建筑垃圾在市政工程中的应用研究论文_金诚1,马壮2,王源正3

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摘要:现阶段,随着城市化的快速推进,不断拆旧建新,带来了大量建筑垃圾,现在大城市已难觅弃埋之地。建筑垃圾的堆放将对生态造成严重破坏。为建筑垃圾寻求出路已经刻不容缓。

关键词:建筑垃圾;市政工程;应用

引言

建筑垃圾主要是指新房建造、危房拆除、道路改建、道路扩建等项目工程,在施工建设过程中产生的施工废弃物,而建筑垃圾也在城市垃圾中占有重要的比重,高达30%左右。随着我国社会经济的稳定发展,城市内项目工程建设量也越来越多,而伴随产生了严重的环境污染问题。相比较于其他的城市垃圾,建筑垃圾具有无毒无害、可资源化的使用性能。

1建筑垃圾分类与加工

建筑垃圾一般是指由于城市建筑活动而产生的含有大量混凝土、石粒、砖瓦等组成的建筑废料,其粒径有不同的大小,成分也较复杂,对此我国建设部发布的《城市建筑垃圾管理规定》对其也有较为明确的定义。目前,经过对城市建筑垃圾的详细调查可知,在城市建筑垃圾中,废弃水泥混凝土和废弃砖块所占的比重最大,达到80%以上,且粒径范围较广,组成也较复杂,鉴于此,论文主要针对拆迁和改建后城市建设所产生的废弃砖和混凝土展开研究,并根据废弃的砖和混凝土制备再生骨料,然后对废弃再生混合料的各项物理和化学性能进行研究,研究其在公路工程应用中的可行性。

1.1建筑垃圾的分类

由于建筑垃圾种类繁多,其组成成分也较复杂,不同的建筑垃圾对各种结合料的适用性也不尽相同,因此,为了更好的研究不同类型的建筑垃圾在不同工程中的适用性,以便更好的对建筑垃圾进行应用,需要对建筑垃圾进行合理的分类,目前对于建筑垃圾的分类主要是从其原有成分和粒径大小上对建筑垃圾进行分类,如对于废弃的钢铁等金属材料可以采用重新回收加工利用的方式进行废物利用,对于废弃的有机类垃圾如木材,橡胶类等可以用作造纸等的原材料,对于废弃的砖、混凝土等可以通过重新加工利用再次应用到公路工程中。经过对建筑垃圾的深入研究可知,在对建筑垃圾进行分类处理后90%以上的垃圾可以重新利用,大大减少了资源的浪费,建筑垃圾的分类表如表1所示。对于公路工程而言,其对建筑垃圾的再生利用主要集中在废弃水泥混凝土、砖和废弃砂石料等,但由于建筑垃圾成分的复杂性,含有很多的杂质,因此对其在公路工程中应用的合理性还有待研究,同时还需对如何有效快速的分离建筑垃圾中的杂质进行详细的研究,以便建筑垃圾在公路工程中的进一步合理应用。

表1建筑垃圾分类

1.2建筑垃圾的加工

对于建筑垃圾的加工而言,由于我国在建筑垃圾的应用方面起步较晚,没有成熟的设备与工艺,因此我国的建筑垃圾与国外不同。国外对建筑垃圾的加工一般分三个阶段进行:第一阶段采用人工处理的方式将建筑垃圾中的杂质清除掉,然后采用破碎机将建筑垃圾破碎成一定粒径的集料;第二阶段主要是对第一次破碎的建筑垃圾根据需要的粒径采用冲击和滚筒装置进行二次破碎;第三阶段是建筑垃圾破碎集料的筛分阶段,对破碎好的建筑垃圾进行筛分处理,筛分成不同粒径大小的再生骨料应用到不同的工程中。国内对建筑垃圾的加工还没有形成统一的工艺流程,其集料的破碎效果与国外相比也有很大的差异,主要是通过颚式破碎机和人工筛料的方式对建筑垃圾进行再生利用加工处理。

2建筑垃圾的基本性能

2.1主要组分特性

通过类比调查分析可知建筑垃圾中组分的相关特性。如表2所示。

由上表可知,项目工程施工建设中产生的废弃砖块吸水率较大,并且这些废弃砖块的毛体积密度较小,这样就可以分析出砖块的结构为轻质结构,受到较大作用力时,会出现破碎现象,从而导致工程的整体质量较差。

表2建筑垃圾主要组分特性

2.2杂物含量

建筑垃圾中的杂物含量主要是指水泥混凝土和废弃砖块之外的其他杂质,如废旧管线、废旧木条、植物跟叶、散碎玻璃等。如果建筑垃圾中含有的杂物量越大,那么这些建筑垃圾的混合料性能越差,因此,在建筑垃圾重新利用之前,要确定建筑垃圾中的杂物成分和杂物含量,通过筛分方式和挑拣方式来清除建筑垃圾中的杂物,从而提高混合料的性能,保证工程整体质量。

2.3压碎值

在项目工程建设施工中,会产生大量的建筑垃圾,而建筑垃圾具有合适的强度性,才能够满足公路工程的使用性能方面相关要求,并且经过车辆的反复经过,会产生反复性的载荷作用,这样公路工程才不会立刻被破坏。针对建筑垃圾混合料的强度常用压碎值进行衡量,如果建筑垃圾的强度性能较弱,这是因为建筑垃圾中的杂物含量较大,并且我国《公路路面的基层施工技术规范》中规定,建筑垃圾用作基层工程施工中,要保证压碎值小于30%。

3建筑垃圾在市政工程中的应用

3.1建筑垃圾在市政道路中的应用

建筑垃圾在市政道路中的应用分为两部分,一部分为道路路基中的应用,另一部分为道路基层中的应用。(1)道路路基中的应用。对于路床底面以下0~2m深度的路基,建筑垃圾应进行筛分破碎的加工工艺,最大粒径≤100mm。应分层填筑,填筑压实厚度应<200mm,采用≥20t的振动压路机,要求每一层压实后表面应密实。对于路床底面2m以下深度的路基,建筑垃圾应进行筛分但不进行加工破碎。应分层填筑,最大粒径≤1250mm,填筑压实厚度应<250mm,采用≥22t的振动压路机,要求每一层压实后表面应密实。(2)道路基层中的应用。建筑垃圾用于道路基层时,必须用水泥进行稳定处理。建筑垃圾一般压碎值>26%,水泥稳定建筑垃圾土不能用于快速路和主干道等级道路的基层,只能用于主干路路面底基层、次干路路面下基层或底基层、支路基础或底基层材料。用于道路底基层时,根据规范要求的抗压强度选取合适水泥掺量和适用范围,如表3所示。

表3水泥掺量与抗压强度关系及适用范

3.2建筑垃圾在市政管道中的应用

建筑垃圾在市政管道中的应用分为两个部分,一部分为管道基础中的应用,另一部分为管道沟槽回填中的应用。(1)管道基础的应用。在管道基础中,可采用Ⅲ类、Ⅳ类建筑垃圾进行整平碾压后,要求压实度≥95%且满足管道基础承载力要求,钢筋混凝土管道基础的地基承载力特征值fak≥100kPa,HDPE双壁波纹管管道基础的地基承载力特征值fak≥80kPa。(2)管道沟槽回填中的应用。在管道沟槽回填及检查井周边回填时,可采用Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类建筑垃圾进行回填,其中HDPE双壁波纹管管道两侧及管顶50cm采用Ⅰ类建筑垃圾回填,其余采用Ⅱ类、Ⅲ类建筑垃圾根据道路要求回填至道路路基顶面;混凝土排水管道及检查井周边可采用Ⅱ类、Ⅲ类建筑垃圾进行回填,满足规范压实度要求。

结束语

再生利用建筑垃圾,可以实现建筑垃圾的减量化、资源化,同时还可节约天然资源,保护生态环境,既有较大的经济价值,又有巨大的社会综合效益。但,要使建筑垃圾再生利用真正形成循环产业,目前尚有不少困难。因为,从建筑垃圾集中分类回收、破碎加工到再生应用,是一个涉及面很宽的系统工程,必须建立互为配套衔接的作业方式、管理规范和政策措施。

参考文献:

[1]雒新杰.西安市建筑垃圾循环利用管理体系研究[D].西安:西安建筑科技大学.2017.

[2]刘梅.发达国家垃圾分类经验及其对中国的启示[J].西南民族大学学报,2018(10):98-101.

[3]刘数华.建筑垃圾综合利用综述[J].新材料产业,2018(9):42-46.

论文作者:金诚1,马壮2,王源正3

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/14

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