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摘要：文章对建筑垃圾再生产利用的可行性进行了调研分析，总结了国内再生骨料粉碎生产线的典型生产工艺，在此基础上自主研究开发了建筑垃圾粉碎生产线，对本文研究的生产线生产的再生骨料与天然骨料以及典型生产工艺加工得到的再生骨料进行了的吸水率、压碎指标、表观密度、堆积密度等基本性能的分析研究，研究结果表明该粉碎生产线得到的不同规格的再生骨料各项性能均得到提高。再生骨料的生产及应用即可以解决垃圾排放产生的环境污染问题，又可以产生经济效益。
关键词：建筑材料；再生骨料；生产工艺；性能
Abstract: This paper investigates the feasibility analysis for construction waste production use, the typical production process the recycled aggregate crushing production line, based on independent research and development of the construction waste crushing production line, this paper studies on the production line of the absorbent regeneration aggregate and natural aggregate as well as the typical production process of regeneration the rate of aggregate, crushing index, apparent density, bulk properties of density, the results show that the grinding production line has different specifications of the recycled aggregate various performance were improved. Production and application of recycled aggregate which can solve the problem of environmental pollution of waste generated, and can produce economic benefits.
Keywords: building materials; recycled aggregate; production process; performance
中圖分类号：TV42+2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 前言
近年来随着我国城市化建设步伐的不断加快，城市的建筑垃圾总量逐年递增，建国时期的大部分建筑物也都到了使用年限，需要拆除重建，可见未来几十年里将是建筑物拆除的高峰期。我国每年旧建筑拆除的建筑废料，除了部分用作道路基础垫层、场地回填外，大部分都作为垃圾排放，即使是部分用作填湖填塘得以利用，但同时也引发新的环境公害[5],如果我们能解决被拆除建筑垃圾的回收再利用问题，不仅能减少土地资源的浪费，减少对环境的污染，还可以减少建筑材料生产过程中对能源的消耗，对我国经济建设的可持续发展具有重要意义。
建筑垃圾再生骨料再利用已经有了很多成功的先例，天津市裕川建材有限公司生产的各种承重非承重砌块，多孔砖、普通砖、空心砖等产品均按一定比例应用了建筑垃圾再生骨料，再生骨料替代率不低于30%，生产的各种产品分别符合JC943-2004、NY/T671-2003、GB 8239-87等相对应的国家标准要求；邯郸全有生态建材有限公司部分利用再生骨料制备的多孔砖和标准砖分别符合JC943-2004及NY/T671-2003标准要求[7]；天津市裕川干粉砂浆有限公司也将建筑垃圾再生骨料按20%替代率应
用于干粉砂浆中,生产的干粉砂浆符合JG/T 230-2007标准要求。
建筑垃圾虽然得到了部分再利用，但利用率都很低，最高为30%，为了提高再生骨料的利用率，使建筑垃圾再生骨料得到更有效的循环利用，文章对建筑垃圾粉碎生产工艺及其生产得到的建筑垃圾再生骨料的各项基本性能进行了研究。
建筑垃圾再生骨料是由建（构）筑物拆除、路面翻修、混凝土生产、工程施工和其他状况下产生的废弃混凝土块，经过破碎加工后所得公称粒径在40mm以下的骨料。再生骨料根据公称粒径大小的不同分为再生粗骨料和再生细骨料，再生粗骨料是废弃混凝土经破碎、加工后得到的公称粒径大于等于5mm小于40mm的颗粒，可部分替代天然骨料用于混凝土的生产，少部分代替天然骨料得到的再生混凝土的各项力学性能与普通混凝土相近，而完全代替天然骨料得到的再生混凝土的力学性能与普通混凝土相比则相差较大[14]。再生细骨料是废弃混凝土经破碎、加工后，所得到的公称粒径在大于0.5mm小于5mm的颗粒，可部分代替天然细骨料用于各种承重非承重砌块，也可替代建筑用砂生产非承重墙体材料或用于生产再生建筑砂浆。
2 再生骨料生产工艺研究
天然骨料的生产在我国已经到达成熟期，天然骨料成份单一，其典型生产工艺为：1.毛料开采；2.给料机给料；3.一级破碎；4.二级破碎；5.筛分处理；6.不同规格成品输出。
建筑垃圾成份比较复杂，里面不仅有混凝土，还有砖瓦沙石、木材、塑料门窗、装饰磁砖、杂土、铁器、玻璃等杂质，且废弃混凝土的加工工艺与天然骨料也存在差异，故建筑垃圾的粉碎生产工艺与天然骨料生产工艺有所不同，近年来我国对再生骨料的生产工艺进行了研究，郑州一帆机械设备有限公司设计了建筑垃圾处理解决方案，试验研究得到的再生骨料粒度均匀；邯郸全有生态建材有限公司生产了再生骨料并得到利用；部分高等院校及企业也进行了建筑垃圾的生产工艺的研究。
由于建筑垃圾含有大量杂质，严重影响了再生骨料的性能，所以再生骨料的生产与天然骨料生产相比增加了去除杂质的过程，同时废弃混凝土自身成份与天然矿石也存在不同，根据自身特性在生产工艺中加入了分选及冲洗等过程。国内建筑垃圾粉碎生产线典型工艺流程如图1所示[8,9,10,15]。
图1 再生骨料生产的典型工艺流程
国内典型的再生骨料生产工艺流程中，对于粒径小于5mm的再生细骨料利用原有的振动筛无法进行有效的筛选，所以细骨料部分没有得到分离，加之建筑垃圾成分复杂，含土量大，而大部分尘土集中在细骨料部分，所以建筑垃圾细骨料部分大都没有得到充分利用。本文对建筑垃圾生产工艺进行了多年研究，将国内典型工艺流程进行了改进，自主研发了建筑垃圾粉碎生产工艺，改进工艺流程举例如图2所示[13]。
改进的粉碎生产工艺同国内典型工艺流程相比较，该全自动建筑垃圾粉碎生产线在传统的将建筑垃圾进行破碎筛分的基础上，增加了高品质处理设备，通过机械研磨使得黏附在骨料表面的水泥浆体被磨掉。由于颗粒间的相互作用，骨料上较为突出的棱角也会被磨掉。从而使再生骨料的性能得以提高。在细骨料部分自主研究开发了风力筛选成套设备，成功的将5mm以下再生细骨料得到了分离，这是采用传统的振动筛分方式无法完成的；同时针对建筑垃圾含尘量大的弊端进行，粉碎生产工艺流程加入了除尘设备，将生产过程中产生的粉尘回收利用，提高产品质量的同时实现环保，避免二次污染。
图2 改进的粉碎生产线工艺
3 再生骨料性能研究
国内许多高校及研究单位对天然骨料及再生骨料的各项基本性能进行了实验研究，分析了再生骨料与天然骨料之间的差异以及各项性能差异产生的原因，根据再生骨料的各项性能差异进行再生骨料再利用的研究。
3.1 再生粗骨料性能研究
丽水学院，广东省第一建筑工程有限公司，黑龙江科技学院与北京钢铁设计研究总院分别对再生粗骨料的主要性能进行了研究，研究的结果一致[1,2,3]。肖开涛，张虹[11，12]等对再生粗骨料的性能进行了实验研究。同济大学和山东科技大学的孙跃东，肖建庄对部分参考文献中再生骨料的各项性能进行了总结研究[4]，本为经过对大量资料进行的总结得到国内建筑垃圾再生粗骨料基本性能与天然骨料性能比较如表1：
表1 总结再生粗骨料与天然骨料基本性能范围
本文研究的建筑垃圾粉碎生产工艺得到的產品规格更加多样化，将粗骨料的级配更加细化，对本文研究的全自动建筑垃圾粉碎生产工艺生产的再生粗骨料分别进行了多次取样，对不同原材料所生产的不同规格粒径的再生粗骨料各项基本性能分别进行了实验研究，实验研究测得的不同规格粒径再生骨料性能如表2。
表2 再生粗骨料基本性能
总结各个院校以及企业的实验研究发现：再生粗骨料与天然骨料的性能存在一定的差异，主要表现在密度低、吸水率高、压碎指标大，再生骨料空隙率高、强度低，主要是由于其表面附着着大量水泥砂浆的缘故[6]，本文研究得到的建筑垃圾粉碎生产线生产的再生粗骨料除规格多样化以外，有效地降低了附着在骨料上的水泥砂浆的含量，所以不同规格再生骨料的各项性能均得到了很大的提高，部分规格再生粗骨料性能甚至更接近于天然骨料性能，说明本文研究的粉碎生产工艺生产的再生骨料质量更高、性能更好。
3.2 再生细骨料性能研究
由于国内大部分企业院校研究的生产工艺得到的再生细骨料部分都没有进行细分，所以建筑垃圾再生细骨料各项性能的研究相对再生粗骨料的研究较少，中国建筑材料科学研究院的王武祥等，华侨大学的陈莹等，西安建筑科技大学的尚建丽等对再生细骨料的性能进行了研究，其结果一致；同济大学和山东科技大学的孙跃东，肖建庄等对建筑垃圾细骨料进行了各项性能的总结研究[4]。其它院校及企业也对再生细骨料进行了实验研究[11,12]，对各个实验研究得到的再生细骨料性能与天然骨料性能比较总结如表3。
表3 总结再生细骨料与天然细骨料基本性能范围
本文对改进的全自动建筑垃圾粉碎生产线生产的再生骨细料进行了多次取样，对不同原材料生产的不同规格再生骨料性能进行研究，实验测得不同规格粒径细骨料基本性能如表4。
表4 再生细骨料基本性能
总结得出，再生细骨料各项性能较天然骨料特性有所降低，从本研究粉碎生产工艺得到的再生骨料实验测得的数据可以看出，不同粒径规格再生细骨料各项性能指标均得到很大的提高，可以大部分甚至全部代替天然骨料用于制备建筑用砖以及干粉砂浆。
4 结语
通过大量的实验研究及应用证明，本文研究得到的建筑垃圾再生骨料粉碎生产工艺生产得到的产品规格齐全，除可以按照不同需要得到不同规格粒径的再生骨料外，生产的再生骨料各项性能也得到了很大的提高，可以提高再生骨料的利用率。再生骨料生产工艺中加入除尘设备，真正达到环保节能循环再利用。
作者简介： 高崇信，1963年1月29日，男，中级工程师，从事建筑垃圾装备，建筑垃圾再生骨料粉碎生产工艺及高品质处理工艺研究，国家863计划重点项目，项目名称：再生混凝土和新型钢结构建筑材料关键技术与应用，项目编号：2009AA032301。
参考文献
[1] 吴国祥，王奔.再生骨料的基本性能.黑龙江科技学院学报[J].2006（3）：120-123
[2] 成国耀.不同再生骨料取代率混凝土的基本性能试验研究[J].混凝土.2005年第11期：67-70
[3] 王耀新.混合应用天然与再生骨料混凝土的基本性[J].混凝土.2005年第8期：49-53
[4] 池漪,尹健,李益进.再生骨料混凝土的国内外研究概况[M].综述：34-39
[5] 许贤敏.再生骨料在国外的应用[J].节能利废.2002年第6期：30-31
[6] 张红星.再生混凝土性能的研究现状[M]..建筑工程：247
[7] 佚名.建筑垃圾制砖项目的研究与思考[EB/OL].http://www.cn-hw.net/html/sort069.互联网
[8] 杨建斌，孙泓涛，朱栋梁.关于再生骨料与再生混凝土技术的评述[J].浙江建筑.2006年5月：53-54
[9] 李惠强，杜亭，吴贤国.建筑垃圾资源化循环再生骨料混凝土研究[J].华中科技大学学报.2001年6月
[10] 卫国祥，雷颖占.混凝土再生骨料的研究分析[J].四川建筑科学研究.2006年8月：115-117
[11] 张虹，熊学忠.废弃混凝土再生骨料特性研究[J].武汉理工大学学报.2006年3月
[12] 肖开涛，林宗寿，万惠文，杨力远.废弃混凝土的再生利用研究[EB/OL].http://www.cn-hw.net/html/sort069.互联网.2007年11月
[13] 刘成林.一种建筑垃圾综合处理利用系统[P].ZL 200720099637.6.2008年11月19日
[14] 刘立新.谢丽丽.郝彤.再生混凝土多孔砖配合比和基本性能的试验研究[C].砌体结构与墙体材料.2005.153-157
[15] 肖建庄.再生混凝土[M].2008.10-30中国建筑工业出版社
[16] 李秋义.李云霞.朱崇绩.田砾. 再生混凝土骨料强化技术研究[J] 混凝土.2006年第01期
关键词：建筑材料；再生骨料；生产工艺；性能
Abstract: This paper investigates the feasibility analysis for construction waste production use, the typical production process the recycled aggregate crushing production line, based on independent research and development of the construction waste crushing production line, this paper studies on the production line of the absorbent regeneration aggregate and natural aggregate as well as the typical production process of regeneration the rate of aggregate, crushing index, apparent density, bulk properties of density, the results show that the grinding production line has different specifications of the recycled aggregate various performance were improved. Production and application of recycled aggregate which can solve the problem of environmental pollution of waste generated, and can produce economic benefits.
Keywords: building materials; recycled aggregate; production process; performance
中圖分类号：TV42+2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 前言
近年来随着我国城市化建设步伐的不断加快，城市的建筑垃圾总量逐年递增，建国时期的大部分建筑物也都到了使用年限，需要拆除重建，可见未来几十年里将是建筑物拆除的高峰期。我国每年旧建筑拆除的建筑废料，除了部分用作道路基础垫层、场地回填外，大部分都作为垃圾排放，即使是部分用作填湖填塘得以利用，但同时也引发新的环境公害[5],如果我们能解决被拆除建筑垃圾的回收再利用问题，不仅能减少土地资源的浪费，减少对环境的污染，还可以减少建筑材料生产过程中对能源的消耗，对我国经济建设的可持续发展具有重要意义。
建筑垃圾再生骨料再利用已经有了很多成功的先例，天津市裕川建材有限公司生产的各种承重非承重砌块，多孔砖、普通砖、空心砖等产品均按一定比例应用了建筑垃圾再生骨料，再生骨料替代率不低于30%，生产的各种产品分别符合JC943-2004、NY/T671-2003、GB 8239-87等相对应的国家标准要求；邯郸全有生态建材有限公司部分利用再生骨料制备的多孔砖和标准砖分别符合JC943-2004及NY/T671-2003标准要求[7]；天津市裕川干粉砂浆有限公司也将建筑垃圾再生骨料按20%替代率应
用于干粉砂浆中,生产的干粉砂浆符合JG/T 230-2007标准要求。
建筑垃圾虽然得到了部分再利用，但利用率都很低，最高为30%，为了提高再生骨料的利用率，使建筑垃圾再生骨料得到更有效的循环利用，文章对建筑垃圾粉碎生产工艺及其生产得到的建筑垃圾再生骨料的各项基本性能进行了研究。
建筑垃圾再生骨料是由建（构）筑物拆除、路面翻修、混凝土生产、工程施工和其他状况下产生的废弃混凝土块，经过破碎加工后所得公称粒径在40mm以下的骨料。再生骨料根据公称粒径大小的不同分为再生粗骨料和再生细骨料，再生粗骨料是废弃混凝土经破碎、加工后得到的公称粒径大于等于5mm小于40mm的颗粒，可部分替代天然骨料用于混凝土的生产，少部分代替天然骨料得到的再生混凝土的各项力学性能与普通混凝土相近，而完全代替天然骨料得到的再生混凝土的力学性能与普通混凝土相比则相差较大[14]。再生细骨料是废弃混凝土经破碎、加工后，所得到的公称粒径在大于0.5mm小于5mm的颗粒，可部分代替天然细骨料用于各种承重非承重砌块，也可替代建筑用砂生产非承重墙体材料或用于生产再生建筑砂浆。
2 再生骨料生产工艺研究
天然骨料的生产在我国已经到达成熟期，天然骨料成份单一，其典型生产工艺为：1.毛料开采；2.给料机给料；3.一级破碎；4.二级破碎；5.筛分处理；6.不同规格成品输出。
建筑垃圾成份比较复杂，里面不仅有混凝土，还有砖瓦沙石、木材、塑料门窗、装饰磁砖、杂土、铁器、玻璃等杂质，且废弃混凝土的加工工艺与天然骨料也存在差异，故建筑垃圾的粉碎生产工艺与天然骨料生产工艺有所不同，近年来我国对再生骨料的生产工艺进行了研究，郑州一帆机械设备有限公司设计了建筑垃圾处理解决方案，试验研究得到的再生骨料粒度均匀；邯郸全有生态建材有限公司生产了再生骨料并得到利用；部分高等院校及企业也进行了建筑垃圾的生产工艺的研究。
由于建筑垃圾含有大量杂质，严重影响了再生骨料的性能，所以再生骨料的生产与天然骨料生产相比增加了去除杂质的过程，同时废弃混凝土自身成份与天然矿石也存在不同，根据自身特性在生产工艺中加入了分选及冲洗等过程。国内建筑垃圾粉碎生产线典型工艺流程如图1所示[8,9,10,15]。
图1 再生骨料生产的典型工艺流程
国内典型的再生骨料生产工艺流程中，对于粒径小于5mm的再生细骨料利用原有的振动筛无法进行有效的筛选，所以细骨料部分没有得到分离，加之建筑垃圾成分复杂，含土量大，而大部分尘土集中在细骨料部分，所以建筑垃圾细骨料部分大都没有得到充分利用。本文对建筑垃圾生产工艺进行了多年研究，将国内典型工艺流程进行了改进，自主研发了建筑垃圾粉碎生产工艺，改进工艺流程举例如图2所示[13]。
改进的粉碎生产工艺同国内典型工艺流程相比较，该全自动建筑垃圾粉碎生产线在传统的将建筑垃圾进行破碎筛分的基础上，增加了高品质处理设备，通过机械研磨使得黏附在骨料表面的水泥浆体被磨掉。由于颗粒间的相互作用，骨料上较为突出的棱角也会被磨掉。从而使再生骨料的性能得以提高。在细骨料部分自主研究开发了风力筛选成套设备，成功的将5mm以下再生细骨料得到了分离，这是采用传统的振动筛分方式无法完成的；同时针对建筑垃圾含尘量大的弊端进行，粉碎生产工艺流程加入了除尘设备，将生产过程中产生的粉尘回收利用，提高产品质量的同时实现环保，避免二次污染。
图2 改进的粉碎生产线工艺
3 再生骨料性能研究
国内许多高校及研究单位对天然骨料及再生骨料的各项基本性能进行了实验研究，分析了再生骨料与天然骨料之间的差异以及各项性能差异产生的原因，根据再生骨料的各项性能差异进行再生骨料再利用的研究。
3.1 再生粗骨料性能研究
丽水学院，广东省第一建筑工程有限公司，黑龙江科技学院与北京钢铁设计研究总院分别对再生粗骨料的主要性能进行了研究，研究的结果一致[1,2,3]。肖开涛，张虹[11，12]等对再生粗骨料的性能进行了实验研究。同济大学和山东科技大学的孙跃东，肖建庄对部分参考文献中再生骨料的各项性能进行了总结研究[4]，本为经过对大量资料进行的总结得到国内建筑垃圾再生粗骨料基本性能与天然骨料性能比较如表1：
表1 总结再生粗骨料与天然骨料基本性能范围
本文研究的建筑垃圾粉碎生产工艺得到的產品规格更加多样化，将粗骨料的级配更加细化，对本文研究的全自动建筑垃圾粉碎生产工艺生产的再生粗骨料分别进行了多次取样，对不同原材料所生产的不同规格粒径的再生粗骨料各项基本性能分别进行了实验研究，实验研究测得的不同规格粒径再生骨料性能如表2。
表2 再生粗骨料基本性能
总结各个院校以及企业的实验研究发现：再生粗骨料与天然骨料的性能存在一定的差异，主要表现在密度低、吸水率高、压碎指标大，再生骨料空隙率高、强度低，主要是由于其表面附着着大量水泥砂浆的缘故[6]，本文研究得到的建筑垃圾粉碎生产线生产的再生粗骨料除规格多样化以外，有效地降低了附着在骨料上的水泥砂浆的含量，所以不同规格再生骨料的各项性能均得到了很大的提高，部分规格再生粗骨料性能甚至更接近于天然骨料性能，说明本文研究的粉碎生产工艺生产的再生骨料质量更高、性能更好。
3.2 再生细骨料性能研究
由于国内大部分企业院校研究的生产工艺得到的再生细骨料部分都没有进行细分，所以建筑垃圾再生细骨料各项性能的研究相对再生粗骨料的研究较少，中国建筑材料科学研究院的王武祥等，华侨大学的陈莹等，西安建筑科技大学的尚建丽等对再生细骨料的性能进行了研究，其结果一致；同济大学和山东科技大学的孙跃东，肖建庄等对建筑垃圾细骨料进行了各项性能的总结研究[4]。其它院校及企业也对再生细骨料进行了实验研究[11,12]，对各个实验研究得到的再生细骨料性能与天然骨料性能比较总结如表3。
表3 总结再生细骨料与天然细骨料基本性能范围
本文对改进的全自动建筑垃圾粉碎生产线生产的再生骨细料进行了多次取样，对不同原材料生产的不同规格再生骨料性能进行研究，实验测得不同规格粒径细骨料基本性能如表4。
表4 再生细骨料基本性能
总结得出，再生细骨料各项性能较天然骨料特性有所降低，从本研究粉碎生产工艺得到的再生骨料实验测得的数据可以看出，不同粒径规格再生细骨料各项性能指标均得到很大的提高，可以大部分甚至全部代替天然骨料用于制备建筑用砖以及干粉砂浆。
4 结语
通过大量的实验研究及应用证明，本文研究得到的建筑垃圾再生骨料粉碎生产工艺生产得到的产品规格齐全，除可以按照不同需要得到不同规格粒径的再生骨料外，生产的再生骨料各项性能也得到了很大的提高，可以提高再生骨料的利用率。再生骨料生产工艺中加入除尘设备，真正达到环保节能循环再利用。
作者简介： 高崇信，1963年1月29日，男，中级工程师，从事建筑垃圾装备，建筑垃圾再生骨料粉碎生产工艺及高品质处理工艺研究，国家863计划重点项目，项目名称：再生混凝土和新型钢结构建筑材料关键技术与应用，项目编号：2009AA032301。
参考文献
[1] 吴国祥，王奔.再生骨料的基本性能.黑龙江科技学院学报[J].2006（3）：120-123
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[3] 王耀新.混合应用天然与再生骨料混凝土的基本性[J].混凝土.2005年第8期：49-53
[4] 池漪,尹健,李益进.再生骨料混凝土的国内外研究概况[M].综述：34-39
[5] 许贤敏.再生骨料在国外的应用[J].节能利废.2002年第6期：30-31
[6] 张红星.再生混凝土性能的研究现状[M]..建筑工程：247
[7] 佚名.建筑垃圾制砖项目的研究与思考[EB/OL].http://www.cn-hw.net/html/sort069.互联网
[8] 杨建斌，孙泓涛，朱栋梁.关于再生骨料与再生混凝土技术的评述[J].浙江建筑.2006年5月：53-54
[9] 李惠强，杜亭，吴贤国.建筑垃圾资源化循环再生骨料混凝土研究[J].华中科技大学学报.2001年6月
[10] 卫国祥，雷颖占.混凝土再生骨料的研究分析[J].四川建筑科学研究.2006年8月：115-117
[11] 张虹，熊学忠.废弃混凝土再生骨料特性研究[J].武汉理工大学学报.2006年3月
[12] 肖开涛，林宗寿，万惠文，杨力远.废弃混凝土的再生利用研究[EB/OL].http://www.cn-hw.net/html/sort069.互联网.2007年11月
[13] 刘成林.一种建筑垃圾综合处理利用系统[P].ZL 200720099637.6.2008年11月19日
[14] 刘立新.谢丽丽.郝彤.再生混凝土多孔砖配合比和基本性能的试验研究[C].砌体结构与墙体材料.2005.153-157
[15] 肖建庄.再生混凝土[M].2008.10-30中国建筑工业出版社
[16] 李秋义.李云霞.朱崇绩.田砾. 再生混凝土骨料强化技术研究[J] 混凝土.2006年第01期