CN107352821A - 一种建筑垃圾回收利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建筑垃圾回收利用的方法。本发明方法中，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。

Description

一种建筑垃圾回收利用的方法
技术领域
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
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。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
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。
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；
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；
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。
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。
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；
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。
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％。
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。
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。
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：
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。
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。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(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；
(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
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。
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
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。
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。
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；
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。
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；
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；
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；
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；
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。
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。
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。
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。
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。起硫酸盐激发作用的CaSO4与新生成的水化铝酸钙或与Ca(OH)2、活性Al3+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。
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。固化剂与土加一定水拌和后，Ca(OH)2电离出的Ca2+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。
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。
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。
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。
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：
(1)节能环保，造价低廉，减少开采，保护环境；
(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；
(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；
(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。
实施例1
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。
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。
实施例2
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。
其中，废渣和固化剂的用量比控制在：15:85左右；
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；
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，
其中，沙砾和固化剂的用量比控制在：86:14；
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
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。
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
1、道路基层的对比分析
(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)。
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
(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。
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。
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。
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。
2、效益分析
(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。
(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。
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：
表1效益分析
表2性能分析
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。
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。
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。

Claims (9)

1.一种建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，所述建筑垃圾为建筑物拆装所产生的建筑垃圾；
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；
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。
3.根据权利要求2所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，所述方法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。
4.根据权利要求1所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，所述建筑垃圾为道路改造中所产生的建筑垃圾；
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。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，固化剂的用量为建筑垃圾用量的12～15％。
6.根据权利要求1所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，所述固化剂为无机、有机、高分子材料，或者其中的两种或多种材料的混合物。
7.根据权利要求6所述的建筑垃圾回收利用的方法，其特征在于，所述无机材料为：水泥熟料，采矿废渣，水渣，煤矸石，以及石膏。
8.一种建材制品的制造方法，其特征在于，所述方法包括权利要求1-7中任一项所述的建筑垃圾回收利用方法。
9.一种公路建设的方法，其特征在于，所述方法中包括权利要求1-7中任一项所述的建筑垃圾回收利用方法。
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