廢棄混凝土在電廠改建中的應(yīng)用

1、廢棄混凝土在電廠改建中的應(yīng)用王攀 陳云飛（山東電力建設(shè)第二工程公司 濟(jì)南 250100）【摘要】 隨著國際、國內(nèi)煤炭能源緊張，節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，關(guān)閉耗能巨大的小火電，改裝高效、環(huán)保燃煤火電機(jī)組是目前我國應(yīng)對(duì)此危機(jī)的重大舉措。電廠原地改建時(shí)，爆破拆除的小機(jī)組產(chǎn)生的諸多建筑垃圾中廢棄混凝土的量最多，如何妥善處理？為解決此問題，本文不僅搜集了廢棄混凝土再利用的國內(nèi)外發(fā)展概況，而且全面給出了顆粒的機(jī)械制備、試驗(yàn)性質(zhì)以及在工程實(shí)際應(yīng)用中的一些經(jīng)驗(yàn)。使讀者在對(duì)混凝土再生顆粒有個(gè)全面了解的同時(shí)，能夠迅速地應(yīng)用到實(shí)際工程中，達(dá)到電廠改建環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的目的。【關(guān)鍵詞】 廢棄混凝土 再生骨料 電廠改建 施

2、工經(jīng)驗(yàn)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 引言隨著國際、國內(nèi)煤炭能源緊張，節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，關(guān)閉耗能巨大的小火電，改裝高效、環(huán)保燃煤火電機(jī)組是目前我國應(yīng)對(duì)此危機(jī)的重大舉措。為實(shí)現(xiàn)“十一五”關(guān)停5000萬千瓦小機(jī)組的目標(biāo)，國家發(fā)改委已經(jīng)制定了詳細(xì)的計(jì)劃，一邊關(guān)停小機(jī)組，一邊審批改建30萬千瓦及以上高效、環(huán)保燃煤火電機(jī)組，以保障國家用電和環(huán)保需求。在這個(gè)電力工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，反復(fù)地拆除和新建都要消耗大量的資源，若是能把舊電廠拆除產(chǎn)生的建筑垃圾重新利用起來，不僅能夠降低成本，節(jié)約天然資源，緩解供需矛盾，還能減輕環(huán)境污染，從而使電廠改建更加的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)。產(chǎn)生的建筑垃圾中含量最多的是原電廠結(jié)

7、構(gòu)用混凝土，經(jīng)爆破后數(shù)量巨大且集中，只要能把這一部分利用起來，便達(dá)到了我們的目的。如何進(jìn)行廢棄混凝土的再利用，本文將從國內(nèi)外現(xiàn)狀、顆粒制備、顆粒性質(zhì)以及施工中的一些注意事項(xiàng)逐一介紹，并最終給出再生混凝土利用結(jié)論。2 國內(nèi)外發(fā)展概括國內(nèi)外對(duì)于廢棄混凝土的再利用，主要是以此為原料，經(jīng)過破碎、干拌，篩分和沖洗等工藝步驟，制得混凝土再生骨料，此骨料具有與天然石子接近的物理和力學(xué)性能，是一種比較理想的配制低、中等強(qiáng)度再生混凝土材料，可廣泛用于道路工程、市政工程和房屋建筑工程中。據(jù)了解，國外廢棄混凝土再生利用起步較早，目前美國、德國及日本等國廢棄混凝土利用率一般可以達(dá)到 7085%以上。但國內(nèi)廢棄混凝土再

8、生利用還處于起步階段，目前僅小部分城市有實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用。我國臺(tái)灣地區(qū)此方面發(fā)展較好，1990年利用率即已達(dá)到國際水平，并在2006年正式出版了再生混凝土使用手冊(cè)作為官方指導(dǎo)性資料。上海地區(qū)稍晚一些，也出有地方性再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（DG/TJ 08-2018-2007），此工程建設(shè)規(guī)范為我國5.12汶川地震災(zāi)后重建制定的地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾處理技術(shù)導(dǎo)則提供了寶貴的參考意見。實(shí)際工程應(yīng)用方面，國外已經(jīng)比較成熟。國內(nèi)武漢市王家墩商務(wù)區(qū)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)于廢棄混凝土再生利用堪稱此領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性嘗試，并取得了可喜的成效。3 廢棄混凝土再生顆粒制備3.1 廢棄混凝土再生顆粒定義1 由混凝土構(gòu)造物(含建筑物、混凝土鋪面

9、、橋梁等)拆除之混凝土廢棄物，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚沓绦蛩圃斐芍蓛羲槭?、表面沾粘水泥砂漿之碎石、硬固水泥砂漿塊等塊粒狀材料均稱為再生混凝土粒料，包括再生混凝土粗粒料及再生混凝土細(xì)粒料兩類。3.2 國內(nèi)外生產(chǎn)工藝及設(shè)備 俄羅斯的破碎工藝2中特別設(shè)置了磁鐵分離器與分離臺(tái)等裝置以便去除鐵質(zhì)成分，并在后面配備兩臺(tái)轉(zhuǎn)子破碎機(jī)和不同篩孔的篩分機(jī)，制備出05mm、540mm及40mm以上三種粒徑。德國的破碎工藝2中設(shè)置了二檔等級(jí)的破碎機(jī)和兩臺(tái)顎式破碎機(jī)、四臺(tái)篩分機(jī)，再生骨料的級(jí)配被篩分為04mm、416mm、1645mm及45mm以上幾種粒徑。我國臺(tái)灣地區(qū)3采用包括油壓式履帶型碎石機(jī)和重物篩選機(jī)系統(tǒng)的廢棄混凝土塊

10、破碎及處理機(jī)具來制備顆粒。3.3 建議工藝及設(shè)備鑒于我國國情，和電廠廢棄混凝土組分并結(jié)合以上幾種顆粒制備工藝，筆者提出以下制備建議：首先經(jīng)過機(jī)器錘擊、切割和人工撿拾，分離出絕大部分的鐵質(zhì)、木質(zhì)、塑料質(zhì)雜物；然后緊跟一級(jí)顎式破碎機(jī)破碎和一級(jí)篩分機(jī)篩分依次循環(huán)兩回；接著風(fēng)選一次，最后水洗一次，堆置晾干備用。如此即可利用最少的成本分離出5-40mm飽和面干有效顆粒供再生混凝土使用。4 廢棄混凝土再生顆粒性質(zhì)4.1 性能指標(biāo)廢棄混凝土經(jīng)過碎化后所得再生顆粒，為天然與舊水砂漿的組合，表面粗糙多孔，其外觀呈扁平多棱角狀，在性能指標(biāo)方面和天然碎石有所不同，但仍能滿足拌制要求。見表1：表1指標(biāo)名稱天然碎石4混

11、凝土再生顆粒常用粒徑（mm）531.5連續(xù)級(jí)配540表觀密度（kg/m3）2650275022002600堆積密度（kg/m3）1400170015001800壓碎指標(biāo)（%）161020吸水率（%）< 2310含泥量（%）< 2< 3針片狀含量（%）15104.2 有害物質(zhì)建議控制范圍 再生顆粒中氯化物、硫化物的含量需嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)控制，其他有害物質(zhì)控制范圍見表2：表2再生顆粒形式有害物質(zhì)一有害物質(zhì)二再生粗粒料10 kg/m32 kg/m3再生細(xì)粒料10 kg/m32 kg/m3注：(有害物質(zhì)一：石膏、粘土塊、及其他石膏性材，而且其單位重皆1950 kg/m3；有害物質(zhì)二：

12、瀝青、塑膠、油漆、布、紙、和木頭，其單位重皆1200 kg/m3)4.3 分級(jí)方法由于廢棄混凝土強(qiáng)度等級(jí)不盡相同，混合后用作再生混凝土骨料時(shí)的分級(jí)普遍采用的指標(biāo)是根據(jù)吸水率大小來確定的。也有根據(jù)粒徑或有害物質(zhì)含量的多少來分級(jí)的，但筆者從實(shí)際施工的角度考慮，并不建議使用后兩種方法。我國臺(tái)灣地區(qū)的分級(jí)是把最大吸水率不大于3%的顆粒定為一級(jí)，可以視同天然碎石使用；把最大吸水率在3%與7%之間的顆粒定為二級(jí)，也就是最普通的再生粒料所在范圍；把最大吸水率不大于10%的顆粒定為三級(jí)，此顆粒拌制出的混凝土不適用與面層和有高強(qiáng)度要求的再生混凝土。5 施工用再生混凝土性質(zhì)5.1 一般性質(zhì)55.1.1 再生混凝土

13、的坍落小于普通混凝土，拌合用水需增加10 kg/m3或5%。5.1.2 再生混凝土之彈性模數(shù)較普通混凝土低，柏松比則與普通混凝土相近。5.1.3 再生混凝土容重較小，大約是普通混凝土的8595%。5.1.4 再生混凝土之握裹強(qiáng)，能維持在普通混凝土的70%以上。5.2 強(qiáng)度性質(zhì)5.2.1 不同水灰比對(duì)強(qiáng)度的影響筆者通過確定五組標(biāo)準(zhǔn)配合比（見表3），對(duì)再生混凝土與使用同量天然砂、石混凝土做過比較后，得出如下結(jié)論：表3 標(biāo)準(zhǔn)配合比數(shù)據(jù)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0.700.600.500.400.30再生粗骨料圖1 28天強(qiáng)度柱形圖由圖1可知：再生混凝土的抗壓強(qiáng)，低于

14、相同配比的普通混凝土，且水灰比越小，其差距越大。5.2.2 不同粗、細(xì)骨料摻量對(duì)強(qiáng)度的影響 通過對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)配合比，使用不同比例再生骨料取代天然粗、細(xì)骨料的方法（見表4），可以得出如下結(jié)論：表4 粗、細(xì)骨料取代百分比（%）類型天然細(xì)骨料用量再生細(xì)骨料用量天然粗骨料用量再生粗骨料用量A100-100-B100-5050C100-0100D50505050E01005050F50500100G01000100 由于廢棄混凝土的再利用粗顆粒是重點(diǎn)部分，從實(shí)際意義出發(fā)，表4并未考慮再生細(xì)骨料的單獨(dú)取代問題所能帶來的強(qiáng)度變化。圖2 28天強(qiáng)度折線圖由圖2可知：再生粗、細(xì)骨料取代天然砂、石時(shí)，要取得相應(yīng)強(qiáng)度

15、等級(jí)的混凝土則不可以完全用再生顆粒取代天然骨料。不建議用再生細(xì)骨料取代天然砂，建議在重要部位適量取代粗骨料，不重要部位可以利用再生粗粒料完全取代天然粗骨料。5.2.3 完全取代粗骨料后的強(qiáng)度變化規(guī)律 根據(jù)上面兩種取代結(jié)論，我們可以進(jìn)一步細(xì)化，通過確定同一標(biāo)準(zhǔn)配合比，可以得出再生混凝土在不同齡期與標(biāo)準(zhǔn)配合比對(duì)比的強(qiáng)度變化規(guī)律。圖3 不同齡期強(qiáng)度對(duì)比折線圖由圖3可知：再生混凝土的早期強(qiáng)度成長(zhǎng)，較普通混凝土快，但7天以后則趨緩。5.3 耐久性性質(zhì) 再生混凝土不摻加任何輔料或外加劑時(shí)，自身的抗凍與抗?jié)B性能不好。王軍強(qiáng)等6試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，摻加粉煤灰和引氣劑對(duì)提高再生混凝土的抗凍性能作用顯著，而單純提高粉煤灰摻

16、量、降低水灰比的作用則相對(duì)差一些。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，摻入引氣劑后，再生混凝土的質(zhì)量損失率明顯降低、抗凍耐久性指數(shù)顯著提高。因此采取一定措施，再生混凝土在寒冷地區(qū)的應(yīng)用也是可行的。但就電廠建設(shè)而言，并不建議用在諸如循環(huán)水泵房底板及池壁等有較高抗凍、抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)部位。6 應(yīng)用在電廠建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn) 結(jié)合以上試驗(yàn)室研究，筆者分別在山西同華電力有限公司軒崗電廠2×660MW機(jī)組工程、華電漯河發(fā)電有限公司河南漯河電廠2×330MW機(jī)組工程中做過工程實(shí)踐，取得了一些建議性經(jīng)驗(yàn)：6.1再生混凝土的配比設(shè)計(jì) 再生混凝土配比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮再生粗骨料的吸水率問題，并適當(dāng)摻加粉煤灰等摻合料和相應(yīng)要求的外加

17、劑。利用再生粗骨料代替天然粗骨料的混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度不宜大于C30等級(jí)。再生粒料中部分有機(jī)物無法去除，使得其使用范圍受到一定限制，不宜用此設(shè)計(jì)高標(biāo)號(hào)的抗凍、抗?jié)B混凝土。6.2再生混凝土的拌合順序 在生產(chǎn)再生混凝土?xí)r，攪拌前應(yīng)保證再生骨料處于飽和面干狀態(tài)。先加入60%的水與所有水泥及其他原材料拌合成水泥砂漿后，再加入再生骨料，最后把外加劑和剩余的水一并加上，攪拌適量時(shí)間后生產(chǎn)出成品。6.3施工中需注意的問題 制備再生粒料時(shí)，要設(shè)置規(guī)范的集中加工廠，做好防塵和消毒等工作。再生細(xì)粒料不宜應(yīng)用于再生混凝土中取代天然細(xì)骨料，可以用作建筑砂漿或砂石回填工程，以使廢棄混凝土再利用率提高又不影響工程質(zhì)量。再生粒

18、料一般均能符合道路基底層級(jí)配料的要求，用作電廠道路施工比較合適。再生混凝土摻加相應(yīng)外加劑后均可滿足泵送要求，但要控制好坍落度，中途不得另外添加水或其他摻料。罐車運(yùn)送時(shí)，裝載容量不宜超過攪拌桶容量的80%，運(yùn)送途中罐車攪拌桶要至少保持36轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。再生混凝土澆筑成型后，除按照一般混凝土的養(yǎng)護(hù)程序養(yǎng)護(hù)外，還應(yīng)特別防范再生混凝土表面龜裂的發(fā)生，做到適時(shí)搓毛、及時(shí)養(yǎng)護(hù)。6.3成品驗(yàn)收 再生混凝土的成品驗(yàn)收與一般混凝土無異，除了應(yīng)做好各原材料的試驗(yàn)報(bào)告、試配報(bào)告、強(qiáng)度報(bào)告外，由于無對(duì)應(yīng)國家規(guī)范，還應(yīng)做好各工序的原始記錄，以備監(jiān)理、業(yè)主和政府質(zhì)檢站查驗(yàn)。7 結(jié)論 混凝土廢棄物的高效利用對(duì)于解決環(huán)境污染、節(jié)約天然資源和實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展具有重大現(xiàn)實(shí)意義。在電廠改建中，設(shè)置集中廢棄混凝土加工廠，把生產(chǎn)出來的再生顆粒用于新建工程是完全可行的，并可為我國電力工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程綠色化、高