■ 本报通讯员 郭建忠
在我国铁路版图不断延伸、总里程已突破16万千米的高速发展中,一条隐藏在铁轨背后的隐形挑战——铁路道床废弃砟土的处置问题,曾如同一道难以逾越的鸿沟,横亘在铁路绿色发展的道路上。
如今,在国家能源集团,一场“生态革命”正在铁轨之下生根发芽。在位于内蒙古包头市铁路装备陕西分公司闸瓦厂的一处面积仅550平方米的闸瓦存放场,1.38万块浅灰色砖块整齐码放,它们看似寻常,却暗藏玄机——这些砖块的原料,全部来自铁路道床清筛后的废弃砟土。
自2024年以来,铁路装备牵头攻关铁路废弃砟土综合利用关键技术取得重大突破。通过自主研发的清筛砟土免烧砖制备技术,成功实现废弃砟土100%资源化综合利用,破解轨道交通固废处理难题,为我国铁路绿色可持续发展贡献了“国能方案”。
破局:推动废料实现华丽转身
道床废弃砟土,就是对铁路线路进行清筛养护作业时产生的废旧料。在列车运行中,砟道床受到钢轨与轨枕的联合作用造成道砟磨耗,从而产生碎小石砟和粉化物。这些混杂着碎石、粉尘的混合物一旦板结,便会引发道床弹性丧失、排水功能瘫痪,成为威胁行车安全的“隐形炸弹”。
铁路装备年均线路清筛350千米、道岔清筛200余组、隧道清筛10千米,所产生的废弃砟土每年达20万吨。但目前国内对于清筛作业后废弃砟土的处置尚未形成统一有效的办法,因此,如何有效处置清筛砟土成为亟待解决的难题。经过研究,铁路装备发现,废弃砟土并非简单的工业废料,而是可深度开发的“城市矿山”资源。于是,铁路装备成立多部门协同的专项工作组和专门的科研攻关团队,探索废弃砟土“变废为宝”的有效路径,系统开展废弃砟土全生命周期管理研究,努力构建起全链条解决方案。
创新:突破关键技术“点”砟成砖
向创新要思路,向科技要答案。为了攻克难题,铁路装备设置 “重载铁路废弃清筛砟土综合利用关键技术研究” 科研项目,在砟土特性与分类、固化技术、无害化处理、资源化利用方式、设备与生产线等领域开展系统性研究。经过研究,铁路装备探索出将清筛砟土制砖的技术路径,于是,铁路装备按下了攻克技术难关的 “快进键”。
在原料处理环节,研发团队深入研究砟土的物理化学特性,对不同来源、不同状态的砟土进行严格筛选与分级,依据颗粒特性分类存储,确保原料的质量和稳定性。在新型材料研制方面,基于天然矿物结晶原理,团队选用多种天然矿物材料,通过精细分级、调配且超细研磨、活化处理,研制出一种新型高性能矿物基类固化剂,作为开发矿物基类胶凝材料外加剂。就近选取一定比例黏土或黏性土,经科学调配和制作形成一种专用的新型矿物基类胶凝材料。
在生产工艺方面,团队首先通过对原状砟土破碎筛分,使其粒径达到压制成砖的工艺要求,通过反复试验,确定固化剂与砟土的精确配比,确保材料间充分反应以增强强度。一定比例的砟土和胶凝材料经过搅拌混合,进入压制环节,利用先进设备,精准控制压力与时间,使产品成型致密。研发团队将质量把控贯穿全程,通过运用智能检测设备实时监测产品尺寸、强度等指标,一旦出现偏差即可调整。
经过不懈努力,自主研发的清筛砟土免烧砖制备技术取得重大突破,攻克废弃砟土再利用难题,成功将废弃砟土转化为可利用的混合材料构件,制成的砌块、护坡面板等免烧产品达到建筑材料标准,实现废砟的资源化、无害化综合利用。“我们探索的技术,实现了对清筛废弃砟土的全固废处置,资源化利用率可达100%,目前国内重载铁路暂无清筛废弃砟土的免烧制砖材料和工艺,属于行业首创。”铁路装备公司科信部马子钦骄傲地说道。
拓局:“一块砖”撬动铁路绿色变革
砟土免烧砖技术的成功研发,如同一颗恣意生长的种子,一经孕育便迸发出无限的能量,不仅可有效减少砟土运输和排放对环境造成的污染,还实现资源的就地转化和循环利用,提升铁路装备在铁路线路清筛施工领域的核心竞争力,为企业绿色发展注入新动能。
截至4月底,铁路装备根据技术研发成果,已完成彩色路沿砖、普通承重砌块、大型护坡挡板等21种常用工业砖样构件试制,其抗压强度、抗折强度、抗渗、抗冻、环保相关等检测均符合工业标准,且强度大于普通板砖。
这一技术不仅解决了铁路装备砟土处置的难题,还将为铁路装备带来可观的经济效益。清筛砟土按照建筑垃圾合规处置的话,每吨费用约90元,集团铁路每年产生的20万吨砟土处置费用每年约1800万元。若全部实现清筛砟土制砖,经测算,每吨砟土可生产通用建筑用砖约380块,按普通砖市场价每块0.3元测算,20万吨砟土生产的砖块售价约2280万元,预计每年可盈利1900万元。综合测算,每年可产生效益约6400万元。
目前,我国拥有10.4万千米有砟铁路,每年清筛作业产生巨量废弃砟土,铁路装备的砟土免烧砖技术,为这些巨量废弃砟土找到出路和归宿,也为铁路行业解决砟土堆放或填埋土地占用、环境污染等难题提供“国能方案”。