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国外有哪些先进技术提高利用率?我们能学习多少?

发布日期:2017-08-06   浏览次数:

国外有哪些先进技术提高利用率?我们能学习多少?

 

建筑垃圾资源化利用是解决建筑垃圾围城问题、实现可持续发展的关键所在。当前,我国建筑垃圾资源化产业还处于初级阶段,相比国外的成熟技术还有比较大的差距。建筑垃圾资源化利用产业的转型升级与相关技术的革新,将推动建筑垃圾从粗放式处理到绿色智能化处理的转变,促进循环经济、实现绿色发展。



 

建筑垃圾减量化

国外非常重视建筑垃圾的减量化,从设计和施工阶段就开始考虑如何减少建筑垃圾的产生量和排放量。在建筑物拆除阶段运用创新方法,尽可能提高建筑垃圾的利用率。

国外的土木工程师已将资源循环的理念融合到房屋结构设计中,设计出可循环结构体系——全装配式抗震体系,以保证在地震过后,结构构件仍然能够很好地循环利用。新西兰结构工程专家Priesley教授提出的墙体摇摆抗震技术(图1):墙体预留孔洞,预应力钢绞线穿过孔洞,将墙体与基础相连,墙体与基础本身不现浇连接。在地震作用下,墙体将形成摇摆系统,地震结束时,摇摆系统将回到原点。与普通现浇钢筋混凝土结构相比,破坏程度大幅降低,稍加修复即可继续利用,这样就减少了建筑垃圾的产生。

在日本,建筑垃圾称为“建筑副产品”,政府明确要求建筑师在设计时要考虑到建筑在50年或100年后拆除的回收效率,建造者在建造时要采用可回收的建筑材料和方法,做到建造零排放。

新加坡的设计师在建筑结构设计时,考虑到日后建筑物拆除,在特殊位置预留改造空间和接口,最大限度地减少了建筑垃圾。

另外,发达国家还利用“选择性拆除”技术实现智能化拆除,在建筑物拆除的过程中按照建筑物的设计结构进行拆除,拆除过程中尽量不破坏建材,产生洁净的混凝土骨料。


▲ 图1 墙体摇摆系统
 

建筑垃圾源头分类

建筑垃圾若是从产生源头就开始精细化分类收集,可以大大提高其资源化再利用的效率,降低处理成本,国外的建筑垃圾分类管理制度已经非常完善。

在德国的施工现场和拆除现场可以看到专门用来存放建筑垃圾的收集箱(图2)。政府规定,只要有建筑垃圾产生,就必须分类堆放、收集,按木材、金属、废砖(混凝土)、土、塑料制品等分别堆放在收集箱内,然后统一运输回收。


▲ 图2 德国建筑垃圾分类收集箱
 

建筑垃圾的分选

建筑垃圾回收利用的过程中,分选是关键技术之一。建筑垃圾的组分很多,即使做到分类收集,也需要进一步分离建筑垃圾各组分,以得到纯度更高的物料。

荷兰是世界上建筑废弃物回收利用率最高的国家之一,有着高超的建筑垃圾资源化技术。荷兰BUSSCHERS公司生产的建筑及装修垃圾分拣设备通过三维分拣鼓筛和特色风选机,实现了建筑垃圾的立体式分选。三维分拣鼓筛的滚筒构造(图3)提高了分选线的适用性和分级的纯度。特色风选机(图4)采用真空技术,在有效吸走轻质材料的同时,减少了粉尘的排放。以这些设备为基础构建的建筑拆除及装修垃圾分选生产线(图5),单线处理能力可达每小时45-75吨。


▲ 图3 三维分拣鼓筛


▲ 图4 特色风选机


▲ 图5 移动式建筑垃圾破碎分筛设备
 

建筑垃圾的破碎、筛分

建筑垃圾要实现资源化,必须经过破碎和筛分。发达国家破碎和筛分建筑垃圾使用的机械设备科技含量很高,具有卓越的工业设计和生产加工工艺,从而保证了破碎筛分后得到的再生骨料有较高品质。

德国移动式建筑垃圾破碎、分筛处理设备的主要特点是“多功能、智能化”,KLEEMANN公司生产的多功能移动式设备,针对不同的建筑垃圾原料实现了一体化协同工作和智能控制,多个单独部件的组合使用,大大提高了建筑垃圾处理的效率。

荷兰Schenk公司研发的设备智能破碎设备,可以根据砂、碎石和硬化水泥抗压强度的不同,设计相应的输出应力,将废弃混凝土破碎和碾磨,达到用户需要的粒径,并分离出高纯度的砂、碎石和硬化水泥。

美国破碎机械工业有限公司(Screen Machine Industries)生产的建筑垃圾处理设备采用超高强耐磨钢材(一般用于航母潜艇),所以设备更加耐用且质量更轻,便于移动处理。该公司发明的“破碎机卡料清除系统”,该系统可控制破碎机盖的抬升。由于开口高度增大,大部分堵塞物料将被移开,避免了因为给料量过多而产生的物料堵塞,降低了垃圾处理设备的故障率。保障安全生产的同时,提高了破碎效率。

再生骨料的处理

对再生骨料的处理,其主要目的是提高再生骨料的纯度,从而提高相关再生建筑材料的品质。

荷兰的再生建材企业在骨料生产线上通过激光光谱分析,有效检测出骨料质量。 通过“质量控制传感器技术”分析再生骨料中其中各种物质的含量,各种杂质的种类,对再生骨料的生产进行在线控制和动态调整。

日本利用先进的技术提高骨料的质量,本文主要介绍三种。1、热处理技术:混凝土块体可能包裹水泥等杂质,利用传统的破碎技术可能很难完全将其分离。实验研究表明,在高温下,水泥比混凝土更容易碎裂。将混凝土颗粒在 300℃温度下进行热处理,水泥部分会发生脱水和脆弱化。在特殊机械作用下使这些废料相互摩擦,将骨料周围的水泥除去,得到洁净的混凝土再生骨料。2、旋转推进磨碎装置:混凝土块通过螺旋式的机械装置,互相的摩擦,从投入口到排出口的过程中,除去表面杂质。这项技术有效降低了再生骨料吸水率。3、偏心回转粉碎机:将5-40mm粒径的破碎混凝土块放入偏心回转粉碎机内筒和外筒的间隙内。通过偏心回转产生激振力,使得混凝土块之间的相互摩擦,从而将粗骨料和灰浆分离出来。

再生建筑材料的应用

国外建筑垃圾再生骨料的应用范围非常广泛,对于再生建筑材料一般分级利用,不仅可用在路基材料,以再生骨料为原料生产再生混凝土、再生砖、再生砌块等产品质量也可以与天然砂石料生产的建筑材料媲美。

德国建立了关于再资源化产品质量的标准及标志(RAL),只有符合该质量标准,成功通过相应政府部门质量验证后, 授予合格的再资源化产品标志后,该产品才能再利用。

法国利用破碎混凝土和砖块生产出砖石混凝土砌块,完全符合有关规范要求,可以代替普通砌块在建筑结构中使用。

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中国砂石协会

2017年08月06日



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