建筑垃圾資源化利用關鍵技術

1、建筑垃圾資源化利用關鍵技術青島理工大學青島理工大學 李秋義李秋義2013年年11月月 昆明昆明主要內容一、建筑垃圾再生利用的必要性一、建筑垃圾再生利用的必要性二、建筑垃圾的預處理技術二、建筑垃圾的預處理技術三、再生骨料強化的必要性三、再生骨料強化的必要性四、四、混凝土用再生粗骨料混凝土用再生粗骨料（GB/T25177-2010)GB/T25177-2010)五、五、混凝土和砂漿用再生細骨料混凝土和砂漿用再生細骨料（GB/T25176-2010)GB/T25176-2010)六、六、再生骨料應用技術規(guī)程再生骨料應用技術規(guī)程簡介簡介七、再生混凝土配合比設計的關鍵技術七、再生混凝土配合比設計的關鍵技

2、術八、八、 建筑垃圾全組分利用問題建筑垃圾全組分利用問題建筑廢棄物的定義建筑廢棄物的定義 根據我國城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定(修訂稿)的規(guī)定，建筑廢棄物（即建筑垃圾）是指建設、施工單位或個人對各類建筑物、構筑物等進行建設、拆遷、修繕及居民裝飾房屋過程中所產生的余泥、余渣、泥漿及其他廢棄物。建筑廢棄物是城市垃圾的主要組成部分，約占城市垃圾總量的30%-40%一、建筑垃圾再生利用的必要性一、建筑垃圾再生利用的必要性建筑物拆除現場 汶川地震形成的建筑垃圾國內外研究現狀國內外研究現狀n國外發(fā)達國家建筑垃圾資源化利用率在7090%，且制訂了較為系統(tǒng)的標準體系 ；n我國對建筑垃圾資源化利用中的若干個關

3、鍵節(jié)點問題進行了研究，并制訂了幾部規(guī)范；n針對全面實現建筑垃圾資源化有許多關鍵技術亟待解決，缺乏成套實用的核心技術和裝備；n沒有形成完整的標準體系和相應的政策法規(guī)；缺乏建筑垃圾資源化利用的示范產業(yè)基地。 砌體結構拆除物 混凝土結構拆除物 地下結構拆除物 未及時回收的建筑垃圾二、建筑垃圾預處理技術二、建筑垃圾預處理技術1、成分的復雜性（a）美國 （b）香港（a）按重量計 （b）按體積計我國大陸建筑物拆除垃圾的組成不同結構體系的建筑物拆除后產生的建筑垃圾組成2、預處理的主要內容除土除輕物質建筑垃圾中磚類物質的初步分離3、預處理的主要方法除土篩分法、水洗法除輕物質風選法、水選法磚類物質的初步分離水力

4、選礦法等1.再生骨料生產制備工藝混凝土塊破碎機物理強化設備破碎過程 傳送帶 傳送帶 強化過程 篩分過程 5mm25mm振動篩 5mm以下再生細骨料 525mm再生粗骨料 三、再生骨料強化的必要性三、再生骨料強化的必要性 簡單破碎再生骨料顆粒棱角多，表面粗糙，表面附著有硬化水泥砂漿，再加上混凝土塊在破碎過程中因損傷累積在內部造成大量微裂紋，導致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標高等不同強度等級混凝土通過簡單破碎與篩分制備出的再生骨料性能差異很大，產品的質量離散性也較大，不利于產品的推廣應用 簡單破碎再生骨料混凝土用水量較大、強度低、彈性模量低，抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、收縮、徐

5、變和抗氯離子滲透性等耐久性能也低于普通混凝土為了提高再生混凝土的性能，須對再生骨料強化處理2.再生骨料強化的必要性化學強化法 指采用不同性質的材料（如聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿、水泥外摻Kim粉、水泥外摻一級粉煤灰等）對再生骨料進行浸漬、淋洗、干燥等處理，使再生骨料得到強化的方法。機械強化法 包括機械研磨法(立式偏心研磨法、臥式回轉研磨法)和加熱研磨法和顆粒整形法。3.再生骨料強化方法立式偏心研磨裝置的外筒內直徑為72cm，內部的高速旋轉的偏心輪的直徑為66cm。預先處理破碎好的物料進入到內外裝置間的空腔后，受到高速旋轉的偏心輪的研磨作用，使得黏附在骨料表面的水泥砂漿脫落項目原骨料再生骨料

6、表觀密度（g/cm3）2.532.46吸水率（）1.262.75立式偏心裝置研磨法 該設備類似于傾斜布置的螺旋輸送機，只是將螺旋葉片改造成帶有研磨塊的螺旋帶，在機殼內壁上也布置著大量的耐磨襯板，并且在螺旋帶的頂端裝有與螺旋帶轉向相反的錐形體，以增加對物料的研磨作用。項目原骨料再生骨料表觀密度（g/cm3）2.552.53吸水率（）1.551.85臥式回轉研磨法 加熱研磨法作用機理加熱処理処理塊脫水選択的加熱處理研磨處理混凝土 塊水泥石脫水 脆化 水泥石被 去除塊微粉再生再骨材再生粗骨材充填型加熱裝置一次裝置二次裝置振動篩混凝土塊微粉再生細骨料再生粗骨料加熱裝置一次研磨二次研磨振動 篩加熱研磨法

7、生產過程加熱研磨法加熱研磨法項目粗骨料細骨料原骨料表觀密度（g/cm3）2.622.62吸水率（）0.841.06再生骨料表觀密度（g/cm3）2.592.52吸水率（）1.322.61 顆粒整形強化新工藝 青島理工大學2005年首次提出了利用高速（線速度80m/s）運動的再生骨料之間的反復相互沖擊與摩擦作用，有效地打掉較為突出的棱角和除去顆粒表面所附著的砂漿和水泥石的一種新技術，有效地解決了再生骨料的強化問題。 簡單破碎再生細骨料簡單破碎再生粗骨料顆粒整形再生細骨料顆粒整形再生粗骨料再生骨料基本性能比較再生骨料基本性能比較項目細骨料粗骨料天然骨料簡單破碎顆粒整形天然骨料簡單破碎顆粒整形堆積密

8、度(kg/m3)161516151225122514251425133013301195119513351335密實密度(kg/m3)173517351365136515601560148014801355135515251525表觀密度(g/cm3)2.662.662.442.442.512.512.652.652.562.562.592.59空隙率0.3930.3930.4980.4980.4320.4320.4980.4980.5330.5330.4850.485吸水率（%）0.850.858.38.37.37.31.61.64.74.72.92.9壓碎指標（%）5.85.815.815

9、.89.49.4針片狀顆粒含量（%）6.56.55.15.11.51.5四、四、 混凝土用再生粗骨料 （GB/T25177-2010)簡介n制定再生骨料標準，可以為再生骨料的生產、應用提供必要的質量技術法規(guī)n為再生骨料產品提供可靠的質量保障，引導、規(guī)范再生骨料的研發(fā)和生產，促進再生骨料的性能質量提升，加快再生骨料產業(yè)化進程n為廢混凝土等建筑垃圾的資源化利用提供技術支撐n根據國標委計函200721號文，混凝土用再生粗骨料標準（GB/T25177-2010）由中國建筑科學研究院、青島理工大學、同濟大學等單位負責編制 日本再生骨料技術標準注：1表中的雜質含量是廢磚、廢玻璃、廢木片、廢塑料片等各類雜質

10、總和。再生骨料技術標準再生骨料H(JIS A 5201)再生骨料M(JIS A 5022 付屬A)再生骨料L(JIS A 5023 付屬A)干表觀密度(kg/m3)2500以上2300以上吸水率（%）3.0以下5.0以下7.0以下填充率（%）55以上55以上顆粒級配標準粒度標準粒度(520)標準粒度微粒含量（%）1.0以下1.5以下2.0以下磨耗損失率（%）35以下雜質含量1（%）3.0以下3.0以下堿骨料反應無害無害無害氯化物含量（%）0.04以下0.04以下0.04以下1.國外相關標準簡介韓國再生骨料技術標準再生骨料技術標準粗骨料1級2級3級干表觀密度(kg/m3)2200以上2200以上

11、2200以上吸水率（%）3.0以下5.0以下7.0以下微粒含量1（%）1.5以下1.5以下1.5以下安定性（%）12以下212以下2填充率（%）55以上55以上55以上磨耗損失（%）40以下40以下40以下注：1 0.08mm篩通過量 2 建設交通部建筑廢棄物處理及再利用要領中的質量標準 丹麥再生骨料技術標準再生骨料技術標準GP1GP2試驗方法干表觀密度(kg/m3)2200以上1800以上DS 405.2密度2200kg/m3含量（%）10以下DS 405.4密度1800kg/m3含量（%）1以下5以下DS 405.4密度1000kg/m3含量（%）0.5以下2以下DS 405.4氯化物含量

12、（%）11DS 423.19全材料吸水率（%）11DS 405.2粒度分布11DS 405.9注：1 沒有限定具體數值，但該項目必須測定。德國再生骨料技術標準再生骨料技術標準Type1廢混凝土Type2建筑構件破碎材料Type3廢砌筑材料Type4其它混合材混凝土和骨料含量（%）90以上70以上20以下80以上磚，非多孔砌塊含量（%）10以下30以下80以上石灰石含量（%）5以下礦物成分（%）2以下3以下5以下20以下瀝青含量（%）1以下1以下1以下雜質含量（%）0.2以下0.5以下0.5以下1以下飽和面干表觀密度（kg/m3）2000以上1800以上1500以上飽和面干表觀密度的變動范圍（k

13、g/m3）150吸水率（%）10以下15以下20以下1 范圍 本標準規(guī)定了混凝土用再生粗骨料的術語和定義、分類和規(guī)格、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、儲存和運輸。本標準適用于配制混凝土的再生粗骨料。 3 新術語3.1 混凝土用再生粗骨料 ：由建（構）筑廢物中的混凝土、砂漿、石、磚瓦等加工而成，用于配制混凝土的、粒徑大于4.75mm的顆粒。3.2 微粉含量：混凝土用再生粗骨料中粒徑小于75m的顆粒含量。3.9 雜物 ：混凝土用再生粗骨料中除混凝土、砂漿、磚瓦和石之外的其它物質。2. GB/T25177-2010解讀4 分類和規(guī)格4.1 分類 混凝土用再生粗骨料（以下簡稱再生粗骨料）按性能要求可分

14、為類、類和類。4.2 規(guī)格 再生粗骨料按粒徑尺寸分為連續(xù)粒級和單粒級。連續(xù)粒級分為5mm16mm、5mm20mm、5mm25mm和5mm31.5mm 四種規(guī)格，單粒級分為5mm10mm、10mm20mm和16mm31.5mm 三種規(guī)格。5 要求項目指標類類類顆粒級配(最大粒級不大于31.5 mm)合格合格合格有機物含量（比色法）合格合格合格堿集料反應合格合格合格表觀密度 /（kg/m3），245023502250空隙率 /%，475053堅固性（質量損失） /%，5.010.015.0硫化物及硫酸鹽含量（按SO3質量計）/%，2.02.02.0氯化物（以氯離子質量計）/%，0.060.060.

15、06雜物含量 /%，1.01.01.0壓碎指標 /%，122030微粉含量（按質量計）/%，1.02.03.0泥塊含量（按質量計）/%，0.50.71.0吸水率（按質量計）/ %，3.05.08.0針片狀顆粒含量（按質量計）/%，101010五、五、 混凝土和砂漿用再生細骨料 （GB/T25176-2010)簡介n由中國建筑科學研究院、青島理工大學、中國建筑材料科學研究總院等單位負責編制n與國標建筑用砂( GB/T14684-2001相比，除了對細骨料的顆粒級配、泥塊含量、有害物質、堅固性、表觀密度、堆積密度、空隙率、堿集料反應性能等提出技術指標要求外，還根據再生細骨料的特點增加了再生細骨料的

16、再生膠砂需水量比、再生膠砂強度比兩項新技術指標。國標GB/T14684-2001中的含泥量和石粉含量在該標準中以微粉含量來代替。 注：1表中的雜質含量是廢磚、廢玻璃、廢木片、廢塑料片等各類雜質總和。再生骨料技術標準再生骨料H(JIS A 5201)再生骨料M(JIS A 5022 付屬A)再生骨料L(JIS A 5023 付屬A)干表觀密度(kg/m3)2500以上2200以上吸水率（%）3.5以下7.0以下13.0以下填充率（%）53以上53以上顆粒級配標準粒度標準粒度JIS A 5023 付屬A微粒含量（%）7.0以下7.0以下磨耗損失率（%）雜質含量1（%）堿骨料反應無害無害無害氯化物含

17、量（%）0.04以下0.04以下0.04以下1.國外相關標準簡介（日、韓標準）日本再生細骨料技術標準 韓國再生骨料技術標準再生骨料技術標準細骨料1級2級干表觀密度(kg/m3)2200以上2200以上吸水率（%）5.0以下10以下微粒含量1（%）5以下5以下安定性（%）10以下26以下2填充率（%）53以上53以上磨耗損失（%）注：1 0.08mm篩通過量。 2 建設交通部建筑廢棄物處理及再利用要領中的質量標準。1 范圍n本標準規(guī)定了混凝土和砂漿用再生細骨料的術語和定義、分類和規(guī)格、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、儲存和運輸。n本標準適用于配制混凝土和砂漿的再生細骨料。2. GB/T25177

18、-2010解讀3 術語和定義3.1 混凝土和砂漿用再生細骨料 ：由建（構）筑廢物中的混凝土、砂漿、石、磚瓦等加工而成，用于配制混凝土和砂漿的粒徑不大于4.75mm的顆粒。3.2 微粉含量 ：再生細骨料中粒徑小于75m的顆粒含量。3.8 再生膠砂 ：按照本標準規(guī)定的方法，用再生細骨料、水泥和水制備的砂漿。3.9 基準膠砂：按照本標準規(guī)定的方法，用標準砂、水泥和水制備的砂漿。3.10 再生膠砂需水量：流動度為130mm5mm的再生膠砂用水量。3.11 基準膠砂需水量：流動度為130mm5mm的基準膠砂用水量。3.12 再生膠砂需水量比：再生膠砂需水量與基準膠砂需水量之比。3.13 再生膠砂強度比：

19、再生膠砂與基準膠砂的抗壓強度之比。 再生膠砂需水量比再生膠砂需水量比0WWRW 其中： W再生膠砂需水量比 WR再生膠砂需水量（ml） W0基準膠砂需水量（ml）再生膠砂強度比再生膠砂強度比0ffRf其中：f再生膠砂強度比fR再生膠砂的28d抗壓強度（MPa）f0基準膠砂的28d抗壓強度（MPa） 再生細骨料吸水率不易測準！再生細骨料吸水率不易測準！再生細骨料的分類與質量要求項目指標類類類顆粒級配合格有機物含量（比色法）合格堿集料反應合格表觀密度，kg/m3， 245023502250堆積密度， kg/m3， 135013001200空隙率，%， 464852最大壓碎指標值， %， 20253

20、0飽和硫酸鈉溶液中質量損失，% 81012硫化物及硫酸鹽含量（按SO3質量計），%，2.02.02.0氯化物（以氯離子質量計），%，0.060.060.06云母含量（按重量計），%， 2.02.02.0輕物質含量（按重量計），%， 1.01.01.0項目指標類類類微粉含量（按質量計），%，亞甲藍MB值1.40或合格5.07.010.0亞甲藍MB值1.40或不合格1.03.05.0泥塊含量 （按質量計），%，1.02.03.0再生膠砂需水量比，細1.351.551.80中1.301.451.70粗1.201.351.50再生膠砂強度比，細0.800.700.60中0.900.850.75粗1.0

21、00.950.90再生細骨料的分類與質量要求（續(xù)）六、六、再生骨料應用技術規(guī)程再生骨料應用技術規(guī)程 （JGJ/T 240-2011）簡介）簡介n本規(guī)程的主要技術內容是：1 總則；2 術語和符號；3 基本規(guī)定；4 再生骨料的技術要求、進場檢驗、運輸和貯存；5 再生骨料混凝土；6 再生骨料砂漿；7 再生骨料砌塊；8 再生骨料磚。n主編單位：中國建筑科學研究院、青建集團股份公司n1 1 總總 則則1.0.1 1.0.1 為貫徹執(zhí)行國家有關節(jié)約資源、保護環(huán)境的技術經濟政策，保證再生骨料在建筑工程中的合理應用，做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量，制訂本規(guī)程。1.0.2 1.0.2 本規(guī)程適用于再

22、生骨料在建筑工程中的應用。1.0.3 1.0.3 再生骨料在建筑工程中的應用，除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現行有關標準的規(guī)定。n2.1 2.1 術語術語2.1.3 2.1.3 再生骨料混凝土：摻用再生骨料配制而成的混凝土。2.1.4 2.1.4 再生骨料砂漿：摻用再生細骨料配制而成的砂漿。2.1.5 2.1.5 再生粗骨料取代率：再生骨料混凝土中再生粗骨料用量占粗骨料總用量的質量百分比。2.1.6 2.1.6 再生細骨料取代率：再生骨料混凝土或再生骨料砂漿中再生細骨料用量占細骨料總用量的質量百分比。2.1.7 2.1.7 再生骨料砌塊：摻用再生骨料，經攪拌、成型、養(yǎng)護等工藝過程制成的砌塊。2

23、.1.8 2.1.8 再生骨料磚 ：摻用再生骨料，經攪拌、成型、養(yǎng)護等工藝過程制成的磚。n3 基本規(guī)定基本規(guī)定3.0.1 3.0.1 不得使用被污染或腐蝕的建筑垃圾制備再生骨料。再生骨料及其制品的放射性應符合現行國家標準建筑材料放射性核素限量GB 6566的規(guī)定。3.0.2 3.0.2 應根據所配制或生產的混凝土、砂漿、磚、砌塊的性能要求，選用相應的再生骨料。3.0.3 3.0.3 再生骨料的應用應符合國家現行有關安全和環(huán)保方面標準的規(guī)定。n4 再生骨料的技術要求 4.1.14.1.1配制混凝土用的再生粗骨料應符合GB/T 25177的規(guī)定。4.1.24.1.2配制混凝土和砂漿用的再生細骨料應

24、符合GB/T 25176的規(guī)定。4.1.3 4.1.3 用于制備砌塊和磚的再生骨料應滿足表4.1.3-1和表4.1.3-2的要求，其型式檢驗應分別包括表4.1.3-1和表4.1.3-2規(guī)定的全部項目。表表4.1.3-1 生產砌塊和磚的再生粗骨料性能指標生產砌塊和磚的再生粗骨料性能指標項 目指標要求微粉含量（按質量計，%）5.0吸水率（按質量計，%）10.0雜物（按質量計，%）2.0泥塊含量、有害物質含量、堅固性、壓碎指標、堿集料反應性能應符合GB/T 25177的相關規(guī)定表表4.1.3-2 生產砌塊和磚的再生細骨料性能指標生產砌塊和磚的再生細骨料性能指標項 目指標要求微粉含量（按質量計，%）M

25、B值1.40或合格12.0MB值1.40或不合格6.0泥塊含量、有害物質含量、堅固性、單級最大壓碎指標、堿集料反應性能應符合GB/T 25176的相關規(guī)定n5 再生骨料混凝土（適用范圍）再生骨料混凝土（適用范圍）5.1.2 5.1.2 類再生粗骨料可用于配制各種強度等級的混凝土；類再生粗骨料宜用于配制C40及以下強度等級的混凝土；類再生粗骨料可用于配制C25及以下強度等級的混凝土，但不宜用于配制有抗凍性要求的混凝土。5.1.3 5.1.3 類再生細骨料可用于配制C40及以下強度等級的混凝土；類再生細骨料宜用于配制C25及以下強度等級的混凝土；類再生細骨料不宜用于配制結構混凝土。5.1.4 5.

26、1.4 再生骨料不得用于配制預應力混凝土。 n6 再生骨料砂漿再生骨料砂漿n6.1 一般規(guī)定一般規(guī)定6.1.1 6.1.1 再生細骨料可配制砌筑砂漿、抹灰砂漿和地面砂漿。再生骨料地面砂漿不宜用于地面面層。6.1.2 6.1.2 再生骨料砂漿所用再生細骨料應符合現行國家標準混凝土和砂漿用再生細骨料GB/T 25176的規(guī)定。6.1.3 6.1.3 類再生細骨料可用于配制各種強度等級的砂漿，類再生細骨料可用于配制強度等級不高于M15的砂漿，類再生細骨料宜用于配制強度等級不高于M10的砂漿。6.2 技術要求技術要求表表6.2.2 現場配制的再生骨料砂漿性能指標要求現場配制的再生骨料砂漿性能指標要求砂

27、漿品種強度等級稠度（mm）保水率（%）14d拉伸粘結強度（MPa）抗凍性強度損失率（%）質量損失率（%）再生骨料砌筑砂漿M2.5、M5、M7.5、M10、生骨料抹灰砂漿M5、M10、M1570100820.15255再生骨料地面砂漿：有抗凍性要求時，應進行抗凍性試驗。凍融循環(huán)次數按夏熱冬暖地區(qū)15次、夏熱冬冷地區(qū)25次、寒冷地區(qū)35次、嚴寒地區(qū)50次確定。n7 再生骨料砌塊再生骨料砌塊n7.1 一般規(guī)定一般規(guī)定7.1.1 7.1.1 再生骨料砌塊按抗壓強度可分為MU3.5、MU5、MU7.5、MU10、MU15和MU20六個等級。7.1.2 7.1.2 再生骨料砌塊所用原材料應符合下列規(guī)定：1 1 骨料的最大公稱粒徑不宜大于10mm；2 2 再生骨料應符合本規(guī)程第4.1.3條的規(guī)定；3 3 當采用石屑作為骨料時，石屑中小于0.15mm的顆粒含量不應大于20%； n8 再生骨料磚再生骨料磚n8.1 一般規(guī)定一般規(guī)定8.1.1 8.1.1 再生骨料磚包括多孔磚和實心磚，按抗壓強度可分為MU7.5、MU10、MU15和MU20四個等級。8.1.2 8.1.2 再生骨料實心磚主規(guī)格尺寸為240mm115mm53mm，再生骨料多孔磚主規(guī)格尺寸為240mm115mm90mm；再生