建筑垃圾華麗蛻變_0

1、書山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。建筑垃圾華麗蛻變 建筑垃圾循環(huán)利用 1前言 1.1定義 建筑垃圾是指建設(shè)、施工單位或個(gè)人對(duì)各類建筑物、構(gòu)筑物等進(jìn)行建設(shè)、拆遷、修繕或裝飾房屋過程中所產(chǎn)生的余泥、余渣、泥漿及其他廢棄物。 1.2來(lái)源 建筑垃圾來(lái)源廣泛，主要產(chǎn)生于工程建設(shè)的新建施工階段、裝飾裝修階段、改造階段、拆除階段。其中，新建工程施工產(chǎn)生的垃圾量約占15%，工程拆除階段的建筑垃圾量約占70%，裝修階段的建筑垃圾量約占10%。 1.3構(gòu)成 我國(guó)建筑垃圾構(gòu)成中，主要是混凝土、磚石渣土、陶瓷、木材、玻璃等廢棄混合物1見圖1。構(gòu)成建筑垃圾最主要的組分是混凝土，占58.8%。這是由于現(xiàn)代建筑對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要

2、求非常高，致使大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)替代了傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)，混凝土的用量隨之增加。此外，磚石、玻璃、金屬、瓦片和瀝青也是構(gòu)成建筑垃圾的主要組分。 建筑垃圾的成分多、復(fù)雜，且隨著我國(guó)建筑形式的多樣化發(fā)展，建筑垃圾成分有進(jìn)一步增加的趨勢(shì)。同時(shí)，加之建筑垃圾理化特性的不確定性，使其處理和再生利用的難度加大，給建筑垃圾資源化利用開展增加了一定的困難。 1.4國(guó)內(nèi)建筑垃圾排放情況 表1為2021年-2021年全圖建筑垃圾產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)情況。由表1可知，建筑垃圾產(chǎn)生量在我國(guó)逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，我國(guó)每年建筑垃圾產(chǎn)生量（含渣土）占垃圾總量的30%-40%。圖2為國(guó)內(nèi)主要城市的年平均排放量，隨著城市建設(shè)的不斷擴(kuò)大，城市建筑廢棄物

3、排放量呈現(xiàn)著迅猛增長(zhǎng)趨勢(shì)1。 隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，各類開發(fā)區(qū)的建設(shè)，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的城郊村莊被夷為平地，寬敞整潔的道路縱橫交錯(cuò)，清新亮麗的各類建筑拔地而起，于此產(chǎn)生了大量建筑垃圾。這些垃圾數(shù)量龐大，多數(shù)為簡(jiǎn)單填埋處理，有些干脆不進(jìn)行任何處理，堆積如山。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在建筑垃圾的管理一直較為薄弱，建筑垃圾基本不經(jīng)任何處理便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放的方式進(jìn)行處置。成為城市環(huán)境新的殺手。 城鎮(zhèn)化后拆除村莊的建筑垃圾得不到及時(shí)理，嚴(yán)重影響到土地的復(fù)墾，占用了寶貴的土地資源。居民裝潢后的建筑垃圾因?yàn)闆]有合適的去處往往混跡于生活垃圾中，增加了生活垃圾處理的難度。違規(guī)傾倒、胡亂傾倒、

4、部分路段建筑垃圾成災(zāi)，城鄉(xiāng)接合部的道路兩邊、河邊空地，常有夜間偷倒渣土、建筑垃圾的現(xiàn)象。 大量的建筑垃圾不僅占用大量土地，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的危害，表現(xiàn)在：（1）占用土地，破壞土壤；（2）污染水體；（3）污染空氣；（4）影響市容，等等。 與此同時(shí)，經(jīng)過這些年城市建設(shè)的高速發(fā)展，特別是房地產(chǎn)的大量開發(fā)，很多大宗建筑材料已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)，價(jià)格飛漲，有時(shí)出現(xiàn)排隊(duì)等候供應(yīng)的現(xiàn)象，有些因材料供應(yīng)得不到保證而修改了設(shè)計(jì)或?qū)で筇娲?。建筑材料價(jià)格的大幅上升給建筑垃圾資源化利用帶來(lái)了空間。 建筑垃圾的回收和循環(huán)再利用不僅能夠保護(hù)環(huán)境，降低對(duì)環(huán)境的影響，采用科學(xué)管理和有效措施將其減量化和再利用，還可以節(jié)省

5、大量的建設(shè)資金和資源。建筑垃圾中的許多廢棄物經(jīng)分揀、剔除或粉碎后，大多是可以作為再生資源重新利用的。如廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬，經(jīng)分揀、集中、重新回爐后，可以再加工制造成各種規(guī)格的鋼材；磚、石、混凝土等廢料經(jīng)破碎后，可以替代砂，用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、打混凝土墊層等，還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品2。為了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，迫切要求對(duì)建筑垃圾進(jìn)行回收利用3。 國(guó)外在建筑垃圾的處理和利用方面早已成熟，美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家憑借經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技優(yōu)勢(shì)，采用高新技術(shù)處理建筑垃圾，給我們提供了許多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。 美國(guó)采用微波技術(shù)處理回收的瀝青路面，利用率達(dá)100%，成本降低且質(zhì)量相

6、同，既節(jié)約了清運(yùn)和處理費(fèi)用，又大大地減輕了環(huán)境污染。美國(guó)政府制定的超級(jí)基金法規(guī)定：“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè)，必須自行妥善處理，不得擅自隨意傾卸”。在建筑垃圾形成之前，就通過科學(xué)管理和有效的控制措施將其減量化。美國(guó)住宅營(yíng)造商協(xié)會(huì)正在推廣一種“資源保護(hù)屋”，其墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建成的，屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來(lái)的，所用的板材是鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成，屋面的主要原料是舊的報(bào)紙和紙板箱。這種住宅不僅積極利用了廢棄的金屬、木料、紙板，而且比較好的解決了住房緊張和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。 在德國(guó)，塑料很容易回收以重新利用或者作為發(fā)電站發(fā)電的燃料。玻璃、鋼材、磚和結(jié)構(gòu)性

7、木材也常常通過地方議會(huì)制定的回收計(jì)劃被收集。德國(guó)的干餾燃燒垃圾處理工藝，可以使垃圾中各種再生材料干凈地分離出來(lái)，再回收利用，有效地解決了垃圾占用土地的問題4。 日本從20世紀(jì)60年代末就注意到建筑垃圾資源再利用的重要性，并將建筑垃圾視為“建筑副產(chǎn)品”日本還制定了一系列與建筑副產(chǎn)品相關(guān)的完整而又全面的措施、政策和法律，并規(guī)定所有的建筑垃圾都必須利用“再生資源化設(shè)備”進(jìn)行相關(guān)處理，可見日本對(duì)建筑垃圾處理的重視程度。目前日本的建筑垃圾再利用率已經(jīng)達(dá)到了100%。 法國(guó)通過設(shè)立評(píng)估系統(tǒng)對(duì)施工的整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控，首先是對(duì)新的建筑產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，從源頭上評(píng)估建筑垃圾的產(chǎn)量;其次，在施工、改善及清拆工程中，對(duì)

8、工地廢物的生產(chǎn)及收集做出預(yù)測(cè)評(píng)估，以便及時(shí)確定出相關(guān)回收應(yīng)用程序，為建筑垃圾的處理的可行性做出評(píng)定，并對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)估5。 建筑廢棄物不是垃圾是有效資源。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑廢棄物的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：填埋對(duì)于產(chǎn)生的污泥大部分采取填埋的方式處理，也有一部分經(jīng)過脫水處理后做回填或園藝用土等。再生骨料一般用再生利用率較大的混凝土、砂漿、石、磚瓦等分級(jí)粉碎后加工而成。再生混凝土一般的建筑垃圾就是指混凝土。再生砌塊用再生砌塊制作再生路面磚。再生路面舊混凝土的再生利用、瀝青路面再生利用。 2水泥混合材 水泥工業(yè)是自然資源和能源的消耗大戶，也是多種固體廢棄物的消納大戶。為了提高建筑垃圾再生利用效率，進(jìn)

9、行了利用建筑垃圾作為水泥混合材的試驗(yàn)研究，以期為其全成分資源化利用尋求新的途徑6。 2.1原材料 建筑垃圾。煙臺(tái)市某舊建筑物的拆除物，主要是粘有膠砂的廢磚塊、廢混凝土和其他渣土。其化學(xué)組成如表1所示。 水泥與水泥熟料：煙臺(tái)東源水泥有限公司生產(chǎn)的42.5r普通硅酸鹽水泥性能見表2。該廠的42.5硅酸鹽水泥熟料，經(jīng)5kg試驗(yàn)球磨機(jī)粉磨45min，細(xì)度為0.08mm方孔篩篩余7.7%，加入5%二水石膏后的性能見表2。石膏：工業(yè)用二水石膏，so3含量42.3%。標(biāo)準(zhǔn)砂：國(guó)產(chǎn)iso水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)砂。 2.2試驗(yàn)方法 試驗(yàn)按照水泥生產(chǎn)的方法進(jìn)行，將建筑垃圾作為水泥混合材與水泥熟料、二水石膏按照設(shè)計(jì)的

10、配合比共同粉磨制成水泥，然后測(cè)定該水泥的強(qiáng)度及其他性能指標(biāo)。水泥細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等指標(biāo)分別按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)?？紤]到廢磚與廢混凝土性質(zhì)有差異，所以試驗(yàn)將兩者分開，分別探討對(duì)水泥性能的影響。細(xì)度控制在0.08mm方孔篩篩余7.8%左右。 2.3試驗(yàn)結(jié)果與分析 試樣的設(shè)計(jì)配合比及強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表3。 從表3的數(shù)據(jù)可見，當(dāng)建筑垃圾摻量在10%時(shí)，試樣強(qiáng)度與42.5r普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度基本相當(dāng)，摻量為15%時(shí)，也能夠達(dá)到42.5普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度要求，所以從膠砂強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)看，建筑垃圾可以作為水泥混合材。但隨著建筑垃圾摻量的增大，試樣強(qiáng)度下降較大，特別是抗壓強(qiáng)度下降更為明顯，表明在大摻量使

11、用建筑垃圾時(shí)，應(yīng)采取一定的措施，如提高水泥細(xì)度、加入激發(fā)劑等，否則當(dāng)摻量為25%時(shí)，只能生產(chǎn)32.5水泥。另外，還可以看出摻廢混凝土的試樣各齡期強(qiáng)度普遍高于摻廢磚的試樣，特別是早期強(qiáng)度差距更明顯，當(dāng)摻量為15%時(shí)，a-2試樣仍能達(dá)到42.5r普通硅酸鹽水泥的要求，而b-2由于早強(qiáng)較低只能達(dá)到42.5普通硅酸鹽水泥的要求。 利用建筑垃圾生產(chǎn)水泥，除膠砂強(qiáng)度滿足要求外，還應(yīng)進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間、安定性等性能檢測(cè)，結(jié)果見表5。 水泥凝結(jié)時(shí)間隨著建筑垃圾摻量的增加而延長(zhǎng)，廢磚試樣凝結(jié)時(shí)間較廢混凝土試樣長(zhǎng)，加入激發(fā)劑后，初凝時(shí)間明顯縮短，總之，各試樣的凝結(jié)時(shí)間、安定性均符合水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。 2.4結(jié)論 建筑

12、垃圾作為水泥混合材是可行的，當(dāng)摻量在15%以下時(shí)，可生產(chǎn)42.5r或42.5普通硅酸鹽水泥，利用建筑垃圾生產(chǎn)水泥，不改變水泥廠原來(lái)的生產(chǎn)工藝，利用廢物降低了生產(chǎn)成本，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的今天有著廣闊的應(yīng)用前景。 3建筑垃圾再生混合骨料配制透水性混凝土 透水性混凝土是指空隙率為15%-25%的混凝土，也稱作無(wú)砂混凝土，其由特定級(jí)配的骨料、膠凝材料（水泥）、水（可含外加劑和摻和料）等按特定比例經(jīng)特殊工藝制成的，內(nèi)部含有大量貫通性孔隙的蜂窩狀混凝土制品。透水性混凝土大致可看作由三部分組成：粗骨料形成的骨架、膠凝材料形成的膠結(jié)層及它們之間的孔隙。為研究建筑垃圾再

13、生混合骨料配制透水性混凝土的可行性，下面通過實(shí)驗(yàn)對(duì)不同配合比下配制的透水性混凝土的強(qiáng)度及透水性進(jìn)行研究7。 3.1實(shí)驗(yàn)方案 基于對(duì)混凝土理論分析和大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，透水性混凝土配合比選定設(shè)計(jì)的主要參數(shù)及其范圍分別為：水灰比（0.40，0.35，0.30），骨灰比（4.5， 4.0， 3.5），砂率（20%，15%，10%），以此三個(gè)因素為基礎(chǔ)進(jìn)行正交試驗(yàn)，測(cè)定不同配比下透水性混凝土試件的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度及透水系數(shù)。實(shí)驗(yàn)所采用的再生混合骨料由山東某建材公司提供，由回收的各種建筑垃圾直接通過機(jī)械破碎而來(lái)，其所含的成分為：細(xì)骨料0mm-5mm、粗骨料5mm-10mm；試驗(yàn)所用的水泥為4

14、2.5級(jí)普通硅酸鹽水泥;所用的添加劑為高效減水劑；拌合水為普通自來(lái)水。 3.2試驗(yàn)方法 試驗(yàn)所用的混凝土拌和物均通過人工攪拌的方式制備，且按照gb/t50080-2021普通混凝土拌合物理性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)操作。本試驗(yàn)所制備的試件均為100mm的立方體試件，成型方法采用“靜壓成型法”，制作完成24h后拆模，并在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度202、相對(duì)濕度在95%以上）下養(yǎng)護(hù)至28d期齡，然后再進(jìn)行測(cè)試。抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度測(cè)試按照gb/t50081-2021普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)操作，所用壓力機(jī)型號(hào)為xl.04-nyl-2021c，其最大試驗(yàn)力為2021kn。透水系數(shù)測(cè)定方法借鑒日本混凝土工

15、學(xué)協(xié)會(huì)推薦的大孔混凝土透水性試驗(yàn)方法，試驗(yàn)采用定水頭的方法，并根據(jù)達(dá)西定律測(cè)量透水性混凝土的透水系。 3.3結(jié)果分析 每組試驗(yàn)均采用5個(gè)試件進(jìn)行測(cè)試，取其均值作為最終結(jié)果。測(cè)得不同水灰比、不同骨灰比及不同砂率條件下，再生混合骨料透水性混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度以及透水系數(shù)見表2。由表2可知，由此再生混合骨料制成的透水性混凝土的抗壓強(qiáng)度比較低，遠(yuǎn)小于普通c30混凝土的抗壓強(qiáng)度，其最小抗壓強(qiáng)度為11.2mpa，最大抗壓強(qiáng)度20.6mpa，主要集中在10mpa-20mpa，而普通c30混凝土的抗壓強(qiáng)度為30mpa左右；再生混合骨料制成的透水性混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度與普通c30混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度相

16、差不大，均在2mpa左右；透水系數(shù)在1.50cm/s左右。 當(dāng)配合比為水灰比0.4、骨灰比3. 5、砂率20%的情況下，混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到20.6mpa，基本可達(dá)到路面磚合格品對(duì)力學(xué)性能的要求，此時(shí)透水系數(shù)可達(dá)到1.45cm/s，具有較好的透水性能，按此配合比制作的混凝土產(chǎn)品可取得較好的效益。 4水泥孰料 4.1原料成分石灰石、高硅砂巖、低硅砂巖、鐵尾礦粉和煤粉取自某水泥廠。建筑垃圾取自南京市鼓樓區(qū)國(guó)家電網(wǎng)拆除工地，是典型的磚混結(jié)構(gòu)的建筑，以磚瓦、渣土和混凝土為主。建筑垃圾和其他原料的化學(xué)成分見表1。 由表1可以看出，建筑垃圾的主要成分是sio 2、cao，同時(shí)還含有少量的caco3和ca

17、（oh）2，這些成分除了是水泥引入外，還有就是混凝土的集料，其可以作為煅燒水泥的原料8。 建筑垃圾中還含有少量的cl-、r2o、so3，其中cl-的含量只有0.035%，試驗(yàn)中建筑垃圾的最高摻量20%，摻入的堿含量在0.442%，對(duì)燒成熟料的化學(xué)分析表明，其堿含量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 4.2生料的制備 先用顎式破碎機(jī)將建筑垃圾破碎成0-20mm的顆粒，用2.36mm方孔篩篩除0-2.36mm的細(xì)小顆粒，因?yàn)檫@一部分主要是河砂，sio2含量較高，活性差，影響生料的易燒性和易磨性。再將2.36-20mm的顆粒球磨至80m方孔篩篩余10%。 將建筑垃圾按不同比例替代部分砂巖與石灰石進(jìn)行配料，并外摻3.95

18、%的煤灰，控制率值為kh=0.890.02，sm=2.50.2，im=1.50.2，見表2。 kh：表示水泥熟料中的總cao含量扣除飽和堿性氧化物（如al2o 3、fe2o3）所需要的氧化鈣后，剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的含量與理論上二氧化硅全部化合成硅酸三鈣所需要的氧化鈣含量的比值。簡(jiǎn)言之，石灰飽和系數(shù)表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。 sm。是指硅酸鹽水泥熟料中sio2含量與al2o3加fe2o3含量的比值sio2/（al2o3+fe2o3）。sm值過高時(shí)，熟料較難燒成，煅燒時(shí)液相量較少，不易掛窯皮；隨sm值的降低，液相量增加，對(duì)熟料的易燒性和操作有利，但sm值過低，熟料強(qiáng)

19、度低，窯內(nèi)易結(jié)圈，結(jié)大塊，操作困難。 im。硅酸鹽水泥熟料中三氧化二鋁含量與三氧化二鐵含量的比值（al2o3/fe2o3）。它反映水泥熟料中鋁酸三鈣（3caoal2o3）與鐵鋁酸四鈣（4caoal2o3fe2o3）的相對(duì)含量。鋁氧率過高時(shí)，則鋁酸三鈣含量多，煅燒時(shí)液相黏度較大，不利于游離氧化鈣的吸收。過低時(shí)，生料燒結(jié)范圍變窄，看火操作比較困難，且對(duì)水泥凝結(jié)有不良影響。 將上述各生料混合均勻后與蒸餾水以1005的比例混勻，在25mpa的壓力下制樣，然后置于105的烘箱中烘1h。在高溫爐中以10/min的升溫速率，在1450的高溫下保溫30min，取出后置于空氣中急冷。 4.3熟料的性能分析 4.

20、3.1熟料中fcao含量 熟料煅燒時(shí)分別在1300、1350、1400和1450下保溫30min，取出急冷后磨細(xì)，并全部通過80m方孔篩，采用乙二醇-甘油法測(cè)定fcao含量，結(jié)果見圖3。 fcao是游離氧化鈣（或稱為活性的石灰質(zhì)）在水泥水化、硬化的過程中，fcao在水泥具有一定的強(qiáng)度后才開始水化，并伴隨一定的體積膨脹，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生巨大的膨脹應(yīng)力，致使混凝土的強(qiáng)度急劇下降。當(dāng)膨脹應(yīng)力超過混凝土的強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)引起混凝土的開裂和損壞。 從圖3可以看出，隨著煅燒溫度升高和建筑垃圾摻加量的增多，fcao的含量逐漸減少，說明建筑垃圾對(duì)水泥熟料的燒成有促進(jìn)作用，可以改善生料的易燒性。 4.3.

21、2熟料的xrd分析 熟料的xrd圖譜見圖4。 圖4表明，在同樣的率值和煅燒條件下，幾種熟料的xrd圖譜基本一致，摻建筑垃圾燒制的熟料主要礦物仍是c3s、c2s、c3a和c4af，這幾種礦物的特征峰清晰可見，與不摻建筑垃圾的熟料無(wú)明顯差異。 4.3.3水泥的強(qiáng)度試驗(yàn) 熟料粉磨后以955的比例和石膏混勻后制成水泥，將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水按13.00.5的比例，制成4cm4cm16cm的試塊進(jìn)行試驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下分別養(yǎng)護(hù)3d和28d，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。 由圖5可見，各試樣的3d抗壓強(qiáng)度基本相當(dāng)，而28d抗壓強(qiáng)度基本在50mpa以上，所以用建筑垃圾替代部分生料可以制備出強(qiáng)度較高的熟料。 4.4結(jié)論 建筑

22、垃圾可以代替部分原料來(lái)煅燒熟料，熟料中fcao含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，礦物比例合理，水泥膠砂的3d和28d抗壓強(qiáng)度較高，28d抗壓強(qiáng)度與不摻建筑垃圾的試樣相差不大。 5路基回填 5.1性能要求 5.1.1建筑垃圾回填路基級(jí)配要求 路基填筑主要要求保證填料密實(shí)，對(duì)級(jí)配的要求不大。建筑垃圾一般是由各種粒徑的顆粒組成，且級(jí)配差、大顆粒所占比例較大，故不宜直接用作路基填料，必須經(jīng)過破碎處理并改良后才能使用。經(jīng)破碎的建筑垃圾，根據(jù)大于4.75mm和0.075mm的顆粒含量，分為類和類，并應(yīng)用于路基的不同部位，分類情況見表1。 要嚴(yán)格控制路基壓實(shí)度，因?yàn)槁坊w的強(qiáng)度、剛度以及平整度等都依托于路基結(jié)構(gòu)層的充分壓

23、實(shí)，只有保證合格的壓實(shí)度才能使路基、路面的使用壽命得到保障甚至延長(zhǎng)。為保證路基的壓實(shí)度，填料有如下要求：路床填料中粗料的比例為75%-85%，最大粒徑應(yīng)小于60mm；路堤填料中粗料的比例為15%-75%，最大粒徑應(yīng)小于200mm。 5.1.2建筑垃圾回填路基力學(xué)指標(biāo) 可采用壓碎值、塑性指數(shù)、單軸抗壓強(qiáng)度、承載比（cbr）作為建筑垃圾力學(xué)指標(biāo)。依據(jù)路基規(guī)范中對(duì)填石路基壓碎值的要求，建筑垃圾作路床填料時(shí)壓碎值不大于40%，作路堤填料時(shí)壓碎值不大于50%；建筑垃圾作上路床填料時(shí)cbr8%，作下路床填料時(shí)cbr5%；建筑垃圾的塑性指數(shù)需不大于26%；石料單軸抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于15mpa。 cbr（cal

24、iforniabearingratio）是美國(guó)加利福尼亞州提出的一種評(píng)定基層材料承載能力的試驗(yàn)方法。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)表示cbr值。這種方法后來(lái)也用于評(píng)定土基的強(qiáng)度。 5.1.3建筑垃圾回填路基穩(wěn)定性要求 為了保證路基填料的穩(wěn)定性，參照建筑垃圾填筑路基設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南中對(duì)于建筑垃圾填料的技術(shù)要求，采用建筑垃圾填料粒徑小于4.75mm細(xì)料進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量和易溶鹽含量試驗(yàn)。作為路基填料的建筑垃圾，腐殖質(zhì)的含量應(yīng)不大于5%，有機(jī)質(zhì)含量不大于5%，易溶鹽的含量不大于0.3%。建筑垃圾填料中除混凝土、砂漿、磚瓦、石和土之外的

25、雜物含量不大于1%。 5.2建筑垃圾的處理 5.2.1建筑垃圾的預(yù)處理 （）人工挑揀建筑垃圾里的有機(jī)垃圾。（）利用破碎錘對(duì)超大塊材料進(jìn)行預(yù)先破碎，人工剪除鋼筋以避免大量鋼筋纏繞。 （）灑水除塵，濕法施工，避免生產(chǎn)時(shí)揚(yáng)塵過大。（）預(yù)先通過篩孔為200mm的篩分設(shè)備，分離滿足工程要求的建筑垃圾并單獨(dú)存放。其余建筑垃圾需要進(jìn)一步加工破碎。 5.2.2建筑垃圾的破碎 較大粒徑的建筑垃圾，需進(jìn)行破碎處理，根據(jù)具體工程及施工路段確定破碎程度。宜選用生產(chǎn)能力滿足要求，可靠性高、易于運(yùn)輸、操作和維修簡(jiǎn)單、符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的破碎設(shè)備。目前，較為先進(jìn)的破碎設(shè)備每小時(shí)可加工建筑垃圾200-350t。其中有些設(shè)備配有磁性

26、分離器，能有效分離建筑垃圾中的鋼筋、鐵屑；最后進(jìn)行篩分，去處超大顆粒，或篩分成不同的粒徑再按級(jí)配要求進(jìn)行摻配，使材料的級(jí)配能夠達(dá)到規(guī)范的要求。經(jīng)破碎、篩分處理的建筑垃圾，可用于路基填筑。 5.3回填 （）基底處理。施工前，應(yīng)按規(guī)定清除原地面表層植被，挖除樹根及雜草，并將挖除的表層土集中堆放。原地面的低洼和坑洞，必須經(jīng)仔細(xì)填補(bǔ)及壓實(shí)，對(duì)于松散處應(yīng)松土晾曬并重新碾壓，達(dá)到平整密實(shí)。按照公路路基施工技術(shù)規(guī)范（jtgf10-2021）的規(guī)定，高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路路基基底壓實(shí)度不應(yīng)小于90%。兩側(cè)坡腳各超寬50cm，確保碾壓質(zhì)量。 （）攤鋪、整平。在攤鋪前，首先根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定建筑垃圾在路基填筑

27、時(shí)的松鋪系數(shù)，以確定松鋪厚度。根據(jù)運(yùn)輸車車載體積、松鋪厚度，在填筑段用石灰畫好方格網(wǎng)。采用后退式攤鋪法鋪筑建筑垃圾。布料后用推土機(jī)進(jìn)行初平，為避免離析，用鏟車進(jìn)行二次翻拌。初平后再撒布1層5cm厚的建筑垃圾細(xì)料，并采用光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1-2遍，最后采用平地機(jī)進(jìn)行精平。沿路線縱向方向，利用平地機(jī)整平，保持中間高兩邊低，整平后無(wú)明顯的高差臺(tái)階。 （）碾壓。采用灑水車灑水，確保鋪層材料的最佳含水量。要均勻?yàn)⑺?，避免出現(xiàn)水分分布不均現(xiàn)象 碾壓組合方案。先使18t自行式羊角碾與18t光輪壓路機(jī)的組合對(duì)建筑垃圾填料進(jìn)行碾壓，然后采用20t拖式振動(dòng)羊角碾與18t光輪壓路機(jī)的組合對(duì)填料進(jìn)行最后的壓實(shí)。碾壓速度宜

28、控制在3kmh-1，遵循先慢后快、先兩邊后中間的碾壓原則。建筑垃圾的壓實(shí)度隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，達(dá)到一定程度后，再增加壓實(shí)功率。建筑垃圾路基的碾壓遍數(shù)應(yīng)結(jié)合具體的工程性質(zhì)和試驗(yàn)段施工情況確定，以沉降差2mm為標(biāo)準(zhǔn)確定碾壓遍數(shù)。 5.4質(zhì)量檢測(cè) 對(duì)于已完成的施工路基，應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)效果檢測(cè)，主要方法如下。 （）沉降量觀測(cè)。在預(yù)先設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行沉降量觀測(cè)。具體方法為：將水準(zhǔn)儀架在路基外，測(cè)量碾壓前后各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)差，即為各測(cè)點(diǎn)的沉降量。為防止壓路機(jī)的振動(dòng)對(duì)儀器高度產(chǎn)生影響，在遠(yuǎn)離路基處選一穩(wěn)定點(diǎn)作為參照點(diǎn)，以檢驗(yàn)儀器高度是否變化。經(jīng)過穩(wěn)壓、強(qiáng)振碾壓和靜壓三個(gè)階段的觀測(cè)，得出沉降量的變化趨勢(shì)，若

29、波動(dòng)范圍由逐漸大變小，且在接近壓實(shí)狀態(tài)下，沉降量小于2mm，則說明壓實(shí)過程中填料的剛度和整體密實(shí)性逐漸加大，穩(wěn)定性好。該觀測(cè)方法簡(jiǎn)便易行。 （）彎沉法檢測(cè)。利用貝克曼梁或落錘式彎沉儀（fwd）測(cè)定路基的回彈彎沉來(lái)評(píng)價(jià)建筑垃圾回填路基的整體承載能力。按照相關(guān)規(guī)范對(duì)選定路段進(jìn)行彎沉測(cè)試，通過計(jì)算得出該路段的代表彎沉值，然后與規(guī)范要求值進(jìn)行對(duì)比，如果小于規(guī)范要求值，說明該路段的路基整體承載能力達(dá)到要求，反之，則說明路基整體承載能力較差，或說明路基壓實(shí)質(zhì)量未達(dá)到相應(yīng)的要求。 （）密度檢測(cè)法（灌砂法）。建筑垃圾填筑路基的碾壓過程是顆粒級(jí)配重新排列的過程，每隔一定距離在不同截面位置對(duì)碾壓層進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。

30、路基壓實(shí)度不應(yīng)小于96%。 5.5結(jié)論 （1）通過對(duì)建筑垃圾回填路基施工的總結(jié)與研究，針對(duì)建筑垃圾粗、細(xì)集料比例不穩(wěn)定，級(jí)配差等特點(diǎn)，建議先對(duì)其中超大粒徑的顆粒進(jìn)行預(yù)破、預(yù)篩分，分離出滿足工程要求的建筑垃圾，再對(duì)其余建筑垃圾進(jìn)行破碎、篩分。同時(shí)需在滿足相應(yīng)技術(shù)要求的前提下，進(jìn)行地基處理、攤鋪及碾壓等施工工藝。 （2）通過對(duì)建筑垃圾回填路基施工工藝的分析研究與總結(jié)，提出了建筑垃圾回填路基施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)。施工過程中，應(yīng)對(duì)建筑垃圾的質(zhì)量及均勻性進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證其滿足工程要求。同時(shí)為減少雨水對(duì)建筑垃圾回填路基的沖刷，建議對(duì)路床采用黏土封頂，在路基兩側(cè)加做包坡護(hù)肩土，包邊寬度不小于1.0m，一

31、般在1.0m-2.0m之間。綜合考慮建筑垃圾回填路基的特點(diǎn)，建議采用沉降量觀測(cè)法對(duì)路基壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。 6墻材 6.1原材料 本次試驗(yàn)采用舊城改造磚混結(jié)構(gòu)建筑垃圾。主要組成有85%左右的碎磚渣、10%左右的粉刷垃圾和5%左右的廢土。建筑垃圾的摻用量為30%50%；建筑垃圾的化學(xué)成分如表19。 一般作為建筑垃圾燒結(jié)空心磚粘結(jié)劑的原材料比較多，有黏土、頁(yè)巖、膨潤(rùn)土、高塑性煤矸石等。從國(guó)家有關(guān)政策和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，本試驗(yàn)采用山東臨沂蒼山頁(yè)巖，其化學(xué)成分和物理性能如表2。 頁(yè)巖和建筑垃圾均采用試驗(yàn)廠的破碎工藝：原料鏟車膠帶輸送機(jī)錘式破碎機(jī)膠帶輸送機(jī)滾筒篩。頁(yè)巖和建筑垃圾分別破碎后，按64的比例混合，由裝載

32、機(jī)送入下一道工序：箱式給料機(jī)膠帶輸送機(jī)雙軸攪拌機(jī)（加水）高速細(xì)碎對(duì)輥機(jī)膠帶輸送機(jī)高效攪拌擠出機(jī)（補(bǔ)水）雙級(jí)真空擠出機(jī)。由于試驗(yàn)廠的條件限制，混合料未進(jìn)行陳化。原料處理后的混合料物理性能見表3。 6.2成型干燥 混合料制備好后，由膠帶輸送機(jī)直接輸送到j(luò)zk50/45雙級(jí)真空擠出機(jī)擠出成型，通過自動(dòng)切條機(jī)、自動(dòng)切坯機(jī)后形成半成品磚坯。其成型參數(shù)為：磚機(jī)最大成型擠出壓力3.8mpa、真空度0.091%、成型水分16%、泥條速度9條/min。采用多孔磚（240mm115mm90mm）芯架，成型過程順利，一次成型成功。磚坯質(zhì)量表面光滑、外觀整齊、尺寸準(zhǔn)確。 干燥試驗(yàn)采用試驗(yàn)廠的逆流式隧道干燥室，干燥熱介質(zhì)來(lái)自焙燒輪窯余熱。由于本次試驗(yàn)生產(chǎn)的建筑垃圾燒結(jié)空心磚的批量不足以單獨(dú)進(jìn)行干燥，所以將成型好的磚坯碼在干燥車上，每車碼放6層，共204塊，與試驗(yàn)廠的頁(yè)巖燒結(jié)空心磚一同送入干燥室內(nèi)進(jìn)行干燥，所以干燥制度和干燥過程與試驗(yàn)廠的頁(yè)巖空心磚相同。由于建筑垃圾在磚坯中是很好的痩化劑，具有抗收縮和抗開裂的作用，干燥好的磚坯比較理想，無(wú)干燥裂紋和缺陷。干燥過程的有關(guān)參數(shù)見表4。 6.3焙燒 焙燒采用試驗(yàn)廠一座36門節(jié)能輪窯進(jìn)行。輪窯斷面3.8m，半圓拱。考