废弃混凝土在电厂改建中的应用

1、废弃混凝土在电厂改建中的应用王攀 陈云飞（山东电力建设第二工程公司 济南 250100）【摘要】 随着国际、国内煤炭能源紧张，节能、环保意识的增强，关闭耗能巨大的小火电，改装高效、环保燃煤火电机组是目前我国应对此危机的重大举措。电厂原地改建时，爆破拆除的小机组产生的诸多建筑垃圾中废弃混凝土的量最多，如何妥善处理？为解决此问题，本文不仅搜集了废弃混凝土再利用的国内外发展概况，而且全面给出了颗粒的机械制备、试验性质以及在工程实际应用中的一些经验。使读者在对混凝土再生颗粒有个全面了解的同时，能够迅速地应用到实际工程中，达到电厂改建环保、经济、科学的目的。【关键词】 废弃混凝土 再生骨料 电厂改建 施

2、工经验Abandoned power plant into the concrete applicationWang Pan Chen Yunfei(Shandong Electric Power Construction No.2 Company,Jinan,250100）【Abstract】With the international and domestic energy coal, energy conservation, environmental awareness increased, and the closure of the tremendous energy of sma

3、ll thermal power, conversion efficiency, environmental protection, coal-fired thermal power units in China is the crisis should be a major move. In-situ conversion of the plant, blasting to remove a small unit generated a lot of garbage in an abandoned concrete building the most, how to properly han

4、dle? To address the problem, this article not only to collect the abandoned concrete recycling at home and abroad of the development of general, comprehensive and gives the particles of mechanical preparation, as well as the pilot project in the practical application of some of the experience. So th

5、at readers in the regeneration of the concrete have a comprehensive understanding of the particle was at the same time, be able to quickly apply to the actual project to plant into environmental, economic, scientific purposes.【Key words】Concrete waste, regenerated aggregates, Conversion plant, Const

6、ruction experience1 引言随着国际、国内煤炭能源紧张，节能、环保意识的增强，关闭耗能巨大的小火电，改装高效、环保燃煤火电机组是目前我国应对此危机的重大举措。为实现“十一五”关停5000万千瓦小机组的目标，国家发改委已经制定了详细的计划，一边关停小机组，一边审批改建30万千瓦及以上高效、环保燃煤火电机组，以保障国家用电和环保需求。在这个电力工业结构优化的过程中，反复地拆除和新建都要消耗大量的资源，若是能把旧电厂拆除产生的建筑垃圾重新利用起来，不仅能够降低成本，节约天然资源，缓解供需矛盾，还能减轻环境污染，从而使电厂改建更加的环保、经济、科学。产生的建筑垃圾中含量最多的是原电厂结

7、构用混凝土，经爆破后数量巨大且集中，只要能把这一部分利用起来，便达到了我们的目的。如何进行废弃混凝土的再利用，本文将从国内外现状、颗粒制备、颗粒性质以及施工中的一些注意事项逐一介绍，并最终给出再生混凝土利用结论。2 国内外发展概括国内外对于废弃混凝土的再利用，主要是以此为原料，经过破碎、干拌，筛分和冲洗等工艺步骤，制得混凝土再生骨料，此骨料具有与天然石子接近的物理和力学性能，是一种比较理想的配制低、中等强度再生混凝土材料，可广泛用于道路工程、市政工程和房屋建筑工程中。据了解，国外废弃混凝土再生利用起步较早，目前美国、德国及日本等国废弃混凝土利用率一般可以达到 7085%以上。但国内废弃混凝土再

8、生利用还处于起步阶段，目前仅小部分城市有实验性的应用。我国台湾地区此方面发展较好，1990年利用率即已达到国际水平，并在2006年正式出版了再生混凝土使用手冊作为官方指导性资料。上海地区稍晚一些，也出有地方性再生混凝土应用技术规程（DG/TJ 08-2018-2007），此工程建设规范为我国5.12汶川地震灾后重建制定的地震灾区建筑垃圾处理技术导则提供了宝贵的参考意见。实际工程应用方面，国外已经比较成熟。国内武汉市王家墩商务区建设项目对于废弃混凝土再生利用堪称此领域的实质性尝试，并取得了可喜的成效。3 废弃混凝土再生颗粒制备3.1 废弃混凝土再生颗粒定义1 由混凝土构造物(含建筑物、混凝土铺面

9、、桥梁等)拆除之混凝土废弃物，经适当的处理程序所制造成之干净碎石、表面沾粘水泥砂浆之碎石、硬固水泥砂浆块等块粒状材料均称为再生混凝土粒料，包括再生混凝土粗粒料及再生混凝土细粒料两类。3.2 国内外生产工艺及设备 俄罗斯的破碎工艺2中特别设置了磁铁分离器与分离台等装置以便去除铁质成分，并在后面配备两台转子破碎机和不同筛孔的筛分机，制备出05mm、540mm及40mm以上三种粒径。德国的破碎工艺2中设置了二档等级的破碎机和两台颚式破碎机、四台筛分机，再生骨料的级配被筛分为04mm、416mm、1645mm及45mm以上几种粒径。我国台湾地区3采用包括油压式履带型碎石机和重物筛选机系统的废弃混凝土块

10、破碎及处理机具来制备颗粒。3.3 建议工艺及设备鉴于我国国情，和电厂废弃混凝土组分并结合以上几种颗粒制备工艺，笔者提出以下制备建议：首先经过机器锤击、切割和人工捡拾，分离出绝大部分的铁质、木质、塑料质杂物；然后紧跟一级颚式破碎机破碎和一级筛分机筛分依次循环两回；接着风选一次，最后水洗一次，堆置晾干备用。如此即可利用最少的成本分离出5-40mm饱和面干有效颗粒供再生混凝土使用。4 废弃混凝土再生颗粒性质4.1 性能指标废弃混凝土经过碎化后所得再生颗粒，为天然与旧水砂浆的组合，表面粗糙多孔，其外观呈扁平多棱角状，在性能指标方面和天然碎石有所不同，但仍能满足拌制要求。见表1：表1指标名称天然碎石4混

11、凝土再生颗粒常用粒径（mm）5540表观密度（kg/m3）2650275022002600堆积密度（kg/m3）1400170015001800压碎指标（%）161020吸水率（%）< 2310含泥量（%）< 2< 3针片状含量（%）15104.2 有害物质建议控制范围 再生颗粒中氯化物、硫化物的含量需严格按照国家标准控制，其他有害物质控制范围见表2：表2再生颗粒形式有害物质一有害物质二再生粗粒料10 kg/m32 kg/m3再生细粒料10 kg/m32 kg/m3注：(有害物质一：石膏、粘土块、及其他石膏性材，而且其单位重皆1950 kg/m3；有害物质二：沥青、塑胶、油漆

12、、布、纸、和木头，其单位重皆1200 kg/m3)4.3 分级方法由于废弃混凝土强度等级不尽相同，混合后用作再生混凝土骨料时的分级普遍采用的指标是根据吸水率大小来确定的。也有根据粒径或有害物质含量的多少来分级的，但笔者从实际施工的角度考虑，并不建议使用后两种方法。我国台湾地区的分级是把最大吸水率不大于3%的颗粒定为一级，可以视同天然碎石使用；把最大吸水率在3%与7%之间的颗粒定为二级，也就是最普通的再生粒料所在范围；把最大吸水率不大于10%的颗粒定为三级，此颗粒拌制出的混凝土不适用与面层和有高强度要求的再生混凝土。5 施工用再生混凝土性质5.1 一般性质5 再生混凝土的坍落小于普通混凝土，拌合

13、用水需增加10 kg/m3或5%。 再生混凝土之弹性模数较普通混凝土低，柏松比则与普通混凝土相近。 再生混凝土容重较小，大约是普通混凝土的8595%。 再生混凝土之握裹强，能维持在普通混凝土的70%以上。5.2 强度性质 不同水灰比对强度的影响笔者通过确定五组标准配合比（见表3），对再生混凝土与使用同量天然砂、石混凝土做过比较后，得出如下结论：表3 标准配合比数据粗骨料形式水灰比一水灰比二水灰比三水灰比四水灰比五天然粗骨料再生粗骨料图1 28天强度柱形图由图1可知：再生混凝土的抗压强，低于相同配比的普通混凝土，且水灰比越小，其差距越大。 不同粗、细骨料掺量对强度的影响 通过对同一标准配合比，使

14、用不同比例再生骨料取代天然粗、细骨料的方法（见表4），可以得出如下结论：表4 粗、细骨料取代百分比（%）类型天然细骨料用量再生细骨料用量天然粗骨料用量再生粗骨料用量A100-100-B100-5050C100-0100D50505050E01005050F50500100G01000100 由于废弃混凝土的再利用粗颗粒是重点部分，从实际意义出发，表4并未考虑再生细骨料的单独取代问题所能带来的强度变化。图2 28天强度折线图由图2可知：再生粗、细骨料取代天然砂、石时，要取得相应强度等级的混凝土则不可以完全用再生颗粒取代天然骨料。不建议用再生细骨料取代天然砂，建议在重要部位适量取代粗骨料，不重要部

15、位可以利用再生粗粒料完全取代天然粗骨料。 完全取代粗骨料后的强度变化规律 根据上面两种取代结论，我们可以进一步细化，通过确定同一标准配合比，可以得出再生混凝土在不同龄期与标准配合比对比的强度变化规律。图3 不同龄期强度对比折线图由图3可知：再生混凝土的早期强度成长，较普通混凝土快，但7天以后则趋缓。5.3 耐久性性质 再生混凝土不掺加任何辅料或外加剂时，自身的抗冻与抗渗性能不好。王军强等6试验发现，掺加粉煤灰和引气剂对提高再生混凝土的抗冻性能作用显著，而单纯提高粉煤灰掺量、降低水灰比的作用则相对差一些。同时发现，掺入引气剂后，再生混凝土的质量损失率明显降低、抗冻耐久性指数显著提高。因此采取一定

16、措施，再生混凝土在寒冷地区的应用也是可行的。但就电厂建设而言，并不建议用在诸如循环水泵房底板及池壁等有较高抗冻、抗渗要求的结构部位。6 应用在电厂建设中的经验 结合以上试验室研究，笔者分别在山西同华电力有限公司轩岗电厂2×660MW机组工程、华电漯河发电有限公司河南漯河电厂2×330MW机组工程中做过工程实践，取得了一些建议性经验：6.1再生混凝土的配比设计 再生混凝土配比设计时，应考虑再生粗骨料的吸水率问题，并适当掺加粉煤灰等掺合料和相应要求的外加剂。利用再生粗骨料代替天然粗骨料的混凝土，设计强度不宜大于C30等级。再生粒料中部分有机物无法去除，使得其使用范围受到一定限制

17、，不宜用此设计高标号的抗冻、抗渗混凝土。6.2再生混凝土的拌合顺序 在生产再生混凝土时，搅拌前应保证再生骨料处于饱和面干状态。先加入60%的水与所有水泥及其他原材料拌合成水泥砂浆后，再加入再生骨料，最后把外加剂和剩余的水一并加上，搅拌适量时间后生产出成品。6.3施工中需注意的问题 制备再生粒料时，要设置规范的集中加工厂，做好防尘和消毒等工作。再生细粒料不宜应用于再生混凝土中取代天然细骨料，可以用作建筑砂浆或砂石回填工程，以使废弃混凝土再利用率提高又不影响工程质量。再生粒料一般均能符合道路基底层级配料的要求，用作电厂道路施工比较合适。再生混凝土掺加相应外加剂后均可满足泵送要求，但要控制好坍落度，

18、中途不得另外添加水或其他掺料。罐车运送时，装载容量不宜超过搅拌桶容量的80%，运送途中罐车搅拌桶要至少保持36转/分钟的转速转动。再生混凝土浇筑成型后，除按照一般混凝土的养护程序养护外，还应特别防范再生混凝土表面龟裂的发生，做到适时搓毛、及时养护。6.3成品验收 再生混凝土的成品验收与一般混凝土无异，除了应做好各原材料的试验报告、试配报告、强度报告外，由于无对应国家规范，还应做好各工序的原始记录，以备监理、业主和政府质检站查验。7 结论 混凝土废弃物的高效利用对于解决环境污染、节约天然资源和实现资源的可持续发展具有重大现实意义。在电厂改建中，设置集中废弃混凝土加工厂，把生产出来的再生颗粒用于新建工程是完全可行的，并可为我国电力工业结构优化过程绿色化、高效化、科