建筑垃圾再生产品的研究开发课题研究

建筑垃圾再生产品的研究开发课题研究

“建筑垃圾回收研究与开发”主题由青岛农业大学牵头，由中国建筑科学研究院、中国建筑科学研究院、北京波森特土木工程工程有限公司和青岛新达州荣成建工程有限公司联合组建。课题目标是从建筑垃圾资源化、产品化、标准化和产业化入手，研究开发建筑垃圾再生混凝土骨料、再生混凝土、蒸压制品、混凝土砌块和建筑垃圾在建筑地基基础中再生利用，以期达到建筑垃圾减量化、无害化、资源化和降低矿产资源消耗的目的。主要研究内容1、再生骨料混凝土c0-c60再生混凝土结构应用主要研究高品质再生骨料制备技术，建设高品质再生骨料示范生产线，研究不同强度等级(C20-C60)再生骨料混凝土的制备技术，并开展再生骨料混凝土在结构工程中应用研究。2、再生骨料混凝土应用通过对再生骨料和再生混凝土性能研究，研究和制定国家标准《混凝土用再生粗骨料》和《混凝土用再生细骨料》，以及建筑工程行业标准《混凝土再生骨料应用技术规程》，并开展再生骨料混凝土在结构工程中应用研究。3、建筑垃圾蒸压制品以粉煤灰为硅铝质材料、电石渣或石灰为钙质材料、建筑垃圾为骨料以及必要的激发剂，研制开发建筑垃圾制备蒸压制品。重点研究建筑垃圾预处理工艺，蒸压砖的生产工艺和性能，建筑垃圾蒸压砖生产示范线的建设以及建筑垃圾蒸压砖示范应用。4、混凝土砌块的研究和开发开展建筑垃圾再生原料性能和应用研究，建筑垃圾混凝土砌块性能的综合研究，建筑垃圾混凝土砌块的生产工艺和应用技术研究。5、成型建筑物研究一种地基基础处理新技术——“复合载体桩”，即将各种建筑垃圾直接作为一种建筑材料，替代水泥、砂石、钢材等成型建筑材料，在建筑物的地基基础处理中使用，大幅度地提高桩的承载能力。重点研究重锤对建筑垃圾的填充和夯实操作效果，桩端下一定范围土体的加固挤密程度，复合载体的分层扩散作用及土体的受力状态以及复合载体桩在不同地质条件和不同建筑类型中的应用。解决重点的关键技术1、有关建筑垃圾制备的再生骨料和再生混凝土的研究(1）再生骨料的冲击课题组提出了一种再生骨料强化技术——颗粒整形技术，即利用高速（线速度≥80m/s）运动的再生骨料之间的反复相互冲击与摩擦作用，有效地打掉较为突出的棱角和除去颗粒表面所附着的砂浆和水泥石。该技术具有工艺简便，设备小体积小，设备使用寿命长，生产成本较低等优点，便于推广应用。(2）再生混凝土的性能再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标值高和坚固性差的特点，导致再生混凝土工作性差、强度低、收缩大、碳化快、抗冻性能差和抗氯离子渗透性差。以往的再生混凝土只能用于制备路基材料、混凝土小型空心砌块、花格砖等低强度等级的低性能混凝土。为了提高再生混凝土的性能，拓宽再生混凝土的应用领域，我们采用颗粒整形强化再生骨料、优质矿物掺合料和聚羧酸高效减水剂来提升再生混凝土的强度和耐久性，可以制备出高强和高性能再生混凝土。2、再生粗骨料检测指标分析目前，制定再生骨料的技术标准，对于推动再生混凝土产业化和确保工程质量具有重要意义。与天然骨料相比，再生骨料通常表面粗糙，棱角多，表面还附着水泥石，而且在破碎过程中其内部产生大量微裂缝。因此，再生骨料需要检测的项目，除了包括普通骨料要求的级配、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量、压碎指标、坚固性、有害物质含量等常规性能指标外，还应增加更能反映再生骨料质量特点的一些指标。根据再生粗骨料的特点，增加了再生粗骨料的吸水率、氯离子含量和杂物含量等指标要求；根据再生细骨料的特点增加了再生细骨料的再生胶砂需水量比、再生胶砂强度比两项新技术指标。3、建筑垃圾处理厂的研究和开发(1）性能波动建筑垃圾与天然骨料相比，组成成分波动大、性能波动也大。为了控制建筑垃圾原料的均匀性，在利用建筑垃圾制备新型墙体砌筑材料时，必须对建筑垃圾原材料进行预处理。(2）建筑垃圾养护工艺建筑垃圾制备的新型墙体砌筑材料的性能主要取决配合比、成型工艺和养护工艺，我们通过研制专用外加剂、优化配合比、采用振动加压成型工艺和最佳养护工艺来提高制品的性能和提高建筑垃圾的利用率。研究结果表明：建筑垃圾再生原料利用率40%～60%，建筑垃圾蒸压粉煤灰砖的强度等级为MU10和MU15，性能满足JC239《粉煤灰砖》，而且体积密度不超过1600kg/m3。4、混凝土砌块的研究和开发(1）产品稳定性控制技术在采用选择性拆除、分类回收和对再生原料预处理等技术基础上，通过配合比优化设计和添加活性混合材，控制再生产品质量稳定性。(2）建筑垃圾混凝土斑块的控制降低产品收缩率或控制产品相对含水率，将有利于防止墙体开裂。采用蒸养工艺和烘干工艺等措施，很好地控制了建筑垃圾混凝土砌块的收缩。研究结果表明，建筑垃圾再生原料利用率达到40%～90%，其它性能满足GB8239《普通混凝土小型空心砌块》。5、建筑垃圾密度重通过重锤的夯击能量大小、重锤的形状和建筑垃圾的填充量，控制夯实后建筑垃圾的密实度、建筑垃圾外部挤密土体影响。研究结果表明，单桩平均消纳建筑垃圾1～1.5立方米，比常规技术节约建材使用量40%～50%，承载力一般是普通桩的3～5倍。项目获得逐步成果1、其他填充材料已开发出了建筑垃圾蒸压砖、建筑垃圾混凝土砌块、建筑垃圾混凝土砌块专用砌筑砂浆添加剂、建筑垃圾自保温混凝土砌块、建筑垃圾自保温混凝土砌块填充用水泥基复合保温材料、建筑垃圾混凝土砌块保温砌筑砂浆添加剂以及性能优良的再生粗骨料和再生细骨料等8种产品。2、建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土“载体桩成套技术”获得2007年度北京市科技进步二等奖，“建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土的研究”获得2007年度山东省科技进步三等奖。3、再生粗骨料标准建筑工程行业标准《载体桩设计规程》2007年完成了修订；《混凝土用再生粗骨料》、《混凝土和砂浆用再生细骨料》两部国家标准已于2009完成评审和报批，两部标准均达到了国际先进水平；建筑工程行业标准《再生骨料应用技术规程》也将在2010年内完成评审和报批。4、再生骨料生产线建设2008年在泰州市方正建材有限公司建成了年设计生产能力2000万块(折合标砖)建筑垃圾混凝土砌块生产线1条（图1），同年在青岛信达荣昌基础建设工程有限公司建成日产200吨生产能力的再生骨料生产线。5、再生混凝土基材料2009年，青岛理工大学与青建集团合作完成了“废弃混凝土再生骨料应用技术研究”成果鉴定，成果达到国际先进水平，并将再生混凝土分别在青