□ 文/許 元 /

浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院

建筑垃圾再生利用技術(shù)及適應性研究

Recycling Technology and Adap tive Research of Construction Waste

□ 文/許 元 /

浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院

建筑垃圾的再生利用是今后建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保的重點領(lǐng)域，本文以循環(huán)經(jīng)濟理論為指導，在明確建筑垃圾分類及再生利用技術(shù)的基礎(chǔ)上，對建筑垃圾的源頭控制減少產(chǎn)生量，支持企業(yè)培育產(chǎn)業(yè)，強化環(huán)保認知，變資源浪費為資源再生等方面展開思考。

國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要中明確提出“推行循環(huán)型生產(chǎn)方式，推進大宗工業(yè)固體垃圾和建筑、道路廢棄物資源化利用。”并且把建筑垃圾綜合利用列為循環(huán)經(jīng)濟的重點發(fā)展工程之一。《國務院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》文件中，節(jié)能環(huán)保是目前重點發(fā)展的七大新型產(chǎn)業(yè)之一，在環(huán)保產(chǎn)業(yè)資源循環(huán)利用領(lǐng)域，重點是廢水、廢氣、固體廢棄物的“三廢”處理，其核心是將廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍匦吕玫馁Y源及將再生資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品。雖然目前建筑垃圾資源化利用存在著政策法規(guī)不完善、管理監(jiān)督不到位、技術(shù)偏理論少應用、利用企業(yè)少沒有形成產(chǎn)業(yè)等諸多問題，但建筑垃圾循環(huán)利用有顯著的社會效益、有巨大的市場空間，建筑垃圾的再生利用必將是今后建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保的重點領(lǐng)域。

一、建筑垃圾概述

建筑垃圾是由開挖地基和道路、拆除舊建（構(gòu)）筑物、建筑施工、生產(chǎn)建材以及裝飾裝修而產(chǎn)生的廢棄材料。主要包括五大類：一是廢棄塊渣料，包括廢混凝土、廢砂漿塊、廢磚瓦、廢陶瓷、廢石灰石膏、廢玻璃、廢砂石、廢渣土等；二是廢棄金屬料，包括廢鋼筋和鋼架、廢鋼門窗、廢電線、廢鐵質(zhì)材料等；三是廢棄竹木料，包括廢竹木、包裝材料、廢紙等；四是廢棄化學料，包括廢塑料管材、廢塑料板材、塑料包裝材料、廢塑鋼門窗、廢瀝青、廢橡膠等；五是有毒有害廢棄料，包括受放射性、重金屬、有機物污染的建筑垃圾。建筑垃圾不僅成分種類多、性質(zhì)復雜，而且數(shù)量巨大，據(jù)國家發(fā)改委文件，截止到2010年建筑垃圾的年產(chǎn)生量達8億噸。由于建筑垃圾中金屬料、竹木料、化學料等的回收與再生利用之間有較大的增值空間，它們在市場中已經(jīng)形成了廢品回收產(chǎn)業(yè)。廢棄塊渣料附加值低，相關(guān)再利用企業(yè)沒有利潤空間，現(xiàn)在由國家包攬?zhí)幚?，目前對其處置的主要方式是露天堆放和填埋。這種傳統(tǒng)而簡單的處置，占用大量土地、破壞土壤結(jié)構(gòu)、污染水域環(huán)境、影響空氣質(zhì)量、破壞市容市貌、惡化城市衛(wèi)生，對環(huán)境造成了廣泛持久的影響。下面就以建筑垃圾中廢棄塊渣料的資源化利用為分析重點。

二、建筑垃圾再生利用技術(shù)分析

建筑垃圾的再生利用在國外發(fā)達國家起步早發(fā)展快，已經(jīng)較為成熟。 近年來，我國在借鑒先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，已經(jīng)在建筑垃圾資源化利用的理論和實驗室研究方面開始一些基礎(chǔ)研究工作，有少數(shù)地區(qū)在政府、研究單位、企業(yè)的共同努力下，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，通過個案工程的應用，開始探索具體的適合我國國情的建筑垃圾資源化利用技術(shù)和管理模式。

根據(jù)建筑垃圾處理手段和利用方式的不同，建筑垃圾資源化利用可以分為二級。初級資源化主要是比較直接的利用，關(guān)鍵工藝是分選技術(shù)與設(shè)備；高級資源化主要是生產(chǎn)建材原料，例再生骨料，進一步用于生產(chǎn)建材產(chǎn)品，關(guān)鍵技術(shù)再生骨料的特性和改性，再生建材的性能和耐久性，生產(chǎn)工藝優(yōu)化和自動化。

1．建筑垃圾的初級資源化利用

廢棄金屬料回爐熔煉重新利用；廢棄竹木料可以利用它的可燃性，進行焚燒以回收能量，還可以制造成刨花板、纖維板等木纖模壓板；廢棄化學料可以與植物纖維合成，制成防水防潮環(huán)保的可以代替木材的塑木復合材料。占建筑垃圾85%的廢棄塊渣料，應該是建筑垃圾資源化考慮的重點，廢棄塊渣料的初級利用，是簡單破碎后，作為回填材料直接應用。例：道路地基填筑、建筑物低洼地基回填、夯擴樁填料、堤壩砌筑、堆砌造景、圍海造田等。河北工專新興科技服務總公司以廢棄塊渣為填料，開發(fā)成功夯擴超短異型樁施工技術(shù)。該項技術(shù)采用強夯工藝和減隔振技術(shù)，經(jīng)重錘夯擴形成擴大頭的鋼筋混凝土短樁，此樁單柱豎向承載力設(shè)計值達500-700kN，用于軟弱地基和松散地基的加固，經(jīng)計算，該項技術(shù)較常規(guī)技術(shù)節(jié)約基礎(chǔ)投資約20%。國外資料顯示，建筑垃圾的回填應用，是目前建筑垃圾的主要應用之一，美國建筑垃圾利用率75%左右，其中現(xiàn)場直接回填利用量及道路和建筑基礎(chǔ)建設(shè)利用量占到總利用量的50%～60%。

2．建筑垃圾的分選技術(shù)及設(shè)備

建筑垃圾分選是資源化利用的基礎(chǔ)，分類到位，后期利用難度小，應用價值高。建筑垃圾量大質(zhì)重，分選工藝應該以機械為主，人工為輔，可以根據(jù)資源化利用要求和建筑垃圾的特點合理選用組合不同設(shè)備。破碎是分選的第一步，德國是世界上對建筑垃圾回收處理時間最早的國家，目前國內(nèi)的破碎設(shè)備大多數(shù)在引進德國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展而來，采用多級粉碎，破碎篩分一體化，一般有：固定式破碎篩分站、輪胎式移動破碎篩分站和履帶式破碎篩分站等。根據(jù)實際情況，分選處理可以選擇在施工現(xiàn)場、垃圾中轉(zhuǎn)場、垃圾受納場，再生利用廠等場所。建筑垃圾破碎后應根據(jù)不同材料的物理性質(zhì)采用不同的分選工藝，金屬料一般采用磁選，根據(jù)物質(zhì)磁性差異通過磁性技術(shù)進行分揀，化學料、竹木料一般采用風選，根據(jù)材料的密度差異通過鼓風技術(shù)進行分揀，廢棄塊渣料的分選主要是根據(jù)顆粒的大小進行篩選。目前國內(nèi)對建筑垃圾中廢棄金屬料、廢棄化學料、廢棄竹木料的分選，還停留在由拆遷人員、拾荒人員手工分揀操作層面。目前，國內(nèi)對分選裝備的研發(fā)和生產(chǎn)還是空白。

3. 再生骨料及應用技術(shù)

再生骨料是由建筑垃圾中廢棄塊渣料破碎而成的顆粒，其中顆徑大于4.75m m的顆粒叫再生粗骨料，顆徑在0.075m m～4.75m m間的顆粒叫再生細骨料，顆徑在0.075mm以下的叫再生微粉。從目前研究來看，再生粗骨料與天然骨料相比，吸水率提高127.6%，含水率提高270.0%，壓碎指標提高42.0%，表觀密度下降10.1% ，由于建筑垃圾成分復雜，且在破碎時顆粒內(nèi)部產(chǎn)生了微裂縫，再生骨料與天然骨料相比性能有較大幅度下降。提高再生骨料的力學性能，通常從下面兩個方向考慮，一是分離廢棄塊渣料中性能相對較高的混凝土塊，單獨收集、破碎成再生骨料，原生混凝土強度越高，破碎后再生骨料性能越好。二是破碎建筑垃圾時，通過機械磨削、加熱磨損等物理方法，磨圓骨料的棱角，磨掉表面附含的砂漿；通過浸漬水泥、粉煤灰、水玻璃、Kim粉等漿液的化學方法，粘合微裂紋，填充孔隙，以提高再生骨料的性能指標。上述對再生骨料強化的方法，做為實驗和個案應用已經(jīng)可行，大規(guī)模生產(chǎn)還存在著操作和成本上的諸多困難。

再生骨料的用途決定了建筑垃圾處理的方法，根據(jù)目前的研究，再生骨料可以用于制備再生混凝土、再生砂漿制品、再生塊體材料等。

再生骨料質(zhì)量對再生混凝土的耐久性有較大影響，由于建筑垃圾廢棄塊渣料來源的多樣性，經(jīng)破碎、篩分、清洗生產(chǎn)的再生骨料，根據(jù)性能指標進行分類。我國技術(shù)規(guī)范規(guī)定，用于結(jié)構(gòu)混凝土的再生粗骨料：Ⅰ類可用于配制各種強度等級的混凝土，Ⅱ類用于配制強度等級C40及以下的混凝土，Ⅲ類用于配制強度等級C25及以下強度等級的混凝土。用于結(jié)構(gòu)混凝土的再生細骨料：Ⅰ類可用于配制強度等級C40及以下的混凝土，Ⅱ類用于配制強度等級C25及以下的混凝土。Ⅲ類再生粗骨料不宜配制有抗凍要求的結(jié)構(gòu)混凝土，Ⅲ類再生細骨料不宜配制結(jié)構(gòu)混凝土，再生骨料不能用于配制預應力混凝土。當再生骨料不符合現(xiàn)行分類標準規(guī)定時，經(jīng)過試驗試配驗證能滿足使用要求，可用于非結(jié)構(gòu)混凝土。再生細骨料可以用于配制砌筑砂漿、抹灰砂漿、地面砂漿，用于地面砂漿時不宜用于地面面層。Ⅰ類可用于配制各種強度等級的砂漿，Ⅱ類用于配制強度等級M 15及以下的砂漿。Ⅲ類用于配制強度等級M 10及以下的砂漿，再生細骨料的取代率不宜大于50%。

再生塊體材料是摻用了再生骨料用于承重或自承重墻體的實（空）心或多孔正六面體的磚或砌塊。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，可分為再生燒結(jié)磚、再生蒸養(yǎng)磚、再生混凝土磚。再生燒結(jié)磚，是以再生微粉及煤矸石等為原料經(jīng)成型和高溫焙燒而成，由于再生骨料塑性指標低，為保證制坯必需的塑性，一般要加入塑性材料，例：粘土，由于粘土一般取自農(nóng)用土，易造成土地的退化和廢棄，并且燒制過程能耗大易污染，背離國家節(jié)能降耗可持續(xù)發(fā)展方向，各地已經(jīng)根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，出臺控制燒結(jié)磚生產(chǎn)的政策。再生蒸養(yǎng)磚以石灰、再生細骨料等為主要原材料，與適量水攪拌，壓制成型后，在高壓養(yǎng)護或常壓養(yǎng)護或自然養(yǎng)護中發(fā)生熱合反應，生成硅酸鹽類膠凝物質(zhì)，形成較強的結(jié)構(gòu)強度，是一種強度高、性能穩(wěn)定的免燒磚，它適用于多層混合結(jié)構(gòu)建筑的承重墻體，是一種優(yōu)良的新型節(jié)能墻材產(chǎn)品。再生混凝土磚以水泥為膠結(jié)材料，再生骨料為集料，根據(jù)需要加入摻合料、外加劑，經(jīng)料漿澆筑、振動成型、養(yǎng)護制成，它具備混凝土產(chǎn)品的特質(zhì)，強度高、品種多、骨料利用面廣而便于就地取材。其中，混凝土實心磚由于它容重大耗材多，現(xiàn)在已經(jīng)在多地限制生產(chǎn)；加氣或泡沫混凝土磚使用礦物微粒，輕質(zhì)多孔、保溫隔熱，一般用于是非承重的填充墻，相對其它墻體材料它的價格較貴。再生混凝土多孔磚，與燒結(jié)磚形似，但性能優(yōu)于燒結(jié)磚，產(chǎn)品強度等級易調(diào)整、施工簡便是新型承重墻體材料。

三、建筑垃圾再生利用的幾點思考

循環(huán)經(jīng)濟是在人、自然資源和科學技術(shù)組成的系統(tǒng)內(nèi)，在資源投入、企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品消費、垃圾丟棄的全過程中，按生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)要素環(huán)狀流動方式建立的新型經(jīng)濟模式。循環(huán)經(jīng)濟指導下的生產(chǎn)活動以資源的充分利用為前題，實現(xiàn)污染的低排放以至零排放，保護生存環(huán)境，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展?！皽p量化、再利用、資源化”是循環(huán)經(jīng)濟的基本原則，對建筑垃圾來說，“減量化”是指在設(shè)計、施工、建材產(chǎn)品等生產(chǎn)過程中減少資源消耗和垃圾產(chǎn)生，是應該優(yōu)先實施的原則；“再利用”是指將建筑垃圾的全部或部分直接作為產(chǎn)品或者經(jīng)翻新后繼續(xù)作為產(chǎn)品使用；“資源化”是指將建筑垃圾直接作為原料進行再生利用。循環(huán)經(jīng)濟理論指導下，建筑垃圾的循環(huán)利用不再是建筑垃圾產(chǎn)生后，再進行加工處理的末端回收利用，而是從源頭控制開始，進行全過程的管理，充分利用。

1、源頭控制，減少建筑垃圾的產(chǎn)生量

通過科學管理和有效的控制措施，在建筑垃圾形成之前，就使其減量化，可以采取的措施有：

一是提高建筑物的耐久性和平均壽命，英國建筑的壽命是132年，美國是74年，而我國只有30年，除了施工中提高質(zhì)量，嚴防“樓歪歪”、“樓脆脆”、“樓倒倒”發(fā)生，保證建筑物的耐久性，更要杜絕隨意拆建，樹立規(guī)劃的長期性和權(quán)威性，嚴禁“形象工程”、“政績工程”，避免朝令夕改。迫不得已拆除舊建筑物時，以末端處理方式為分類原則，合理選擇拆毀和解構(gòu)程序，框架和門窗等可以直接利用的盡量保持原狀；有毒有害部分預先拆除，單獨處理，以減少有害物處理費用；優(yōu)先考慮就地利用和回收，便于資源化處理實現(xiàn)分類收集。

二是從設(shè)計和選材開始，就應該采取減少建筑垃圾量的各項措施，例：優(yōu)化建筑設(shè)計，選用盡可能減少垃圾量產(chǎn)生的設(shè)計方案，同時避免邊設(shè)計、邊施工、邊修改；選用環(huán)保節(jié)能的建材，杜絕偷工減料、以次充好，增加材料的使用年限，選用材料考慮將來的維修和改造，以至將來拆除時的再生問題。

三是施工中要推廣節(jié)能降耗的建筑新技術(shù)和新工藝，提高施工精度，避免修補帶來的材料浪費、鑿除產(chǎn)生的建筑垃圾。要加強施工現(xiàn)場管理，提高施工人員的節(jié)約意識，避免由于施工現(xiàn)場技術(shù)交底不詳細，工人技術(shù)不過關(guān)而造成的返工，建筑材料預算不準確而造成的剩料，建材質(zhì)量有問題、責任心不強、操作不當而產(chǎn)生的廢料。

2、支持企業(yè)培育產(chǎn)業(yè)， 助推建筑垃圾的再利用

與天然骨料相比，再生骨料的制備增加了回收、運輸及管理費用，在天然砂石價廉量大的情況下，再生制品企業(yè)沒有利潤空間，沒有發(fā)展動力，所以國內(nèi)建筑垃圾資源化利用的專業(yè)企業(yè)數(shù)量少規(guī)模小，年生產(chǎn)能力100萬噸以上的企業(yè)不到20家，而德國上規(guī)模企業(yè)有200余家，在柏林就有20多家。要改變這一現(xiàn)狀，國家要著力保障大力扶持。法律上明確規(guī)定，建設(shè)部2005年頒布了《城市建筑垃圾管理規(guī)定》，多地也制定了建筑垃圾處置的地方性規(guī)定，但是這些法規(guī)缺乏整體性和強制性，無法為進一步開展建筑垃圾再生利用提供法律上的保障，國家要盡快出臺建筑垃圾處置的強制性條例、完善建筑垃圾利用環(huán)境污染控制標準、在建設(shè)項目環(huán)評內(nèi)容中增加建筑垃圾處理內(nèi)容等專項法律，政策上鼓勵扶持，利用貼現(xiàn)撥款、低息和無息貸款等金融優(yōu)惠政策，發(fā)揮財政資金的帶動作用；通過增加填埋稅、焚燒稅、天然建材稅等稅種，減免再生利用企業(yè)的稅費等稅收傾斜政策，調(diào)控產(chǎn)業(yè)鏈的利益分配。經(jīng)濟上杠桿調(diào)節(jié)，提高天然砂石資源的使用價格，對建筑垃圾產(chǎn)生單位實行收費制度。技術(shù)上研究支持，研究機構(gòu)與企業(yè)密切合作，共同研究開發(fā)適用于工業(yè)化生產(chǎn)的再生利用技術(shù)，為企業(yè)開展建筑垃圾循環(huán)利用提供技術(shù)支持?？傊尷a(chǎn)生者擔責任、付代價，讓建筑垃圾利用企業(yè)有利潤、能生存，促進資源化利用向規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

3、強化環(huán)保認知，變資源浪費為資源再生

建筑垃圾的資源化綜合利用是建設(shè)環(huán)境友好型社會的必然要求，通過宣傳、措施、行動，讓全社會了解建筑垃圾再生利用的重要性，讓民眾認識到建筑垃圾是可利用的城市礦產(chǎn)資源，是人類生存可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。國家在出臺兩項產(chǎn)品標準一項行業(yè)標準的基礎(chǔ)上，全面制定利用建筑垃圾生產(chǎn)建材的生產(chǎn)標準和技術(shù)規(guī)范，資源化生產(chǎn)企業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，力求品種更多樣、性能更優(yōu)越、銷價更合理、使用更方便，使再生建材產(chǎn)品更有競爭力。政府部門要率先使用綠色建材產(chǎn)品，消除人們對再生材料的“不安全”“不環(huán)?！钡姆N種顧慮，引導鼓勵完善機制，提高全社會綜合利用建筑垃圾的積極性。

略