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大宗工业固废再生蓝鲸墙板技术研究 技术报告 一、项目研究的背景和意义 国家住宅产业发展与资源供给矛盾突出 “十一五”以来，全国每年城乡住宅产业依然存在“两高两低”的粗放型发展特征———即“物质消耗高，能源消耗高；生产效率低，科技进步对住宅产业发展的贡献率低”等问题。近年来，我国房地产业的快速发展，导致对土地、水和森林等资源的需求与资源供给的矛盾愈来愈突出。而墙材产业是建材行业中耗费原材料数量最大的一种，而且具有量大质沉不易远途运输的使用区域限制。所以在巨大的、不断增长的建筑墙材需求下，天然砂石料的储量已远远不能满足实际使用。可以预计：建筑墙材原材料产业，必将在很短的一个时期内，显露出天然资源缺乏与实际需求增长的矛盾。 为了缓解和调节墙材发展中这种发展与环境的矛盾，有关部门做了大量的研究和实验，主要是从节土和利废两方面来改善产品生产方式，同时兼顾达到生态环境改善的目的。 目前最普遍推广的新技术，一类是免烧砖和水泥砌块。一种是加气混凝土砌块和石膏板材。还有一种是钢构和钢丝网架聚苯板墙。然而，在实际中操作中发现两个难以解决的难题： 【1】、利用有限的排废资源来生产墙材，存在原材料后期短缺，和原材料市场价格上升后，利润空间不足的问题，从而直接导致企业不能正常生存发展。 【2】、新型的水泥砌块、免烧砖和加气混凝土块等新墙材，在使用中都存在着功能不足或成本偏高的问题，不足以使市场接受，不足以全面抗衡实心粘土砖。 正是以上两个主要原因，导致了近几年所有新型墙材企业都陷入处境艰难的局面。 1.5.4建筑垃圾处理问题已不容忽视 在城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。而如今，垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化，也是城市发展的必然要求。 到目前为止，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%。以500-600吨/万平方米的标准推算，到2020年，我国还将新增建筑面积约300亿平方米，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。然而，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。 我国每年都有巨大数量的建筑垃圾需要处理，但我国在建筑垃圾处理方面缺乏有效可行的处理技术，在此次四川地震灾区的建筑垃圾处理时， 2008年06月02日住房和城乡建设部发布的《地震灾区建筑垃圾处理技术导则》中指出采用回填利用、暂存堆放和填埋处置等三种方式。仅仅有邯郸全友公司的建筑垃圾制砖工艺生产线，加入了四川建筑垃圾处理的再生工作。而现有的百余项建筑垃圾处理专利，却并无作为。于是二○○八年十月十四日国家财政部在《财政部关于印发【再生节能建筑材料财政补助资金管理暂行办法】的通知》（财建〔2008〕677 号）里指出， 为贯彻落实《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号）精神，切实推动再生节能建筑材料的生产与利用，特别是支持推动汶川地震建筑垃圾处理与再生利用，我们研究制定了《再生节能建筑材料财政补助资金管理暂行办法》。现予印发，请遵照执行。 此举显示了我国在建筑垃圾循环利用方面的技术需求，已经受到了国家最高管理部门的注重和资金支持，证明了我国急需一套高效低耗的，切实可行的固体废弃物再生利用模式。 二、国内外同行业研究现状 当前我国建筑垃圾综合利用率不高，处理方式落后。建筑垃圾大多为固体废弃物，一般是在建设过程中或旧建筑物维修、拆除过程中产生的。不同结构类型的建筑所产生的垃圾各种成分的含量虽有所不同，但其基本组成是一致的，主要由土、渣土、散落的砂浆和混凝土、剔凿产生的砖石和混凝土碎块、打桩截下的钢筋混凝土桩头、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其它废弃物等组成。 有资料表明,建筑废料的回收率英国为48%(其中高级利用占6%)；日本为65%(其中高级利用占50%)，是回收利用较好的国家；新加坡为63%；中国香港地区为80%；中国台湾地区为50%；我国建筑废料的回收利用率较低，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的征用土地费、垃圾清运等建设经费，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。 2.2建筑垃圾处理费难以堵住浪费的源头 我国于1995年通过了《城市固体垃圾处理法》，要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费。但这种收费方法，并不能从根本上堵住建筑垃圾的源头，而且没有涉及到建筑垃圾的资源化再生利用问题。专家认为，在我国对建筑垃圾资源化再生的重要性有所认识，并且具有一定物质基础的条件下，应当加快制定出台相关法律规范的进程。 2.3相关的法律法规不完善 目前我国对建筑垃圾的资源化再生的重要性虽已有所认识，但还没有引起足够的重视。 国家还没有建立完善的相关法律法规，禁止填埋可利用的建筑垃圾，规定建筑垃圾必须进行分类收集和存放。凡利用垃圾生产出的材料和产品,国家应在税收政策上给予优惠。 3、对策与思考 3.1加快建筑垃圾处理和利用的科研工作。 科学技术研究工作是建筑垃圾资源化的基础,没有合适的技术保证,建筑垃圾的资源化就无从谈起。建筑垃圾的再生技术在国外很成熟,但在我国却是薄弱环节。科研工作主要应该包括以下方面：（1）建筑垃圾综合利用的分选技术创新与设备研发。据报道，上海筑路机械设备有限公司研制出了具有国际先进水平的城市建筑垃圾处理再利用成套设备。它能将建筑垃圾中坚硬的混凝土和钢筋“咬碎”，并进行分类、筛选。（2）建筑垃圾减量化的综合措施。要大量减少建筑垃圾，必须优化建筑设计，保证建筑物的质量和耐久性，同时加强建筑施工的组织和管理。（3）回填材料的研究。研究回填材料的组成、结构与性能以及对周围环境的影响。（4）采用循环再生骨料开发绿色建材。循环再生骨料不仅可以用在建材制品方面，还可以代替天然砂石用在钢筋混凝土结构工程中，对这些材料的具体生产技术应该立项加以专门研究。 3.2加快完善立法和监督执法工作 要建立完善的相关法律法规，禁止填埋可利用的建筑垃圾，规定建筑垃圾必须进行分类收集和存放。凡利用垃圾生产出的材料和产品,国家应在税收政策上给予优惠。,同时一旦颁布建筑垃圾资源化的法律，就应该严格监督执法，做到令行禁止，有法必依，违法必究。 3.3必须坚持走循环之路 建筑垃圾的回收和循环再利用不仅能够保护环境，降低对环境的影响，而且若采用科学管理和有效措施将其减量化和再利用，还可以节省大量的建设资金和资源。建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多是可以作为再生资源重新利用的。如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，经分拣、集中、重新回炉后，可以再加工制造成各种规格的钢材；废竹木材则可以用于制造人造木材；砖、石、混凝土等废料经破碎后，可以代砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。从而实现由传统的建筑原料——建筑物——建筑垃圾向建筑原料——建筑物——建筑垃圾——再生原料的循环模式的转变。 三、总体技术方案 目前我国再生混凝土结构发展的最大制约，就是建筑垃圾骨料存在生产成本高和使用中易裂缝、和易性差、强度低等问题。 为解决这些问题，宗楼建筑公司进行了长期的研究和实践，目前基本解决了再生混凝土的强度低和和易性差的问题，同时解决了再生混凝土中，再生骨料掺量不能达到100%的问题。 在已经大量应用的再生建筑垃圾围墙墙板中，全部使用再生骨料生产，实践证明是可行的。 该方法彻底从房屋建造中放弃了粘土制品的使用。所用的原料，包括了一切可配置混凝土的物质。可根据不同的使用地点来采用不同强度的墙板砌筑，在不同的地区用不同的原料生产，从而保证了拥有最大的利废容量和经济性，并对利废企业的长远发展提供了保证。该方法建造的房屋几乎为纯混凝土建筑，而墙板一般可回收。所以在回收利用时，除可再生构件外的一切垃圾，均可不加筛选地用于人工沙石的生产，实现资源的循环利用。 宗楼建筑破碎工艺中，建筑垃圾原料在细破之前，起步就下水，直至成为成品骨料全程皆为湿作业，所以较少出现扬尘，以此达到了节能、高效、无尘化设计。不同于现有很多加工工艺中的仅粗骨料清洗，宗楼破碎模式中，所有原料经过预破碎、人工分拣和除铁后，全部进入滚筒洗石机清洗，在清洗过程中，依靠滚筒搅拌中较大砖块混凝土块的“石打石”效果，对粒度合适的粗细骨料进行整形处理。 经过数分钟的搅拌清洗后，砖块、混凝土块以及由水和细骨料形成的泥浆，被倒入滚筒筛脱水筛分，细骨料在滚筒筛的旋转和高压水流的水洗作用下，落入滚筒筛下方的洗砂机中，经过叶片翻滚清洗和静置沉淀的多重作用下，细骨料被洗砂机洗出，而悬浮着泥土微粒的废水溢出进入循环沉淀池沉淀后，再次进入循环水泵。滚筒筛内，原料中粒度在5mm---20mm的骨料在众多大块骨料和水流的不断冲击研磨后，不经过二次破碎，就直接通过二道筛网落到出料皮带机上被带走。大于20mm的骨料则被皮带机送至二次细破设备，由于此时的原料中粉料及力度小于20mm的骨料已经全部筛除，仅剩余干净的大块骨料，同时大块骨料已经被一定程度地浸湿，所以破碎过程中产生极少的粉尘，仅仅依靠维护结构就能避免扬尘，从而避免了过多粉尘处理的成本，同时更节能环保。细碎后的原料落到初碎和滚筒洗石机之间的皮带上，被送入滚筒洗石机和滚筒筛中后，被初碎的大块骨料进行冲击研磨，使得其得到了类似自然河流中的成型效果，骨料被磨去菱角，变得圆滑密实。研磨的同时初碎中混入的土块也在浸泡和冲洗过程中被打散和稀释，一些强度较低的混凝土块和灰块也都被砸碎，成为了细骨料中的填料。 （二）工艺流程图 四、产品技术指标 墙板空心率 ≥45% 墙板密度 ≤1400千克/立方 墙板标号 C15-C30 墙板尺寸 1米宽*【0.3-4.5】米长 再生骨料密度 ≤1300千克/立方 再生骨料掺加比例 80%--100% 五、解决的关键技术问题 1、目前，我国工业固废处理中，破碎能力已经十分成熟，但是其再生产品的应用渠道一直是瓶颈，比如其再生骨料大部分用于了再生混凝土和各种砖瓦砌块制品。然而，由于各种原因，其产品的市场销量一直不理想。本项目以蓝鲸墙板为载体，使得其制成的再生建材产品成本更低，效果更好，能一定程度上解决建筑垃圾再生制品的出路问题。 2、现有工艺中，为了提高再生骨料品质，大多需要进行骨料整形处理。但这样一来既增加了能耗、设备投入、还产生了更多的粉尘需要处理，自然增加了处理成本。而本项目通过滚石整形的工艺，使得再生骨料品质提高，整个工艺流程具备了一定的骨料自然整形能力，而为此投入的成本则有明显的降低。 3、一直以来的再生骨料配制混凝土时应用比例因各种原因不能够达到100%，导致实际生产的不便。而本项目尝试了100%再生骨料的各种标号混凝土配置，获得了良好的效果。 4、本项目首次提出了细骨料水洗的设计，一是可以减少细骨料的含泥量，保证了细骨料的质量。二是增加了细骨料回收的百分比，把其他工艺中首先筛除出去的细骨料进行了有效回收利用。 六、项目与同类产品性能比较优势 1、兴建大批中小型建筑垃圾处理企业才更适应我国国情 在我国建筑垃圾再生利用氛围尚待形成的当下，在全国已建成投产的30余家百万吨级建筑垃圾处理企业大部分处于亏损经营的状态下，我们需要反思的一个事实就是，任何新产品的投资和运营，都需要有一定的市场适应期，在没有巨大市场需求的情况下，起步投巨资建大型流水线，其风险是巨大的，成本是高昂的，是不适应我国国情的。 2、 宗楼建筑垃圾利用模式是适合全国大部分地区推广的 宗楼建筑垃圾利用模式不仅技术新颖，方便实用，更重要的是，它开启了建筑垃圾利用事业的规范产业链式发展，不仅提供了破碎工艺和技术，更提供了再生骨料应用销售、再生建材制品市场化推广、节能建筑产品服务销售、以及废旧建筑的资源化回收。虽然宗楼建筑垃圾利用模式不赞成建立大规模性处理生产线，但是提倡以点带面，通过建立大批量的中小型消化厂，来达到小规模、高产能的建筑垃圾资源化利用生产力布局。 七、项目研制过程简介 1、破碎工艺设计及设备的购置 研究方案确定后，项目组组织人员进行了系统设计和研制。破碎工艺和破碎设备是保证科研工作的基础，为了保证产品试验和生产质量，我们购置了破碎设备和辅助设备25台。主要生产设备包括：给料机、颚破、锤破、滚筒筛、压块机、除铁器各1台，皮带机5台，铲车1辆，三马车一辆，风镐一台，洗砂机2台、水泵5台、振动器一台、风机3个等。 2、设备安装研制阶段 技术方案确定后，项目组组织人员进行了系统设计与研制。将整个过程分为六个阶段： ⑴落实研究开发需要的设备、环境、仪器、人员的需求计划与配置准备，进行人员培训； ⑵设备安装调试及研发改进；
⑶产品试制。根据确定的研究开发方案，对项目规定的目标进行小批量的试验性生产； ⑷对产品进行分析，对于在技术、工艺、装备和实现方案等某方面存在的缺陷，进行补充性再开发、设计，获取生产所需技术参数；
⑸产品试用，生产线改进。 ⑹生产线定型 每个阶段都制订了详细的研究开发操作规范。 3、性能检测和试用阶段 该项目已经生产、购进并消化建筑垃圾累计16000余吨，粉煤灰累计4000余吨，生产了建筑垃圾再生墙板累计65000平米，共砌筑围墙产品13000延米，厂房8000平米，住宅2000平米，实现销售额560万元，利税15万元。通过瑞祥特钢有限公司和河北贵龙钢构有限公司、大地农业科技有限公司等单位应用。用户反映性能良好，取得满意效果。 八、项目技术水平 该项目曾参加建设部主办的第十一届中国国际产业博览会，获得重点推广技术奖。又经中国城市经济可持续发展委员会（以下简称“可持委”）推广项目专家组专家综合论证，该项目不仅资源利用率高，同时具有节能、环保、防火、防潮、抗震性能好、使用寿命长等特点。此项目技术水平达到了国际领先水平，充分发挥了自主创新技术在我国建筑节能可持续发展工作的促进作用，为建设资源节约型和环境友好型社会提供了科学的技术支撑。 九、项目研制人员分工表
综上所述，项目课题组较好完成了执行期内所有的技术工作。同时，培养了一批技术骨干，提高了企业自主创新能力。 大宗工业固废再生蓝鲸墙板技术研究研究课题组 2016年3月27日
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发表于 2016-5-15 00:24:07
