技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑垃圾综合处理领域,具体而言,涉及一种建筑垃圾回收利用的方法。
背景技术
[0002] 我国是世界上年新建建筑量最大的国家,每年近20亿平方米新建面积消耗了全世界53%的
水泥、48%的
铁矿石以及47%的
煤。在大规模新建的同时,也伴随着大量的拆迁,拆迁所产生的建筑垃圾已经占到垃圾总量的30~40%。然而,建筑垃圾的利用率却不到3%,因而每年会产生大量亟待处理的建筑垃圾。
[0003] 除了少数建筑垃圾用于回填工程外,大部分建筑垃圾都是采用简单的占地填埋处理,这也会占用大量的土地,而我国每年产生的建筑垃圾的填埋占地面积就要超过10万亩。
[0004] 同时,由于建筑垃圾在清运和堆放过程中都会产生粉尘、灰砂等,会造成环境污染。而堆放和掩埋的建筑垃圾也会造成
土壤沙化以及土地肥
力下降,影响农产品的生产和
质量。更严重的是,建筑垃圾的乱堆乱放也会导致河流堵塞和排涝困难,其中所含的重金属元素和其他有害物质也会严重的污染地表水和
地下水,造成难以挽回的水资源破坏。
[0005] 进一步的,随着城镇化的发展,很多过去作为建筑垃圾堆放场地的区域也被划入城镇建设区域,然而,由于大量建筑垃圾的填埋,导致这些地区建设成本的大大提高,而且填埋有建筑垃圾的土地也无法作为地基使用,同时还面临着建筑垃圾二次、甚至多次转移的问题。
[0006] 实现建筑垃圾的有效回收利用,对于节约资源、改善环境、提高经济效益,以及促进经济增长方式有粗放型向集约型转变,和实现资源的优化配置和
可持续性发展而言,具有重要的实际意义。
[0007] 而如何有效的对建筑垃圾进行回收利用,也成为了目前亟待解决的技术问题。
[0008] 有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
[0009] 本发明的第一目的在于提供一种建筑垃圾回收利用的方法,所述方法中,通过将建筑垃圾分选和/或
破碎后加入
固化剂,并用于
混凝土、
砂浆,和/或建材制品,或者用于筑路施工,从而实现了建筑垃圾的有效回收和利用,不仅能够解决建筑垃圾的处理问题,实现资源的综合利用,同时也能够降低新建筑的成本。
[0010] 为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0011] 一种建筑垃圾回收利用的方法,所述方法包括如下步骤:将建筑垃圾分选和/或破碎后,加入固化剂,用以生产混凝土、砂浆,和/或建材制品,或者用于筑路施工。
[0012] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述建筑垃圾为
建筑物拆装所产生的建筑垃圾;
[0013] 将建筑垃圾进行分选,并向所得废渣中加入固化剂,以用于生产混凝土、砂浆以及建材制品,优选的,所述建材制品为砌
块、墙板或者地砖;
[0014] 和/或,向建筑垃圾分选所得粗细
骨料中加入固化剂,以用于公路施工;优选的,用于公路路面
基层铺设。
[0015] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,还进一步包括将建筑垃圾分选所得渣土用于筑路施工、桩基填料,或者地基
基础。
[0016] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述建筑垃圾为道路改造中所产生的建筑垃圾;
[0017] 将建筑垃圾破碎后,加入固化剂,并用于公路施工;优选的,用于公路基层铺设,或者用于低等级路面
面层的铺设。
[0018] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述固化剂的用量为建筑垃圾用量的12~15%。
[0019] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述固化剂为无机、有机、高分子材料,或者两种或更多种材料的混合物。
[0020] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述无机材料为:
水泥熟料,采矿废渣,水渣,煤矸石以及
石膏。
[0021] 优选的,本发明所述建筑垃圾回收利用的方法中,所述无机、有机、高分子材料与水泥的质量比例为:
[0022] 同时,本发明还提供了一种建材制品的制造方法,所述方法包括本发明所述的建筑垃圾回收利用方法。
[0023] 同样的,本发明也提供了一种公路建设的方法,所述方法中包括本发明任一项所述的建筑垃圾回收利用方法。
[0024] 与
现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0025] (1)本发明方法工艺简便、施工方便,同时还能够实现资源的有效利用,实现节能环保;
[0026] (2)本发明方法能够利用建筑垃圾铺设固化路,不仅能够减少材料的使用,同时也能够有效降低修路成本,并且还能够实现环境保护,节约土地资源。
附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0028] 图1为本发明建筑垃圾处理方法流程示意图。
具体实施方式
[0029] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用
试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0030] 有鉴于目前由于建筑垃圾过多所导致的经济、环境、土地等资源的浪费问题,本发明特提供了一种建筑垃圾回收利用的方法。
[0031] 具体的,本发明方法包括如下步骤:将建筑垃圾分选和/或破碎后,加入固化剂,用以生产混凝土、砂浆,和/或建材制品,或者用于筑路施工;
[0032] 将建筑垃圾回收再利用,就能够将原本占用大量土地资源、造成环境问题,而且处理极为不易的废弃物变为可再生、可利用的资源,而这种资源能够有效替代建筑/装饰材料使用,这不仅解决了建筑垃圾本身所存在的社会经济和环境问题,同时也能够降低建筑成本,优化了资源的配置和利用。
[0033] 进一步的,如果所述建筑垃圾为建筑物拆装所产生的建筑垃圾,即,由建筑物拆除或者房屋装修等工程所产生的建筑垃圾,则可以在将建筑垃圾首先进行分选后,再进行处理;
[0034] 具体的,此类建筑垃圾主要根据垃圾尺寸的不同进行分拣,并通过分拣主要得到大尺寸的废渣、小尺寸的沙砾(可以作为粗细骨料使用),以及渣土(土石混合物)等材料;
[0035] 其中,大尺寸的废渣可以通过与固化剂混合,用于生产混凝土、砂浆或者砌块、墙板、地砖等建材制品;
[0036] 同时,小尺寸的沙砾中添加固化剂后,可以用于路面铺设,特别是用于公路路面基层铺设;
[0037] 而渣土同样也可以用于筑路施工,同时还可以作为桩基填料、地基基础等材料使用。
[0038] 同时,如果道路改造中所产生的建筑垃圾为道路改造中所产生的建筑垃圾,则可以在将这些垃圾进行破碎处理后,就地加入固化剂进行处理,并将用于道路建设,优选的可以用于道路基层或者低等级路面的面层的铺设,这样不仅能够降低运输处理的
费用,同时也能够降低筑路建筑的成本,进一步的,以建筑垃圾替代传统公路的基础,也能够减少沙砾的开采,有利于环境保护。
[0039] 将固化剂用于建筑垃圾的固化处理,并将经固化处理所得新型建筑
复合材料二次利用,也是本
申请的创新之一。这种新型
建筑材料能够代替大量的石灰、水泥、煤灰粉、碎石、砾石等传统建筑材料,节约资源、
能源、土地,并减少对于自然植被的破坏,大幅减少二
氧化
碳等
温室气体的排放,有利于实现生态环境的保护。
[0040] 而本申请中所用到的固化剂,优选的是一种新型无机材料固化剂,其以
水泥熟料,采矿废渣,水渣,煤矸石以及石膏为主要功能原料。固化剂中含有的水泥熟料在水化后会产生具有胶结作用的水化
硅酸
钙(CSH),而粘土颗粒被CSH包围并粘接在一起因而产生了一定强度。
[0041] 而固化剂中各成分的反应如下:固化剂中起
碱性激发作用的Ca(OH)2与固化剂中矿渣的活性SiO2和AI3+生成
水化硅酸钙与水化
铝酸钙(1-3)CaO·Al203。起
硫酸盐激发作用3+
的CaSO4与新生成的水化铝酸钙或与Ca(OH)2、活性Al 相互作用生成高硫型的水合硫铝酸钙,固化剂水化产生的适量膨胀能够产生挤密作用,一般是有利于稳定土的结构密实性的。
钙矾石的产生在结构强度的形成过程中具有重要贡献,它既是强度产生的基础,又是强度继续发展的来源。
[0042] 进一步的,在固化过程中,通过离子交换,降低了土颗粒对水的
吸附能力、破坏土颗粒吸附的
薄膜水,使水很容易地被排出,并使得土壤层更容易碾压,从而使土壤层的密实度更大,承载能力更高。改变土壤的物理性能,使土壤的承载能力更大。土壤的成分比较复杂,它里面含有大量的活性SiO2、Al2O3、CaO等物质,当加入土壤固化剂与它充分搅拌后,固化剂中的活性成分就会与这些活性成分反应生成胶凝性物质,能激发粘土的潜在活性,增加及增强了这种网状结构,使之成为一种具有较高强度的整体。土壤固化剂可以激发土中含有的Fe3+、Al3+等,由于具有较高的离子强度,与土颗粒中的Na+、K+、Ca2+进行离子交换作用,使得粘土胶团表面
电流降低,胶团所吸附的双电层减薄,
电解质浓度增强,颗粒趋于凝聚,排挤土壤内的液相和气相,生成的硅酸钙结晶,体积膨胀而进一步填充孔隙,同时与针状结晶相互交叉,形成链状和网状结构而紧密结合,从而提高了地基的水稳性和抗冻性。固2+ + +
化剂与土加一定水拌和后,Ca(OH)2电离出的Ca 离子与土中带有Na、K 等低价阳离子的
粘土矿物成分进行离子交换:Ca2++2Na+(K+)-粘土-Ca2+-粘土+2Na+(K+)钙粘土具有较薄的水化膜,和较低的垂一电位,因此土粒之间的斥力随之降低,进入范德华引力的作用范围内,促使粘土颗粒凝聚,结果是大量的土粒聚结成较大的土团,在一定程度上提高了土体的强度和改善了土体的水
稳定性。
[0043] 同时,本发明固化剂的配制比较便捷,可以在建筑垃圾的分拣地或者破碎地的周边进行配制,随配随用,实现一体化、便捷的建筑垃圾利用和新型建筑材料的生产或筑路建设。
[0044] 进一步的,本发明还提供了一种建材制品的制造方法,该方法中,是首先将建筑物拆装所产生的建筑垃圾进行分拣,然后,再将大尺寸的废渣与固化剂混合,用于生产混凝土、砂浆或者砌块、墙板、地砖等建材制品,这种建材产品的生产能够有效消化和利用占地面积较大、处理困难的建筑垃圾,同时还能够减少对于水泥、砂石等建筑材料的使用,不仅能够降低生产成本,还能够实现环保。
[0045] 同样的,本发明也提供了一种公路建设的方法,该方法中,可以先将建筑物拆装所产生的建筑垃圾进行分拣,然后,再将所得粗细骨料中加入固化剂,以用于公路路面基层铺设;或者,该方法中,是将道路改造中所产生的建筑垃圾进行破碎后,再加入固化剂,并用于公路基层铺设,或者用于低等级路面面层的铺设。
[0046] 而这种由建筑垃圾固化所修建的固化路相较于传统公路而言,具有以下优势:
[0047] (1)节能环保,造价低廉,减少开采,保护环境;
[0048] (2)强度高:行标中城市快速路和城市主干路中强度值3-4Mpa,而固化土可达5-8Mpa;
[0049] (3)水稳定性强:由于固化土路基性能类似于低质混凝土,解决了积水
软化,流水冲刷的问题;
[0050] (4)抗冻融性能好:固化土性能好、质量高,体积缩胀率低,不易冻融。
[0051] 实施例1
[0052] 南方某地道路改造工程,将破损路面基层拆除破碎后,按照88:12的质量比例,与固化剂混合,然后,将所得固化材料用于道路基层铺设,养生后,再在基层上铺设
沥青层,实现道路改造,其流程如图1所示。
[0053] 其中,所述固化剂为水泥熟料,采矿废渣,水渣,煤矸石以及石膏的混合物。
[0054] 实施例2
[0055] 北方某地危房拆除工程,将危房拆除后剩余建筑垃圾进行分拣,然后,将大尺寸的废渣与固化剂混合,用于生产混凝土、砂浆或者砌块、墙板、地砖等建材制品,其流程如图1所示。
[0056] 其中,废渣和固化剂的用量比控制在:15:85左右;
[0057] 所用固化剂为:水泥熟料,采矿废渣,水渣,煤矸石以及石膏的混合物;
[0058] 向沙砾中添加固化剂,并用于拆迁后周边新建公路路面基层铺设,[0059] 其中,沙砾和固化剂的用量比控制在:86:14;
[0060] 所用固化剂的主要成分为:水泥熟料,采矿废渣,水渣,煤矸石以及石膏[0061] 将分拣所得渣土用于危房拆除后的回填,或者用于周边新建公路的路基填料。
[0062] 实验例1建筑垃圾固化后的道路与传统砂石路的对比分析
[0063] 1、道路基层的对比分析
[0064] (1)原始的底基层施工方法是低基
层压实后,其
压实度达到93%,底基层是两层200mm厚的二灰土(13:35:52),上基层是二灰土碎石(1:2:7)。
[0065] 施工期在60天以上,二灰土强度值0.8MPa,二灰土碎石强度值0.8~1.5MPa;二灰土在夏季养生期在14天时,达到强度值,二灰土碎石养生期在14天时,达到强度值,成本价格约80元/m2
[0066] (2)固化土的施工方法(建筑垃圾固化施工)是低基层压实后,其压实度达到93%,用200mm厚的固化土上基层。
[0067] 固化土强度值3~4MPa,固化土夏季养生期在3~7天时,达到强度值。价格约64元/m2。
[0068] 原始路基的上基层由于强度的限制,
沥青混凝土路面原路面结构厚度为6cm。而固化土基层的沥青混凝土路面可小于4cm。由于固化后的上基层强度高,4cm以下沥青混凝土路面即可满足道路使用需要。
[0069] 1cm厚度的沥青混凝土造价为15元/m2,原始沥青混凝土路面成本为:6×15元/m2=90元/m2,固化后沥青混凝土路面成本为:4×15元/m2=60元/m2。
[0070] 2、效益分析
[0071] (1)经济分析:沥青混凝土路面的用原始的修路方法造价162.78元/m2。而使用固化技术沥青混凝土路面的造价124.69元/m2。每平方米可节约造价20%以上。原始的修路方法造价80元/m2;而固化土的施工方法造价64元/m2。每平方米可节约造价10%以上。合计节约工程造价30%以上。这仅仅是材料上节约的成本,建筑垃圾做固化路基处理,解决了堆放填埋的费用,节约了土地,保护了环境,将可产生无可限量的经济利益。
[0072] (2)效果分析:原施工方案维修老路时必须将上基层全部清理干净,按工序施工,从新备料,这样既产生道路垃圾又增加运力;而用土壤固化技术施工对上基层只需把破损的地方
整理平整后,加入固化剂进行固化便可。既节约了资源又节省运力。同时缩短施工时间。
[0073] 以修建6000m2的道路为例,采用传统方法修路(砂石路)和采用本发明建筑垃圾固化方法修路(固化路)的效益和性能分析分别如下表1、表2所示:
[0074] 表1效益分析
[0075]
[0076] 表2性能分析
[0077]
[0078]
[0079] 而由表1、表2的对照分析结果可知,相较于传统的筑路施工方法而言,使用建筑垃圾固化后修筑固化路的方法,能够有效降低筑路成本;同时,相较于传统的砂石路而言,固化路修筑施工更为简易,且施工时间段,所修筑的公路使用性能也要由于传统的砂石路。
[0080] 由此可以看出,本发明中将建筑垃圾固化后二次利用的方法是完全可行的,而且实际应用所能够达到的效果也是能够满足国家标准,并且优于现有的传统施工方法。同时,本发明方法不仅降低了施工的强度、缩短了施工的时间,而且不会再次产生难以处理的垃圾,同时也减少了建筑材料的使用,是一种实用、且值得广泛推广的新型建筑工艺方法。
[0081] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和
修改。因此,这意味着在所附
权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。