韦华嘉 韦洪滨 卢胜清 黄明阳 王 戈

（南宁市建筑科学研究设计院，广西 南宁 530000）

建筑固体废弃物在再生砖生产中的破碎及级配工艺研究

韦华嘉 韦洪滨 卢胜清 黄明阳 王 戈

（南宁市建筑科学研究设计院，广西 南宁 530000）

围绕再生砖生产中提高破碎效率、降低水泥用量的目的，本研究设计的破碎工艺过程为“粗碎+细碎+筛分”；级配工艺为“再生骨料（5～10.00mm）+细再生骨料（＜5mm）+水泥，5～10mm∶1.20-5mm∶0～1.20mm=45.4∶37.1∶17.5”。最终实现建筑固体废弃物在再生砖生产中降低能耗，节约成本，有效的资源化利用。

建筑固体废弃物；再生砖生产；破碎及级配工艺

1 建筑固体废弃物再生砖的生产背景

1.1 国内外建筑固体废弃物再生利用现状

目前世界上各国建筑固体废弃物的回收利用率不同，发达国家的利用率较高，发展中国家利用率较低或根本没有利用。美国、日本、韩国和新加坡等废弃混凝土的利用率都在65%以上[1]。国外对建筑固体废弃物再生利用研究对象主要包括废混凝土、废砂浆、废砖瓦。建筑固体废弃物中废混凝土、废砂浆、废砖瓦占了大部分，并且资源化利用的技术水平要求高，目前主要的利用方式就是生产再生骨料。国外建筑固体废弃物再生骨料主要应用三大领域：（1）铺设道路施工及回填工程；（2）再生混凝土砌块及其它制品；（3）再生混凝土混料和再生工程砂浆。其中主要的应用方向是建筑固体废弃物再生砖生产。

我国对建筑固体废弃物资源化利用的研究起步很晚，也没有相关匹配的政策和法规，以致在众多方面都存在着大量的不足和空白区域[2]。例如：大多数拆除或建设方只是将建筑固体废弃物清除运出工地，基本上不考虑它的再生利用；无建筑固体废弃物资源化利用相关费用的规定；无符合建筑垃圾排放量的建筑固体废弃物资源化利用企业的审批制度及处罚规定；无使用建筑固体废弃物再生产品的个人和单位的鼓励、优惠政策；无有力措施保证建筑固体废弃物再生产品广泛推广使用；此外，相关工艺、装备等利用技术的具体研究也不多。这些不足不仅让建筑固体废弃物污染日益严重，还造成了可再生利用资源建筑固体废弃物的巨大浪费。近年来，我国很多地区开始对建筑固体废弃物处理、试验研究，并投入很大的资金开发再生利用建筑固体废弃物，把建筑固体废弃物作为一种再生资源。

1.2 我国建筑固体废弃物再生砖生产情况

国内很多城市的建筑固体废弃物已成为公害。据悉，每年我国城市的固体废弃物约为24亿吨[4]。现在全国在禁止使用粘土实心砖的同时，仍在大力推广烧结多孔砖（如页岩烧结多孔砖、煤矸石烧结多孔砖、高孔洞率粘土烧结多孔砖等），而烧结多孔砖的废品率是较高的，一般砖厂都在5%～10%之间，大量的废红砖取之不尽。此外，全国各个城市都在进行旧城改造，折旧房子的建筑固体废弃物多得不可计数。这些都是砖渣等固体废弃物的丰富原料来源。使得建筑固体废弃物再生砖可以在全国各地建厂生产。目前国内建筑固体废弃物再生砖的生产厂家不断涌现和增多。达到一定规模的有北京元泰达环保建材科技有限公司、江苏黄埔再生资源利用公司、天津市塘沽区裕川建筑材料制品有限公司、厦门市垦鑫新型建筑材料有限公司、成都德滨环保材料有限公司、深圳绿发鹏程环保科技有限公司、广西鱼峰混凝土有限公司等。所生产的建筑固体废弃物再生制品主要有再生混凝土多孔砖、再生混凝土三孔砖、标准砖、再生混凝土路缘砖、空心砌块、荷兰砖、轻体墙板、环保装饰砖、仿古砖等。近年来，形成了每年消纳建筑固体废弃物超过1200万吨、生产各种再生砖近13亿块、砌块及墙板350万方、再生骨料450万方的规模[3]。建筑固体废弃物再生砖目前朝着轻质高强，隔音防潮，保温隔热等良好性能的方向发展，加上国家技术政策的支持，使用工业废渣超过30%即可免增值税，还可退墙改费，降低了建设成本。另一方面产品重量比实心砖轻，施工方便，砂浆用量又可减少，可以降低施工成本。能同时使生产单位、建设单位和施工单位都获利，而且又能得到广大住户喜欢的产品，销售前景广阔。

我国建筑固体废弃物再生砖生产存在的主要共性技术问题：（1）建筑固体废弃物原材料的复杂性，其种类多样、混杂一起，而且目前还没有很好的筛选及分类的控制手段；（2）再生制品没有实现产业化生产，现有的生产厂家没有针对建筑固体废弃物破碎及级配工艺、材料配合比进行系统全面地研究；3、目前没有再生砖产品检验的国家标准或者行业标准。本文主要是针对建筑固体废弃物在再生砖生产中的破碎及级配工艺研究，以期找到一种能够节约能源，提高生产效率，符合再生砖生产级配要求的破碎及级配工艺，为建筑固体废弃物资源化利用生产再生砖提供技术支撑。

2 再生制砖生产中破碎及级配工艺的作用及要求

再生砖是以凝胶材料（水泥）胶结各种粗细颗粒状的再生骨料，形成颗粒堆集并通过一定工艺成型、硬化成砖的复合材料。其再生骨料起到多种作用：廉价的填充材料、节省水泥用量，作为骨架减少收缩、抑制裂缝扩展，传力，降低水化热，提供耐磨性等等。已有研究表明，建筑固体废弃物可以达到再生砖骨料的物理特性（如强度）外要求，还要求骨料有较好（适宜）的尺寸（颗粒度、级配）和分布。因此研究破碎及级配工艺是再生制砖生产的基础之一。

2.1 再生制砖中破碎的作用及要求

（1）再生制砖中破碎的作用

再生制砖的骨料主要来源于建筑固体废弃物，如废砖、废混凝土块、瓦砾等。这些固体废弃物一般体积比较大，与制砖骨料的颗粒度要求相比，必须通过破碎工艺达到再生制砖的颗粒度、级配要求的目的和作用。

（2）再生制砖中破碎的要求

再生制砖中破碎的要求是在满足再生制砖的颗粒度及级配的要求下快速、高效地破碎，并尽量的节约能源消耗，避免资源浪费。

2.2 再生制砖中级配的作用及要求

（1）再生制砖中级配的作用

再生骨料的颗粒级配是指不同粒径的骨粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使骨料形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。

（2）再生制砖中级配的要求

再生砖骨料颗粒级配必须符合再生砖强度、效率、成本等要求，已有研究表明粒径5～10.00mm 的骨料主要用于生产再生砖。

3 再生砖的破碎及级配工艺试验

3.1 再生砖的破碎工艺试验

目前的破碎机有四种破碎工艺组合：闭路生产的破碎工艺组合、开路生产的破碎工艺组合、半开路生产的破碎工艺组合、挤压破碎工艺组合。前三种破碎工艺组合是以锤头式破碎机、反击式破碎机为主的破碎工艺组合，但是对较硬的混凝土、石块来讲，其破碎难度还是很大的。因而，本研究选用另一种形式的破碎组合工艺，既挤压破碎工艺组合与闭路生产的破碎工艺组合进行对比试验。

（1）原材料

经过分拣后得到的建筑固废：混凝土块、砖块、瓦块等。

（2）工艺组合

试验1：采用颚式破碎机+锤头式破碎机，其破碎工艺组合为：粗碎+细碎。

试验2：采用双棍挤压式破碎工艺组合，其工艺组合是：反击式锤破机+筛分+双棍挤压式破碎机+打散机+筛分，再返回双棍挤压式破碎机的循环过程，即粗碎+细碎+筛分的工艺组合。

（3）试验结果

表1 不同粒径的再生骨料百分比含量

通过表1试验可以看出：试验1的破碎工艺比较简单，得到的再生骨料粒径>10.0mm所占的比例较高37.2%，这些骨料不适合制作再生砖，要想得到符合要求的再生骨料，最好在经过细碎对辊机、轮碾机等设备的挤压、碾炼、均化等方面的处理。

表2 不同工艺再生骨料生产骨料对比

通过表2试验可以看出：试验1的破碎工艺效率低、不合格率高、能耗大，不合适作为再生制砖的破碎工艺。试验2的破碎工艺增加了筛分的工艺，比较合理。得到合格再生制砖骨料5～10.00mm所占的最高48.5%。因此试验2工艺合理、破碎效率高、综合能耗低，适合作为再生制砖的破碎工艺。

3.2 再生砖的级配工艺试验

通过杜朝华、郝彤等人的研究，粒径5~10.00mm 的骨料主要用于生产再生砖[5]。在前人研究的基础上，为了寻求最佳再生砖级配工艺，降低生产成本，我们进行了多次试验，现将其中较有代表性的两次试验列表如下：

（1）原材料

经过破碎后得到的建筑固废再生骨料：混凝土、废砖、瓦等，粒径范围选用5～10.00mm、1.20～5mm和0～1.20mm。

（2）级配工艺

试验1：再生骨料（5～10.00mm）+水泥。

试验2：再生骨料（5～10.00mm）+细再生骨料（＜5mm）+水泥，5～10mm∶1.20～5mm∶0～1.20mm=45.4∶37.1∶17.5。

（3）试验结果

表3 级配工艺试验结果

通过对比试验可以看出，再生骨料中添加大约54%的细骨料（＜5mm），可以降低水泥的使用量，有利于节约生产成本。并且再生砖的各项性能均能达到GR8237-87《混凝土小型空心砌块》强度等级7.5M Pa要求。

4 结论

（1）破碎工艺：粗碎+细碎+筛分。

（2）级配工艺：再生骨料（5～10.00mm）+细再生骨料（＜5mm）+水泥，5～10mm∶1.20～5mm∶0～1.20mm=45.4∶37.1∶17.5。

[1] 王键,李懿.建筑垃圾的处理及再生利用研究[J].环境工程, 2003,(12):6-9.

[2] 王罗春,赵由才.建筑垃圾处理与资源化[M].北京:化学工业出版社,2004.

[3] 肖建庄,孙振平,李佳彬.废弃混凝土破碎再生工艺研究[J].建筑技术,2005(2):141-145.

[4] 肖建庄.再生混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[5] 杜朝华,郝彤,刘立新,等.建筑固体废弃物再生骨料的分类及其物理性能研究[J].中国建材科技,2009,(3):28-30.

Research crushing and grading of solid waste in the regeneration process of building brick production

Focusing on improving crushing efficiency, reduce the dosage of cement to recycled brick production, crushing process in this research is designed as a "coarse crushing + fine + screening"; grading process as "recycled aggregate (5-10.00mm) + fine recycled aggregate (＜ 5mm) + cement, 5-10mm: 1.20-5mm: 0-1.20mm= 45.4: 37.1: 17.5". The ultimate realization of building solid waste to reduce energy consumption in the production of recycled brick, cost saving, resource utilization and effective.

Building solid waste; recycled brick production; crushing and grading process

TU5;X799

A

1008-1151(2015)01-0058-03

2014-12-13

韦华嘉，供职于南宁市建筑科学研究设计院。