“我們這條路改造后一點積水沒有了，路面干凈了不少，去年7月連續(xù)暴雨也沒出現(xiàn)往年那種出行不便的情況。”在江蘇省張家港市梁豐路開商鋪的余女士說。
2020年6月~10月，張家港市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局對梁豐路（東環(huán)路—園林路段）進行了海綿化改造，將路面及其周邊雨水進行系統(tǒng)化徑流組織設(shè)計，通過商鋪雨水立管斷接、排水瀝青路面鋪設(shè)、透水鋪裝的鋪設(shè)，結(jié)合側(cè)石開孔和排水盲管鋪設(shè)，將雨水徑流引入側(cè)分帶改造成的生物滯留帶、街邊綠地改造成的雨水花園等海綿設(shè)施，實現(xiàn)街區(qū)雨水全徑流控制，就地對雨水進行滯蓄、凈化，改善了周邊環(huán)境，為居民生活、出行提供了便利，形成功能與景觀融合的生態(tài)宜居街區(qū)。此次改造最大的特點就是在機動車道、停車場創(chuàng)新探索采用鋼渣排水瀝青，在人行道采用鋼渣制品透水磚。鋼渣排水瀝青混合料的空隙率達到20％左右，滲水量每15秒達到1200毫升，可實現(xiàn)透水和強度雙達標，是張家港市乃至蘇州市首條鋼渣排水瀝青道路，為鋼渣材料、產(chǎn)品在海綿城市建設(shè)中的運用提供了范例。
鋼渣是鋼鐵生產(chǎn)過程的主要副產(chǎn)品之一，產(chǎn)生量約為粗鋼產(chǎn)量的8%~15%，中國鋼鐵行業(yè)每年產(chǎn)生的鋼渣數(shù)量近1億噸，鋼渣的利用一直是鋼鐵行業(yè)的痛點和難點。為了拓展鋼渣的應(yīng)用領(lǐng)域、提高鋼渣材料的附加值，張家港市本著“全面促進資源節(jié)約集約利用，推動各種廢棄物和垃圾集中處理和資源化利用”原則，引導、鼓勵江蘇沙鋼集團有限公司（以下簡稱沙鋼集團）、江蘇永鋼集團有限公司（以下簡稱永鋼集團）等鋼鐵企業(yè)在鋼渣利用方面不斷加大研發(fā)和再生利用力度。
張家港市以科學構(gòu)建海綿城市格局為目標，緊緊圍繞海綿城市建設(shè)任務(wù)，政府主動作為，創(chuàng)新舉措，吸引社會資本參與海綿城市建設(shè)，以城市發(fā)展新理念帶動當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展，蘇州市海綿辦、張家港市海綿辦會同張家港市生態(tài)環(huán)境局、交通運輸局、城投集團深入本地企業(yè)調(diào)研，帶著需求主動對接沙鋼集團和永鋼集團兩家鋼鐵企業(yè)，充分利用張家港市現(xiàn)有傳統(tǒng)建材行業(yè)協(xié)同處置固體廢棄物優(yōu)勢，加強政策引導，推進企業(yè)與科研院校研發(fā)合作，發(fā)展利廢型海綿建材產(chǎn)品，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級。沙鋼集團和永鋼集團積極響應(yīng)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，緊抓海綿城市建設(shè)契機，成立鋼渣綜合利用聯(lián)合攻關(guān)小組，研究鋼渣作為骨料在透水鋪裝方面的應(yīng)用。
透水鋪裝是實現(xiàn)“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字箴言中“滲”的主要手段，即通過鋪裝透水材料實現(xiàn)雨水就地下滲，減少地面徑流。透水鋪裝的核心點是既要有連續(xù)孔隙、保持透水，又要滿足強度和承載力的基本功能要求，克服連續(xù)孔隙與強度的矛盾關(guān)系是實現(xiàn)透水鋪裝及海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵。經(jīng)回收、去害、磁選、破碎、篩選等環(huán)節(jié)處理合格后作為骨料的特種鋼渣集料，具有微孔、毛糙面、硬度高等特性，以此作為骨料制成鋼渣透水混凝土能有效解決透水鋪裝的孔隙與強度的矛盾關(guān)系。大量的研究表明，并不是所有的鋼渣都可以作為透水骨料，鋼渣中游離氧化鈣、氧化鎂等不穩(wěn)定成分的含量成為主要限制因素。鋼渣綜合利用聯(lián)合攻關(guān)小組通過優(yōu)化鋼渣熱悶工藝，實現(xiàn)鋼渣中游離氧化鈣和游離氧化鎂的快速消解，經(jīng)第三方權(quán)威機構(gòu)檢測，經(jīng)過處理的鋼渣游離氧化鈣含量小于3%，完全滿足應(yīng)用要求。
鋼鐵企業(yè)聯(lián)合高校及科研院所深入開展“鋼渣在道路工程領(lǐng)域高效綜合利用技術(shù)的研究”，結(jié)果表明，集料化的鋼渣可在整個集料范圍內(nèi)取代碎石用于道路的面層、水穩(wěn)層和基層，鋼渣摻加量可達50%以上；粒徑為5~10毫米和10~15毫米的鋼渣集料可100%替代石料生產(chǎn)的傳統(tǒng)混凝土，用于海綿城市建設(shè)。
為加快推進鋼渣材料在海綿城市建設(shè)中的示范引領(lǐng)應(yīng)用，張家港市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定了梁豐路（東環(huán)路—園林路段）作為鋼渣材料和產(chǎn)品應(yīng)用的海綿化改造示范路段，道路全長401.24米，改造面積1.116萬平方米，在機動車道、停車場采用鋼渣排水瀝青，在人行道采用鋼渣制品透水磚，鋼渣排水瀝青混合料的空隙率達到20％左右。鋼渣排水瀝青原材料采用規(guī)格為5~10毫米和10~15毫米的鋼渣產(chǎn)品，細集料采用石灰?guī)r石屑，礦粉采用石灰?guī)r經(jīng)磨細得到的礦粉，添加劑采用高黏度瀝青改性劑，摻量為油石比的8%，鋼渣添加量高達80%。鋼渣瀝青混合料的試驗結(jié)果顯示：穩(wěn)定度為9.1千牛，飛散率為7.3%，膨脹量為0.5%，性能指標滿足技術(shù)要求。
建成后，相關(guān)部門對排水瀝青路面進行了現(xiàn)場壓實度檢測和透水性能測試，壓實度平均值達到95.8%，實測透水率達到每15秒1200毫升。
根據(jù)人行步道、廣場等透水結(jié)構(gòu)和施工特點，企業(yè)也逐步形成了以鋼渣和建筑垃圾為主要原料制備再生砌塊和鋪磚的應(yīng)用技術(shù)，通過篩分、拌合、壓制成型、養(yǎng)護窯養(yǎng)護，采用鋼渣顆粒46%、建筑再生骨料38%、固化材料及添加劑16%的原料組成，固體廢棄物全量化替代天然石英砂骨料，抗壓強度可達到40~60兆帕、抗折強度大于3.2兆帕；15攝氏度條件下透水磚的透水系數(shù)大于0.02厘米每秒，防滑行系數(shù)不小于65，產(chǎn)品完全可用于海綿城市建設(shè)。
測算梁豐路鋪裝成本，同樣是攤鋪400米長的排水瀝青道路，鋼渣比傳統(tǒng)玄武巖節(jié)省了10%的成本，實現(xiàn)了經(jīng)濟與環(huán)保的雙重效益。
基于基礎(chǔ)研究，結(jié)合實體工程驗證，目前沙鋼集團和永鋼集團兩家鋼鐵企業(yè)在鋼渣應(yīng)用方面形成了《鋼渣、碎石水穩(wěn)基層施工技術(shù)規(guī)程》《鋼渣瀝青混凝土路面施工技術(shù)規(guī)程》《鋼渣透水混凝土路面的施工技術(shù)規(guī)程》《鋼渣集料在公路工程中應(yīng)用施工技術(shù)規(guī)程》《鋼渣路面結(jié)構(gòu)及其施工方法》《鋼渣路面結(jié)構(gòu)》《鋼渣在城鎮(zhèn)道路瀝青路面中的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》《鋼渣在城鎮(zhèn)道路路面基層中的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》等江蘇省地方標準和企業(yè)標準。
2021年，鋼渣集料及其產(chǎn)品得到推廣應(yīng)用，由張家港市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局公用事業(yè)管理處實施的城區(qū)背街小巷改造工程、萬紅小學南側(cè)廣場及周邊道路海綿化改造工程、張家港市青少年社會實踐基地2號樓南側(cè)廣場海綿化改造工程中應(yīng)用了鋼渣透水混凝土、鋼渣透水瀝青、鋼渣透水磚等鋼渣產(chǎn)品。
隨著鋼渣在新應(yīng)用方向上的突破，鋼渣排水瀝青及制品、鋼渣集料的市場化應(yīng)用，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。以張家港市及周邊地區(qū)為例，每年可消耗110萬噸鋼渣用于替代砂石骨料，可減少10萬噸水泥生產(chǎn)，減少向空氣中排放二氧化碳近12萬噸，同時減少了近20萬噸砂石的開采。通過鋼渣在道路工程等方面的應(yīng)用推廣，可實現(xiàn)預期經(jīng)濟效益每年5000萬元以上，鋼渣在道路工程應(yīng)用前景廣闊，鋼渣替代傳統(tǒng)骨料符合國家“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見以及國家“雙碳”戰(zhàn)略。
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