القيمة المزدوجة لاختيار المعدات المناسبة ومراقبة الجودة لسحق وإعادة استخدام كتل الأسمنت

في مجال استغلال موارد نفايات البناء، أصبحت إعادة تدوير كتل الأسمنت والحصى عنصرًا أساسيًا في الاقتصاد الدائري. وتشمل تطبيقاتها بناء الطرق، وإنتاج الخرسانة، ومواد البناء، وغيرها. يؤثر اختيار الآلات ومراقبة الجودة بشكل مباشر على أداء المواد المعاد تدويرها وفوائدها الاقتصادية. يركز التحليل المنهجي التالي على ثلاثة أبعاد: اختيار معدات التكسير، وقيمة تطبيق إعادة التدوير، ومراقبة الجودة.

أولًا: استراتيجية اختيار معدات التكسير
‌1. السيناريوهات المناسبة لمعدات التكسير التقليدية
‌
كسارة الفك: باعتبارها المعدات الأساسية في مرحلة التكسير الأولية، توفر نسبة تكسير تتراوح بين 1:6 و1:8، ويمكنها تكسير كتل الأسمنت بأبعاد 1.2 متر × 1.5 متر إلى جزيئات أصغر من 60 سم. على سبيل المثال، في مشروع إعادة بناء طريق سريع، حققت كسارة فكية واحدة من نوع PE900 × 1200 قدرة معالجة يومية تبلغ 800 طن، باستهلاك 18 كيلوواط ساعة/طن فقط. فتحة التفريغ القابلة للتعديل هيدروليكيًا (تتراوح بين 50 و250 مم) تتيح التحكم الدقيق في حجم جزيئات التفريغ، مما يقلل من التكسير الزائد. كسارة التصادم: يتم تحقيق التكسير الدقيق من خلال تأثير المطارق والاصطدام بألواح التصادم. المنتج النهائي مكعب الشكل، ويحتوي على رقائق أقل من 10%. في مصنع خرسانة تجاري، زاد الحجر المكسر بسمك 5-25 مم، الذي أنتجته كسارة التصادم PF-1315، من قوة ضغط الخرسانة C30 بنسبة 8% بعد 28 يومًا. يضمن قطر دوارها البالغ 1320 مم وسرعتها البالغة 750 دورة في الدقيقة توازنًا بين التكسير الفعال وانخفاض استهلاك الطاقة.

2. المزايا المبتكرة لمعدات التكسير المتنقلة

تدمج محطات التكسير المتنقلة عمليات التغذية والتكسير والغربلة والنقل. يسمح هيكلها الزاحف (قدرة التسلق ≥ 30 درجة) بالنقل السريع إلى مواقع الهدم. على سبيل المثال، يُخفّض نظام الدفع المزدوج الديزل والكهربائي في Keestrack R6e استهلاك الطاقة بنسبة 35% ويُبقي انبعاثات الغبار أقل من 10 ملغم/م³. في مشروع لتطهير الأراضي في منطقة شيونغان الجديدة، طبّقت محطة التكسير المتنقلة عمليةً مُغلقةً تتضمن "تكسيرًا في الموقع - فرزًا فوريًا - إعادة استخدام مباشرة"، مما خفّض تكاليف النقل بنسبة 60%.

ثانيًا: استكشاف قيمة تطبيقات المواد المعاد تدويرها
‌1. المواصفات الفنية لتحضير الخرسانة

يجب أن يتوافق الركام المُعاد تدويره المسحوق مع معايير GB/T 25177-2010:
‌التحكم في حجم الجسيمات‌: استخدم تدرجًا مستمرًا بقطر 5-31.5 مم، بحيث يُمثل 5-10 مم 30%، و10-20 مم 50%، و20-31.5 مم 20%. وقد أظهرت الاختبارات التي أُجريت في أحد معاهد الأبحاث أن هذا التدرج يُحسّن قابلية تشغيل الخرسانة بنسبة 15%، محققًا 98% من قوة التحمل التصميمية لمدة 28 يومًا.
‌التحكم في محتوى الطين‌: يُمكن لعملية تنظيف بثلاث مراحل (الغسل المسبق، والفرك، والشطف) أن تُقلل محتوى الطين من نسبة أولية قدرها 3.2% إلى 0.8%. في مشروع ناطحة سحاب شاهقة الارتفاع في شنتشن، حققت الخرسانة القابلة للضخ C50، والمُحضرة من ركام مُعاد تدويره ونظيف، معدل فقدان انكماش أقل بنسبة 40% مقارنةً بالركام الطبيعي.
‌2. معايير تطبيق هندسة الطرق
‌المادة الأساسية: يجب أن يحقق الحجر المكسر بسمك 20-40 مم قيمة CBR ≥ 80% وقيمة سحق ≤ 25%. في مشروع تجديد وتوسعة طريق بكين-شنغهاي السريع، استُخدمت طبقة أساسية مكونة من 30% من الحجر المكسر المُعاد تدويره، مما حقق قوة ضغط غير محصورة لمدة 7 أيام بلغت 4.2 ميجا باسكال، أي بانخفاض 18% في التكلفة مقارنةً بالمواد التقليدية.

طبقة أساسية نفاذة: بخلط الحجر المكسر أحادي الحجم بسمك 10-20 مم مع ركام ناعم بسمك 5-10 مم بنسبة 7:3، يمكن تحقيق معامل نفاذية للماء يبلغ 2.5 × 10⁻² سم/ثانية، مما يُلبي متطلبات بناء المدن الإسفنجية.

٣. تحسين أداء مواد البناء
الطوب النفاذ: عند استخدام الركام المُعاد تدويره كمواد خام، يجب ضبط نسبة الماء إلى الأسمنت عند ٠.٣٢-٠.٣٥، وضغط الصب ١٥ ميجا باسكال. أظهرت الاختبارات أنه عند وصول معدل استبدال الركام المُعاد تدويره إلى ٦٠٪، يبقى معامل نفاذية الماء عند ١.٨ مم/ثانية، وتصل قوة الانحناء إلى ٤.٥ ميجا باسكال. إنتاج البلوك: باستخدام تقنية صب الضغط الاهتزازي، عندما يكون محتوى الركام المُعاد تدويره ٥٠٪، تكون قيمة انكماش تجفيف البلوك ٠.٤٥ مم/م، وهو ما يتوافق مع معيار GB/T ١١٩٦٨-٢٠٢٠.

ثالثًا: مؤشرات مراقبة الجودة الرئيسية
‌١. حجم الجسيمات والخصائص الهندسية
الحد الأقصى لحجم الجسيمات: وفقًا للمجلة JGJ 52-2006، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لحجم جسيمات الركام المُعاد تدويره ربع ارتفاع العارضة، وأن يكون ≤ 25 مم؛ أما بالنسبة لمكونات البلاطة، فيجب ألا يتجاوز ثلث سُمك البلاطة، وأن يكون ≤ 15 مم.

تحسين التدرج: بناءً على حسابات منحنى فولر، تكون قابلية تشغيل الخرسانة مثالية عند التحكم في معامل نعومة الخرسانة بين 3.0 و3.5. وقد أظهر تطبيق مشروع أن التدرج المُحسّن يُحسّن تماسك الخرسانة ويُقلل من انفصالها بنسبة 70%.

2. التحكم في المواد الخطرة

محتوى الرقائق الإبرية: يُشير تحليل الصور إلى أنه عندما يتجاوز المحتوى 15%، تنخفض سيولة الخرسانة بنسبة 20%. يُمكن للتكسير الثانوي (كسارة فكية + كسارة مخروطية) أن يُقلل محتوى الرقائق الإبرية من 25% إلى 12%. مؤشر قابلية السحق: بالنسبة للخرسانة التي تقل درجة حرارتها عن 60 درجة مئوية، يجب أن تكون قابلية سحق الحجر الجيري ≤ 12%، وقابلية سحق الجرانيت ≤ 10%. استخدم مشروع محطة طاقة نووية ركام الجرانيت المُعاد تدويره بنسبة سحق 8%، مما أدى إلى إنتاج خرسانة C60 بقوة تحمل تبلغ 68 ميجا باسكال لمدة 28 يومًا.

٣. توافق نوع الصخور

مزايا الحجر الجيري: يتوافق رقمه الهيدروجيني (pH) (٧.٢-٧.٨) بشكل كبير مع منتجات ترطيب الأسمنت، ومعدل تمدده في تفاعل القلويات مع الركام أقل من ٠.٠٥٪. في تصنيع الأنابيب المغمورة مسبقًا لجسر هونغ كونغ-تشوهاي-ماكاو، حققت الخرسانة البحرية C50، المُنتجة باستخدام ركام الحجر الجيري المُعاد تدويره، مقاومة لنفاذية أيونات الكلوريد بلغت ١.٢ × ١٠⁻¹²م²/ثانية.

خصائص الجرانيت: تتراوح صلادته على مقياس موس بين ٦ و٧، مما يجعله مناسبًا للخرسانة فائقة القوة. في هندسة أساسات برج شنغهاي، حققت الخرسانة C80، المُنتجة باستخدام ركام الجرانيت المُعاد تدويره، معامل مرونة قدره ٣٨ جيجا باسكال، بزيادة قدرها ٥٪ عن الركام الطبيعي. رابعًا. التحليل الفني والاقتصادي
لنأخذ خط إنتاج الركام المُعاد تدويره كمثال، بإنتاج سنوي يبلغ 500,000 طن:

الاستثمار في المعدات: تبلغ تكلفة خط التكسير الثابت (كسارة فكية + كسارة مخروطية + غربلة) حوالي 8 ملايين يوان، بينما تبلغ تكلفة محطة التكسير المتنقلة حوالي 12 مليون يوان. ومع ذلك، يوفر النظام المتنقل مليوني يوان من تكاليف تجهيز الموقع و3 ملايين يوان من تكاليف النقل سنويًا.

تكاليف التشغيل: تبلغ تكلفة إنتاج الركام المُعاد تدويره 28 يوانًا للطن (بما في ذلك التكسير والغربلة والتنظيف)، أي أقل بمقدار 15 يوانًا للطن من الركام الطبيعي. وبافتراض توفير 3 يوانات لكل طن من الركام المُعاد تدويره بدلاً من الركام الطبيعي، يبلغ التوفير الضريبي السنوي 1.5 مليون يوان.

الفوائد البيئية: كل 10,000 طن من نفايات البناء المُعالجة تُقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 120 طنًا، وتوفر 50 طنًا من الفحم القياسي. بعد التنفيذ، حصل مشروع الحديقة الصناعية على شهادة البناء الأخضر من فئة ثلاث نجوم وحقق 800 ألف يوان من إيرادات تداول حصص الكربون السنوية.