广州大学 广东广州 510006
摘要:随着我国城镇化进程和汽车工业飞速发展,越来越多的建筑垃圾和废旧轮胎亟需得到妥善处理,以免占用耕地、污染环境。建筑垃圾和废旧轮胎的资源化利用问题受到社会越来越广泛的关注。将废旧轮胎加入建筑垃圾形成加筋体,提高建筑垃圾的整体强度,同时消纳两种固废,具有良好的经济、社会和生态效益。
关键词:轮胎片;环保;效益
引言
现代化进程速度越来越快,伴随着土木工程的快速发展,资源大量消耗和建筑垃圾的排放给社会与自然带来严重的负担。全世界百分之四十的资源被建筑业消耗,美国国家财产总量的百分之七十都集中在混凝土建筑物上。建造新的建筑物、危房拆迁和旧楼翻新修补等过程中,都会产生一定数量的建筑垃圾。据有关统计显示,在建筑垃圾产生与排放方面,施工过程中通常拆除一平方米就可产生0.5m3~1m3的建筑垃圾。如今土地资源紧张,这些建筑垃圾不经过任何处理随意堆放,侵占可用土地资源的同时还会对环境造成污染。国民对汽车需求量伴随着中国经济的快速发展剧增,每年生产的汽车轮胎总量也是大幅度增加,更换下的废旧轮胎量逐年升高。如今,整个中国的废旧轮胎总量已超过两亿条。废旧汽车轮胎随意堆放对人类健康、植物生长造成很大影响,严重时会破坏自然环境,甚至危及地球生态环境。废旧轮胎一般是在露天环境中大量堆积,经过长时间的日晒雨淋,很容易滋生蚊虫、病菌,威胁人类的身体健康在。废旧轮胎经过长时间的消解过程后,轮胎中重金属元素渗透进地表,容易对地下水造成污染。
1建筑垃圾分类
二十一世纪,我国城镇化进程和汽车工业飞速发展,每年剧增的建筑垃圾和废旧轮胎亟需得到妥善处理,以免占用耕地、污染环境。建筑垃圾处理是世纪各国都在面临的问题,上世纪八十年代开始,一些欧美发达国家已经在建筑垃圾的减排与合理再生利用等方面做出许多工作,并达到了一定的效果。目前,这些发达国家在建筑垃圾处理方面积累了大量经验,同时为了保证建筑垃圾资源再利用等相关工作能有效的进行,制定了较为完善可行的政策法规体系。 根据建筑垃圾的成分,主要将建筑垃圾分成四种再生资源:
(1)废旧砖瓦资源化
将废旧砖瓦筛选、破坏后,作为筛分骨料,与水泥进行拌和,加工成再生砌块,可以用于铺地、砌筑墙体以及边坡草坪维护等。
(2)废旧混凝土资源化
废旧混凝土经过破碎、清洗后筛分,按照一定比例配成不同等级的骨料,代替砂石骨料与水泥混合,生产成再生混凝土。再生混凝土可以用于路堤、路面等施工工程,也可用于建筑工程中对抗压强度要求不高的部位。
(3)废旧路面材料的资源化
废路面材料中的沥青废料经过筛选、清洗后,加工分解后可用于热拌沥青路面铺筑,也可加工分解为冷拌材料,用于修补路面、人行道与匝道。
(4)废旧建筑木料资源化
废旧木料可以加工生产成复合材料与纤维,用于修补沥青路面开裂,而且废木料与黏土、水泥混合后可以生产黏土混凝土。
2建筑垃圾运用及研究现状
(1)建筑垃圾应用于地基处理
近年来,我国对建筑垃圾处理越来越重视,建筑垃圾用于地基处理方面已经取得一定的成果。杨书遂等(1995)通过在重锤夯实后的软土基坑里填筑建筑垃圾后再次夯实,计算得出加固后的软土地基承载力满足低于7层楼承载力的设计参数要求。崔振才等(1996)通过模糊理论设计出最佳的建筑垃圾加固软土地基的施工方案。李成武等(1998)详细介绍建筑渣土桩加固软土地基的施工工艺。
任振甲等(2001)通过重锤冲孔夯扩垃圾挤密桩治理软土地基的工程实例,分析得出重锤冲夯扩垃圾挤密桩可以使地基承载力提高1倍。张春燕等(2001)利用建筑垃圾夯扩桩处理某软弱地基,通过试验数据对比分析,得出采用建筑垃圾夯扩桩来处理软弱地基效果最好,同时详细介绍了建筑垃圾夯扩桩处理软弱地基的设计方案以及施工工艺。
(2)建筑垃圾应用于路堤填料
建筑垃圾由于其材料本身特性,作为路堤填料时级配较差,且相对于石料而言强度较低,要应用于路堤填筑时应加入一定量良性土进行改良。近年来,建筑垃圾在应用于路堤填筑方面取得了一定成果。鲁飞(2005)通过实验室测试与现场工程实例,简单处理后的建筑渣土性能稳定,强度高,满足路堤填筑承载要求。李又云等(2013)通过室内试验与现场试验,分析建筑渣土最佳含水量与最大干密度,得出处理后的建筑渣土强度高、稳定性好。聂梦强等(2017)利用筛选好的建筑垃圾加工成颗粒代替碎石骨料,与石灰、黏土按照一定比例混合铺筑路基垫层。通过研究各项参数对不同配比的混合料抗压强度的影响,得出某配比下混合料试块的抗压强度满足二级及二级以下公路路基垫层的强度要求。建筑垃圾路堤填筑陈荣刚(2010)通过分析建筑渣土级配特征与颗粒组成后,对建筑渣土进行现场振动压实试验,得出碾压11遍时路堤密实度最大。徐宝龙(2011)通过建筑垃圾加固路堤现场试验,提出具体的施工工艺与方案,得出强夯法加固效果最好。
3 轮胎加筋土的研究现状
汽车工业的飞速发展伴随着大量废旧轮胎的产生,废旧轮胎的大量增加给资源和环境带来巨大的压力。目前,废旧轮胎主要回收或利用途径有翻新、胶粉、再生胶、热能利用、热解等。将废旧轮胎切割成碎片状,以一种新的形式用于加筋,可以很明显的提高材料的强度。废旧轮胎具有韧性、不易破碎的特性,在自然界中不易腐烂分解,是加筋工程的优良材料,国内外学者围绕废旧轮胎复合土开展了系列研究。国外早已把废旧轮胎作为加筋材料进行研究,Foose等在砂土中加入轮胎碎片,通过试验得出,加入轮胎碎片能有效的提高试验的剪切强度和抗变形能力。Ghazavi等在砂土中掺入不同尺寸、不同含量的轮胎碎片,通过大型直剪试验得出混合土剪切强度变化规律及混合砂土的变形性质。Hataf通过一系列的模型试验,研究不同轮胎碎片含量对承载力的影响。分析得出轮胎碎片可以提高砂土的承载力,轮胎片掺入砂土中与砂土作用,不仅施加咬合力,和砂土作用也会产生摩擦力,限制砂土位移,保持稳定性。Yeo Won Yoon把废旧轮胎加工编织成平面结构,研究结果表明编制的平面结构能有效的提高地基承载力。国内学者围绕废旧轮胎复合土开展了系列研究。李朝晖等在黄土中加入不同含量的轮胎颗粒,得出了不同颗粒含量时的击实指标。李丽华等通过加筋边坡模型试验,得出轮胎加筋可显著地降低靠近轮胎单元附近的附加应力,减小路堤沉降。张正甫等总结不同粒径的轮胎颗粒在路面沥青、水泥混凝土和不同土体中的作用机理和改良效果,发现废旧轮胎碎片用于道路工程不仅解决其造成的环境问题,获得环境效益和经济效益,磨成胶粉加入路面沥青可以提高沥青的使用性能和使用年限,还可提升砂性土的抗剪强度,改善黏性土的黏聚力和渗透性。
4结束语
我国橡胶资源十分匮乏,每年国内橡胶消耗量的一半左右需要从国外进口,目前,我国还未确立明确的规章制度来规范管理废旧轮胎,废旧轮胎处理给我国环保带来重大的环保压力。废旧轮胎在自然界中性质稳定,制成轮胎片加筋建筑垃圾后可以改善土体的强度。合理的变废为宝,保护环境的同时大大节省工程成本。
参考文献
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作者简介
潘添(1994-),男,汉族,江西上饶人,广州大学硕士研究生,研究方向:建筑与土木工程。