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《四川建材雜志》2014年第四期
1資源利用的綠色化
1.1機制砂的利用機制砂是經除土處理,由機械破碎,篩分制成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒。可用于制備的機制砂原料除了天然巖石外,還包括礦山尾礦和工業廢渣。研究和應用表明,機制砂易于滿足不同砂漿品種對細骨料的級配要求,可以有效地代替天然河砂用于干混砂漿的制備。且生產機制砂的資源充足,生產加工的綜合能耗低,對環境影響較小,有利于工業廢渣的處置和合理利用。配制干混砂漿所用的機制砂最好選用反擊破碎或研磨工藝制備,其顆粒接近球狀或方形,針片狀顆粒含量不宜超過10%;使用礦山尾礦和工業廢渣制備的機制砂,應注意監控其有害物質含量,確保滿足GB/T14684-2011《建設用砂》和GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中的要求;在機制砂干混砂漿配合比設計時,骨粉比不宜高于80%;由于機制砂配制砂漿的和易性不如天然河砂,在配制MU15以下強度等級的砂漿時,宜添加部分天然細砂或礦物摻合材以改善砂漿的和易性;配制MU15以上強度等級的砂漿,可全部采用機制砂。生產機制砂過程中產生的石粉,可以部分用于砂漿的配制。
1.2廢渣類摻合料的利用在水泥砂漿體系中,礦物摻合料的加入不僅有利于水化和強度的形成,對于增加體系的堆積密度、降低孔隙率,改善密實度和工作性都有較大的作用。干混砂漿生產中可摻加多種具有一定活性的礦物摻合料,其中粉煤灰、礦渣粉、鋼渣粉、磷渣粉等工業廢渣經適當加工后,作為輔助膠凝材料用于干混砂漿的配制,可以在一定程度上減少水泥用量,還能改善砂漿的性能。水泥是高能耗高排放的產品,即使按照目前新型干法生產水平,其單位產品能耗也在100kgce/t左右,除煅燒用能產生碳排放,在生產過程中石灰石分解還有大量的碳排放,其單位產品的碳排放也高達750kg/t以上。因此在砂漿生產中合理減少水泥用量,無疑也是綠色生產的重要措施。研究和生產應用表明,粉煤灰、磨細礦渣粉、鋼渣微粉等作為干混砂漿摻合料,在抹灰砂漿、砌筑砂漿和地面砂漿產品中已經得到成功應用,實現了良好的經濟效益和社會效益。近年來,四川省攀西地區利用鋼鐵工業產生的高鈦重礦渣制備細骨料替代天然河砂用于干混砂漿也取得了良好的效果。需要注意的是,不同礦物摻合料摻入比例及其搭配方式,將影響到砂漿產品的早期強度、后期強度和耐久性,在投入工業生產前必須進行全面細致的驗證。
1.3建筑垃圾再生細骨料的利用目前我國建筑垃圾產生的數量已占城市垃圾總量的30%~40%,絕大部分建筑垃圾未經過任何處理,就被運往郊外露天堆放或是填埋。近年來,對建筑垃圾進行處理和有效利用問題,已經受到普遍關注。通過分選、破碎、篩分,將建筑垃圾加工成可用于混凝土和砂漿的再生骨料,是建筑垃圾處置利用的有效途徑。再生細骨料的成分比較復雜,既有廢舊混凝土中水泥石破碎形成的顆粒,也有其中天然骨料破碎形成的顆粒,還有燒結磚以及砂漿破碎后形成的顆粒,因而其表面粗糙,棱角較多,導致再生骨料與天然骨料存在著明顯的差異。試驗表明,再生細骨料與天然河砂的主要差異在于,前者的堆積密度約為后者的78%~85%,而孔隙率則比后者大25%~35%,特別是吸水率遠遠高于后者50%以上。從其微觀形態上看,再生細骨料表面有較多的孔洞和微裂紋存在,且其內部也存在較多的孔洞,這就導致再生細骨料的吸水率遠遠大于河砂,在制備干混砂漿時增大了用水量,這是在配方設計時要考慮的重要因素之一。此外,廢砂漿顆粒在攪拌過程中還會進一步破碎,改變實際級配,影響砂漿性能,這是另一個重要的影響因素。
2生產過程的綠色化
2.1節約能源的措施干混砂漿生產和物流過程主要能耗品種是電、煤(天然氣)、汽油(柴油)和水。目前各企業之間因生產規模、設備配置和能源管理水平等方面的差異,單位產品能耗也有很大的差別。減少能源消耗,首先要重視生產線設計,從工藝設計、裝備選型和節能措施等方面制定系統化的方案,減少不合理設計、不合理布局和不合理選型造成運行能耗的增加;其次要加強能源管理,建立和完善能源計量等手段,加強重點用能設備和工序的監控,加強生產流程的有序化管理;再者要因地制宜,就近利用可替代原料,增加機制砂的比例,以降低天然砂烘干過程和遠距離運輸過程中能源的消耗。
2.2減少污染的措施干混砂漿生產企業的原料堆場、砂處理工段、粉料輸送、攪拌混合和成品輸送及成品包裝等環節,存在不同程度的粉塵排放,應當采用主動降塵的手段,分別對原料堆場、砂處理工段和塔樓采取半封閉或全封閉的措施;在制砂、篩分、提升、料倉、加料口、混合機、過渡倉、散裝頭和包裝機等部位設置不同類型的除塵裝置。粉塵排放限值應當滿足國家標準《大氣污染物綜合排放標準》中的規定。此外,對破碎、烘干、篩分、提升、輸送、混合、包裝和收塵等產生噪聲的設備,應當采取合理的隔聲措施,降低強噪聲對作業人員和周邊居民工作及生活的影響。排放限值應當滿足GB12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》中的規定。
3物流過程的綠色化
3.1包裝方式干混砂漿生產原料和成品的運輸有散裝和袋裝兩種方式。以水泥為例,袋裝產品在裝卸和運輸過程中會產生粉塵排放,對環境和人員健康造成不良影響。包裝袋的生產消耗了資源,也造成大量的浪費。成品砂漿的包裝、裝卸和運輸也有相同的問題。提高物流過程的綠色度,首先要限制袋裝水泥的使用;其次要加大散裝砂漿使用的比例,對于面向家裝和零售市場的干混砂漿產品,應當采用可重復使用、易于回收的包裝方式,減少傳統包裝袋的使用。
3.2產品均勻度由于干混砂漿中各種原料密度、顆粒大小和流動性等方面的差異,在生產和運輸過程中受重力等因素的影響,會不同程度的造成產品的離析,從而影響砂漿拌合物的均勻性和穩定性,甚至導致工程質量事故。應當在配方設計中,充分考慮生產工藝裝備和運輸方式的影響,選擇滿足SB/T10546質量要求的運輸工具,控制移動筒倉的容積并合理設置導料管,采用適宜的放料方式,加強對產品均勻度的監控,確保產品應用環節品質的穩定性。
4施工應用過程的綠色化
4.1機械化抹灰工程現場采用機械化抹灰施工是降低勞動力消耗和人工成本、提高勞動生產率的有效措施,同時也可以減少現場落地灰的產生,降低單位面積抹灰墻面的材料消耗。提高綠色化的主要措施為:一是在砂漿制造環節通過合理選用原料和添加劑,控制物料級配、改善拌合物的流變性能,生產出兼具良好泵送性能和抗流墜性能的產品;二是研究干粉砂漿和砂漿拌合物輸送技術和適應水泥基干混砂漿特點的輸送設備、噴涂設備和施工工藝,提高砂漿施工效率和施工質量水平。
4.2薄層砌筑和抹灰傳統的砌筑抹灰,由于受制于墻體塊材的尺寸精度和砌筑施工操作的水平,墻面平整度難以達到規范要求,從而導致厚縫砌筑、厚層抹灰的現象普遍存在。砌筑灰縫過厚容易導致墻體抗剪能力的下降,抹灰層過厚又容易引起墻面開裂。目前,一些墻體材料生產企業已經開發出能滿足精細化砌筑和抹灰要求的產品,通過薄層砌筑和薄層抹灰專用干混砂漿的配合,可以滿足提高工程質量和裝修水平的需求,同時可以顯著減少單位面積的砂漿消耗量,助力于砂漿應用環節的綠色化。
5結語
干混砂漿的綠色化是一個系統工程,需要政策、資源、技術、標準等多方面的支撐,需要科研、生產、應用等多個環節的協調與合作,只有各方達成共識,共同努力,才能推進干混砂漿行業的可持續發展。
作者:呂萍秦鋼單位:四川省建材工業科學研究院