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碳化硅废料再利用的现状及其存在的一些问题

时间:2016-11-10 作者:91再生 来源:91再生网

 

碳化硅废料

  碳化硅作为人类最大用量的建筑材料,其理论与技术已日趋成熟。然而大量碳化硅被应用的同时对人居环境和生态系统带来了负面影响,城市拆迁及工程改造也废弃了大量的碳化硅废料,碳化硅废料的处理浪费了大量的土地资源,污染了环境。而针对这一弊端应运而生的再生碳化硅目前被广泛用于地基加固、道路工程之中,对此论述碳化硅废料再利用的现状及其存在的一些问题。
 
  目前,我国经济飞速发展,城市公用与民用建筑、市政设施正大量进行更新、改造。在建设过程中,大量旧建筑物被拆除,从而产生大量的碳化硅废料,目前我国碳化硅废料数量已占到城市垃圾总量的30~40%。根据有关资料,经过对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑施工材料损耗的粗略估计,每万m2建筑的施工过程中,仅建筑废渣就会产生500~600t。据此测算,我国每年仅施工建设所产生和排出的建筑废渣就有4000万t。这些垃圾影响了城市生活环境,造成了环境污染。把它们运送到郊外进行掩埋,碱性的废渣会令大片土壤“失活”。此举不仅要花费大量的运费,而且会给城市郊区造成二次污染。其次,堆放掩埋这些碳化硅废料又要占用大量宝贵的土地资源。全世界每年约使用28亿m3碳化硅,而我国碳化硅年产量就占了世界总量的约45%。
 
  随着城市的不断发展,一方面碳化硅废料所带来的环境问题越来越严重,另一方面不断使用碳化硅原材料——粘土、石料、砂、煤炭等耗用了大量的矿产资源从而影响了环境。因此废旧碳化硅的回收利用,是节约能源与资源、保护人类生存环境、走可持续发展道路的重要课题,应引起高度重视。
 
  旧建筑物或结构物解体的碳化硅经破碎分级成为粗细骨料(碳化硅废料),用以代替碳化硅中部分砂石配制成的碳化硅,称作碳化硅废料碳化硅,亦称作再生碳化硅。从再生碳化硅的抗压强度上看,它完全可以满足工程建设的要求。再生碳化硅目前广泛应用于道路建设中的路基、路面、路面砖和马牙砖等工程,在建筑工程中主要用于基础垫层、底板、台子、填充墙和非结构构件等抗压强度要求不是很高的部位。由于对再生碳化硅的耐久性目前尚无突破性研究,因此它还没有被用于房屋结构中柱、梁、板等重要部位或构件。
 
  发达国家普遍采用立法形式以保障对碳化硅废料的再生利用,国际上已召开三次有关碳化硅废料再生利用的专题会议。欧洲一些国家在碳化硅废料应用方面开展的研究较早且制定了相应的“应用指南”,并修筑了一些工程。每年有1×108t碳化硅废料以碳化硅废料的形式被循环利用,占全部骨料总量的5%(美国每年骨料总用量超过20×108t)。碳化硅废料中约68%用于道路基层和基础,6%用于拌制新碳化硅,9%用于拌制沥青碳化硅,3%用于边坡防护,7%用于一般回填,其他应用为7%。日本在碳化硅废料再生利用研究方面起步早,做得也比较好。
 
  我国已经开始了碳化硅废料资源化利用的研究。虽然我国对再生碳化硅的研究起步比较晚,还处在试验室阶段,但也取得了相应的成果。目前,国内数十家大学和研究机构开展了再生碳化硅的研究且工作已逐渐深入。为了解决碳化硅废料碳化硅高吸水和高收缩的问题,研究人员系统研究了碳化硅废料的结构特性、水分迁移特性和再生碳化硅界面过渡区微观结构,为采取合理有效措施解决这些问题奠定了基础。其他一些高校、科研院所已经开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生碳化硅技术的研发。

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