市場應用前景

隨著我國城市化進程的快速推進，大量廢舊建筑物的拆除改造，產(chǎn)生大量富含紅磚建筑垃圾，其中紅磚成分可達40%以上，同時道路、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、維修養(yǎng)護等工程需要大量的建筑材料。以北京市為例，目前的天然建筑材料主要來源于周邊河北省，將來有不可持續(xù)發(fā)展的趨勢，廢棄材料的再生利用勢在必行。從環(huán)境保護方面，北京市陸續(xù)規(guī)劃、建成若干條建筑垃圾再生骨料生產(chǎn)線，但面臨的共同問題均是質(zhì)量較差的富含紅磚建筑垃圾骨料的消納問題，這部分低品質(zhì)再生骨約占建筑垃圾總量的30-50%，數(shù)量巨大且無處消納，露天堆放很容易帶來二次污染。從使用需求方面，北京市道路、建筑等市政工程中，尤其是道路管溝、路基回填、“三背”回填、建筑基坑回填等工程，常因傳統(tǒng)回填無法壓實而導致路表出現(xiàn)不均勻沉降、裂縫、橋頭跳車等病害。本項目開發(fā)的快速、高性能、綠色施工材料和新型技術(shù)，對提升北京市道路工程建設(shè)質(zhì)量和使用品質(zhì)，減少道路病害、延長道路使用壽命方面均具有重要意義，可以廣泛應用于道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，具有較好的應用前景。該材料在未來的發(fā)展趨勢是種類多樣化、生產(chǎn)智能化，同時也可以向“干混砂漿”方向發(fā)展和提升。 本項目還可以實現(xiàn)其他固廢材料的再利用，應用范圍廣。

項目簡介

在建筑新建、拆除及改擴建過程中產(chǎn)生大量建筑垃圾，主要含有廢混凝土、廢砂漿、廢磚瓦及渣土等。以北京市為例，每年新增建筑垃圾數(shù)千萬噸，存量超過3億噸，大量的建筑垃圾由于得不到妥善處理而帶來諸多問題。同時，新建工程消耗大量天然石材，造成資源緊缺。因此，部分學者運用建筑垃圾制備再生瀝青混合料、再生混凝土、水泥穩(wěn)定碎石，以及鋪路石、路緣石及混凝土管道等。當前，城市建筑垃圾中質(zhì)量較好的集料已經(jīng)得到再生利用，但粒徑小于5mm且質(zhì)量較差的細料卻沒有很好的再生渠道，據(jù)不完全統(tǒng)計，細料占城市建筑垃圾總量的20~50%。除少數(shù)成果將建筑垃圾細料生產(chǎn)再生磚、再生砌塊外，無其他更好的再生方法，且現(xiàn)有方法對細料的再生量遠小于其產(chǎn)生量。

本項目將質(zhì)量較差的建筑垃圾等固廢材料、低等級粉煤灰等礦物摻合料、水泥、水按照一定比例及拌和工藝制備而成可代替?zhèn)鹘y(tǒng)回填材料的低強度水泥基材料。其主要存在以下特點：1）和易性優(yōu)良、易調(diào)節(jié)、無需振搗，流動度范圍為160mm-240mm，可以對狹窄空間進行回填；2）水泥用量少，經(jīng)濟性好，便于工程推廣應用；3）礦物摻合料選材自由度高；4）強度易調(diào)節(jié)，28d強度根據(jù)不同工程需要可控制在1-8MPa；5）應用范圍廣，如道路管溝、路基、檢查井周邊、“三背”回填、建筑基坑、道路邊坡等各種回填工程。特別是該種回填材料，可滿足常規(guī)回填施工技術(shù)無法完成的工程回填任務。

此外，其中的骨料來自富含紅磚建筑垃圾等固廢材料，這將大大提高低品質(zhì)建筑垃圾再生利用率，解決建筑垃圾的100%再生利用問題，顯著降低大量開采砂石材料對生態(tài)環(huán)境的破壞，符合人類社會可持續(xù)發(fā)展的要求。

產(chǎn)業(yè)化條件

該項目產(chǎn)業(yè)化所需條件與商品混凝土拌合站相似，客觀方面需要儲備建筑垃圾骨料等廢棄物的料倉，拌和所需要的拌料筒，運輸罐車等；建筑垃圾流動化回填材料的質(zhì)量控制方面需要配套的試驗條件；建筑垃圾再生骨料的制備需要具備有相關(guān)資質(zhì)的建筑垃圾處理廠來完成，建筑垃圾等廢物的來源要相對穩(wěn)定，可以保證對建筑垃圾再生骨料的供料。

產(chǎn)業(yè)化成本收益分析及應用案例

相同配比條件下，使用建筑垃圾細料制備的流動化回填材料成本要明顯低于由天然細集料制備的流動化回填材料成本，主要是因為渣土類、富含紅磚類建筑垃圾細料，質(zhì)量較差，成本較低。與傳統(tǒng)壓實土相比，建筑垃圾流動化回填材料中由于添加了水泥等成分而使得材料成本有所上升，但流動化回填材料工法的施工成本在整體上比傳統(tǒng)工法更具有一定的競爭優(yōu)勢。建筑垃圾流動化回填材料成本明顯低于二灰土、水泥穩(wěn)定碎石、C15混凝土的成本，具有顯著的經(jīng)濟效益。回填材料本身的成本主要由膠凝材料與用量較大的細料的成本所決定，膠凝材料成本要小于C15混凝土、二灰土中膠凝材料成本，而用量較大的細料的成本要遠小于水泥穩(wěn)定碎石中的集料成本。

以本次建筑垃圾流動化回填材料中試工程為例來說明，京開高速公路（魏永路-西黃垡橋段）拓寬工程中央隔離帶填充由原設(shè)計的C15混凝土替換為建筑垃圾流動化回填材料，由施工方反饋的信息可知，總用量為2374m3，節(jié)約成本21.4萬元，經(jīng)濟效益明顯，具有一定的競爭力。

圖片信息

建筑垃圾流動化回填材料

回填材料中試工程

轉(zhuǎn)化方式

產(chǎn)學研合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作研發(fā)

其他說明

該項目研究成果已經(jīng)相對成熟，并進行了中試工程，在一些大型工程中得到實驗性應用，可以將相關(guān)技術(shù)進行轉(zhuǎn)讓，也可以與其他單位合作進一步研發(fā)。