建筑垃圾再生材料在道路中應用
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摘要:隨著我國城市化進程的不斷推進、建設規模的逐步擴大，建筑施工所產生的建筑垃圾也在不斷的快速堆積。在現階段，資源短缺、環境污染等問題成為我國當前首要解決的戰略性發展問題。本文通過對建筑垃圾利用現狀進行分析，通過對建筑垃圾原材料進行分類與整合，經過一定的實驗分析得出具體的配比，為進一步的資源轉化與再利用提供可行方案。
1建筑資源利用轉化現狀
調查顯示，對于建筑垃圾再生材料的循環利用率，發達國家已經高于90%，而在我國的建筑垃圾再生材料的循環利用率卻低于5%，由此可見，我國的資源循環的意識還沒有達到一定的高度。對于建筑垃圾轉化進行二次利用的原因主要與建筑垃圾本身所具有的特點有關。這些特點促使建筑垃圾可以當成再利用資源，對于道路基層建設進行補充和利用。主要有四個方面的特點:①從建筑材料的強度離散型角度講，建筑垃圾粗集料比較大;②從建筑材料的粒徑變化來看，粗集料比較大并且在建筑垃圾里微小的顆粒所占的比重較小;③從建筑材料的錄用材料標準來看，建筑垃圾土多腐殖質高、植物根系占比高;④建筑垃圾由土和建筑廢渣摻雜在一起，配比穩定性低。這些特點的建筑垃圾對于道路基層的建設作用在于，將建筑垃圾和良好土質結合到一起可以用于道路基層的建設中，即對于道路建設的基礎質量有所提升，也對于材料的成本有所降低。
2建筑垃圾的分類
在建筑工程進行拆遷的過程中，會產生不同種類的建筑垃圾，而建筑垃圾的產生也有許多不同的方式。本文主要通過垃圾的來源方式對建筑垃圾進行分類。從建筑垃圾來源的角度對建筑垃圾進行分類，可以把建筑垃圾主要分為四個方面:道路開挖而造成的建筑垃圾、舊建筑物拆卸所導致的建筑垃圾、施工場地所導致的建筑垃圾以及建筑材料生產所導致的建筑垃圾，本文就這四種建筑垃圾進行分析探討。道路開挖所產生的建筑垃圾，對于修建的道路而言可以分為瀝青道路以及混凝土道路，在對這兩類的道路開挖的過程中會產生包括混凝土塊和廢電池電線等垃圾。舊建筑物在拆除過程中所形成的建筑垃圾的主要成分為磚石、混凝土、硅膠以及其他的金屬類物質，在這類垃圾處理過程中，要對這類建筑垃圾在產生的源頭就進行控制，以降低在后來的處理過程中的回收難度以及降解拆分難度。建筑施工所產生的建筑垃圾為碎屑所剩余的建筑垃圾材料，對建筑施工所產生的建筑垃圾進行回收再利用的難度十分大，對于建筑物沒有完工或者正在進行建筑的過程中，產生的廢棄物里有廢金屬等材料的成分時要格外的注意此類建筑垃圾的回收利用。在建筑廢棄物資源進行再回收利用的過程中，一定要加大對建筑施工垃圾的重視，增強對這類垃圾的資源回收度，促進可持續發展。建材生產過程中產生的建筑垃圾指的是在生產建筑材料的過程中所生產的無用物。生產建筑材料所產生出來的建筑垃圾，要通過不斷地對生產技術以及生產工具的創新與更新換代來增強對這種建筑垃圾的資源回收率。
3再生材料在道路基層中的應用
在建筑建設過程中所產生的建筑垃圾成分里的磚石等，這些可進行循環的建筑垃圾與天然的路基材料相比較而言具有孔隙率較高、吸水率較大、強度較低等不利的作用，這些特點都不能使這些循環再生集料再循環利用到道路基層的建設當中。如果直接運用這些再生集料對道路基層進行建設，一方面會對道路基層的質量產生很大的不利影響;另一方面會與天然材料所修建的道路特性與質量相差較大，對修建好的道路的受壓能力與各方面的基礎數據的差別較明顯。對于再生集料應用于道路基層的建設，要將再生集料進行一定的試驗并進行改造以達到道路基層建設的要求，道路基層建設的要求主要指的是顆粒級配以及壓碎值等數據要求，基層的再生集料粗細顆粒的分級搭配以及再生集料的力學性質，分別為對錄用的集料進行檢測和通過最大粒徑進行控制的方法對再生集料篩分出的結果如表1～2所示。從表1～2的數據中可以看出篩分的最終結果，普通軋制碎石的再生集料，除了在兩類粒徑材料各有一個相對較低的超限以外，其余的都在規定的指標范圍內。這是在一項資源的再利用情況下，如果數據中的大多數粒徑都符合標準要求，相應地可以在某些粒徑的數據上放寬要求，這樣做的目的是對施工的壓力以及施工的難度有所降低，使材料的浪費程度也有所下降，使建筑垃圾整體的利用率以及建筑垃圾整體的回收率大大提高，促使工人在今后的建筑垃圾的回收利用過程中有較大的積極性和動力去完成這項工作。從表1～2的數據來看，對于其他的指標要求而言，再生集料能夠高標準地滿足指標，所以從這些方面來看再生集料對基本的道路基層的建設已經有較大的適應能力，在道路工程的建設中也有頗為先進的技術性能可以完成對道路基層的建設和實施，再通過對這一項要求與標準的實施，可以大大降低對再生集料的要求以及產生更多的實施方案，這樣建筑垃圾進行再回收利用的工作效率將有所提高。由于再生集料的成分中包含比較多的水泥漿和砂漿，這個特性會造成再生集料在道路基層建設的過程中，與天然的集料相比較有孔隙率高系數性較大等缺點，這對道路基層建設有不利的影響。要想使再生集料可以適當地運用到道路基層的建設當中，要對再生集料進一步的強化更新處理，對再生集料進行進一步的開發與應用。對于再生集料進行改進的方法主要有以下幾種:①對于機器進行活化處理，對再生集料活化的目的在于破壞相對較弱的再生碎石顆粒，或者將再生碎石顆粒表面粘附的水泥砂漿進行有效的高強度的去除，以達到可以進行道路基層建設的標準;②通過溶液活化的方式對再生集料進行改善顆粒表面的效果，通過對再生集料進行鹽酸溶液的浸泡，對再生集料中的水泥水化物進行反映處理，增強再生集料的性能;③通過化學漿液的處理也會提升再生集料的質量，通過對再生集料加入其他物質的方式，主要是將水泥和水按一定比例調成水泥漿液來改善水泥漿液本身的性能。這樣做的目的是改善再生集料本身所存在的孔隙大等方面的劣勢，通過改善這種劣勢的性能來提高再生集料的質量，以增強其在道路基層建設中的作用;④通過水玻璃溶液來增強再生集料的性能，用液體的水玻璃溶液對再生集料進行滲透與溶解，將再生集料表面的水泥水化物生成硅鈣酸來提升再生集料的性能，以適用于道路基層的建設，這樣可以提升再生集料孔隙的密實程度，進一步對再生集料的質量與適配性進行提高，以達到道路基層建設的基本要求。由于在道路建設的過程中，道路基層是整個道路結構中最重要的一個部分，它承擔著整個道路重量的部分，是整個道路中的承重層，所以對于道路建設中的道路基層部分的材料一定要具備一定的抗壓性，對于基層材料檢測要根據半剛性的基層材料強度測試方法，對于兩個部分的四種再生集料進行抗壓強度的測試，測試的結果如表3所示。從整體的試驗結果來看，對于兩大類的再生集料的壓力強度測試上，在半剛性強度的所有指標中除了5%水泥穩定的數據稍微低以外，其余的各項指標都能夠滿足對于道路基層建設的使用要求，這說明在對于再生集料的使用過程中，可以大量地使用再生集料在道路基層建設當中，并且從實驗中的數據來看，隨著集料用量越來越多，再生集料的強度也會越來越高。由此可以看出，用廢棄的混凝土來取代普通天然的材料來進行道路基層的建設，其強度的抗壓性測試與逐漸發展的趨勢，完全符合半剛性基層材料的所有指標要求，并且在使用效果與使用過程中與普通的材料使用效果并無太大的差異。其中使用普通材料進行道路基層建設與再生集料進行道路基層建設的差異可以保持在道路基層驗證的范圍內，對道路基層建設的質量保證沒有較大的障礙。在進行道路基層建設的過程中將再生集料的使用與以往傳統的天然石材進行比較可知，對建筑固體垃圾進行資源再循環利用的方式提高了經濟效益，具體展現在以下方面:建設道路基層的材料價格有著大幅的下降趨勢，雖然在再生集料的質量提升過程中對于水泥和水用量會有所增加，但綜合整體的情況來看，道路基層建設的技術成本會大大降低，實際上節約了建設成本的用量，節省了大量建筑垃圾清運的費用、減少了處理建筑垃圾的冗雜過程以及人力成本、減少了對傳統天然砂石的開采力度，從而節約大量的天然礦產資源，增強對生態環境的保護，進一步實現國家可持續發展的戰略方針，加大對當地礦產資源的保護力度。隨著建筑技術不斷進步與創新，建筑物數量不斷增多，對于建筑過程中所產生的建筑垃圾也會不斷增多，但隨著再生集料在道路基層中的運用程度日益加深，資源的轉化程度會越來越高。
4結論
在我國快速的經濟發展過程中，建筑的建設量也大大增加，在建設的過程中有相當數量的建筑垃圾也在以驚人的速度進行累積，而對這些建筑垃圾沒有通過再利用再循環的方式進行二次使用會造成極大的資源浪費，對社會環境產生嚴重的污染和危害。本文通過對建筑資源利用轉化現狀進行說明，進一步對建筑垃圾的組成與分類加以闡述，并對再生材料在道路基層中的研究進行分析，對再生材料在道路基層中應用的可行性進行進一步的研究。
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作者:許士強 劉明 單位:泰安市公路規劃設計院 山東智行咨詢勘察設計院
