建設(shè)生態(tài)節(jié)能城市-論建筑固體廢棄物的可循環(huán)再利用.doc

建筑固體廢棄物的可循環(huán)再利用1. 研究意義建筑垃圾指人們?cè)趶氖虏疬w、建設(shè)、裝修、修繕等建筑業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的渣土、廢舊混凝土、廢舊磚石及其他廢棄物的統(tǒng)稱。按產(chǎn)生源分類，建筑垃圾可分為工程渣土、裝修垃圾、拆遷垃圾、工程泥漿等；按組成成分分類，建筑垃圾中可分為渣土、混凝土塊、碎石塊、磚瓦碎塊、廢砂漿、泥漿、瀝青塊、廢塑料、廢金屬、廢竹木等。隨著中國城市化進(jìn)程的不斷加快，大量的建筑不僅在向城市周邊新區(qū)出現(xiàn)，同時(shí)老城區(qū)也面臨著拆遷改造的問題。在這個(gè)過程中，城市面貌得到了提升，人民的生活水平得到了提高。但同時(shí)也產(chǎn)生大量的建筑垃圾，雖然大多數(shù)建筑垃圾無毒無害，但若簡單填埋，不僅影響城市環(huán)境、浪費(fèi)土地資源，還會(huì)造成巨大的能源和資源的浪費(fèi)。目前，我國建筑垃圾的數(shù)量已占城市垃圾總量的30%-40%。據(jù)有關(guān)資料介紹，經(jīng)對(duì)磚混結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等建筑的施工材料損耗的粗略統(tǒng)計(jì)，在每萬平方米建筑的施工過程中，僅建筑廢渣就會(huì)產(chǎn)生500600噸。若按此測算，我國每年僅施工建設(shè)所產(chǎn)生和排出的建筑廢渣就超過1億噸，加上建筑裝修、拆遷、建材工業(yè)所產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量將達(dá)數(shù)億噸。到2020年，我國還將新增建筑面積約300億平方米，新產(chǎn)生的建筑垃圾將是一個(gè)令人震撼的數(shù)字。然而，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地費(fèi)、垃圾清運(yùn)費(fèi)等建設(shè)經(jīng)費(fèi)，同時(shí)，清運(yùn)和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚(yáng)等問題又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。就淮安市而言，市委市政府提出了建設(shè)新型生態(tài)城市的目標(biāo)，要讓淮安成為碧水綠城，但目前淮安正處于工業(yè)化發(fā)展的中后期，城市建設(shè)正處于快速時(shí)期，城市中建筑垃圾的產(chǎn)生和排出數(shù)量在快速增長。建筑垃圾已經(jīng)造成了城市土地、資源的緊張局面，嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，搞好建筑垃圾的再生利用迫在眉睫。該怎樣處理和利用這些建筑垃圾，是一個(gè)越來越值得關(guān)注的社會(huì)課題。合理利用建筑垃圾事關(guān)到社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，也是建設(shè)淮安生態(tài)文明的重要舉措。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀上海市第二建筑工程公司曾在市中心的“華亭”和“霍蘭”兩項(xiàng)工程的7幢高層建筑的施工過程中，將結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾，經(jīng)分揀、剔除并把有用的廢渣碎塊粉碎后，與標(biāo)準(zhǔn)砂按11的比例拌合作為細(xì)骨料，用于抹灰砂漿和砌筑砂漿，砂漿強(qiáng)度極高。此項(xiàng)試驗(yàn)共計(jì)回收利用建筑廢渣480噸，與此同時(shí)，還節(jié)約了大量的砂子材料費(fèi)和垃圾清運(yùn)費(fèi)。北京城建(集團(tuán))一公司先后在9萬平方米不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑施工過程中，回收利用各種建筑廢渣840余噸，用于砌筑砂漿、細(xì)石混凝土樓地面和混凝土墊層，使用面積達(dá)3萬多平方米，節(jié)約了大量資金。通過建筑垃圾的綜合利用，這兩家建筑施工企業(yè)在施工現(xiàn)場只需配置1臺(tái)或數(shù)臺(tái)粉碎機(jī)，即可將建筑垃圾中的廢渣就地處理、就地使用，大大減輕了外運(yùn)負(fù)擔(dān)，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。清華大學(xué)土木工程系閻培渝教授認(rèn)為，這樣“通過綜合利用建筑垃圾技術(shù)，可使建筑垃圾的再生利用率達(dá)到100%”。某重工企業(yè)生產(chǎn)的移動(dòng)破碎站在四川省綿陽市江油地區(qū)生產(chǎn)了50萬噸環(huán)保再生建材。這些由大地震產(chǎn)生的建筑垃圾轉(zhuǎn)化而來的再生建材，足夠蓋起8000多套100多平米的農(nóng)民住房。發(fā)達(dá)國家建筑垃圾廢棄物資源化再生利用已經(jīng)取得了巨大成就。據(jù)有關(guān)資料顯示，日本建筑垃圾資源化率達(dá)到98，上世紀(jì)70年代就制定了再生骨料和再生混凝土的應(yīng)用指南。另外，日本科技廳已經(jīng)把再生利用技術(shù)定為未來30年十大最新興技術(shù)之一。歐盟國家平均綜合利用率已經(jīng)超過了70。3. 主要研究內(nèi)容3.1國內(nèi)垃圾處理方法中國垃圾處理起步較晚，近年來，隨著技術(shù)條件的成熟，城鎮(zhèn)建筑垃圾處理水平得到了提高，但垃圾處理的投入與垃圾處理的需求相比仍明顯不足，垃圾處理的水平還很低，還處于由粗放到處理的發(fā)展階段。3.1.1填埋方法目前我國建筑垃圾的常用處理方法是少部分回收利用，絕大部分進(jìn)行混合收集將其填埋地下。但也造成了嚴(yán)重的危害：首先是占用大量土地。僅以北京為例，據(jù)相關(guān)資料顯示：奧運(yùn)工程建設(shè)前對(duì)原有建筑的拆除，以及新工地的建設(shè)，北京每年都要設(shè)置二三十個(gè)建筑垃圾消納場，造成不小的土地壓力。其次是造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。建筑垃圾中的建筑用膠、涂料、油漆不僅是難以生物降解的高分子聚合物材料，還含有有害的重金屬元素。這些廢棄物被埋在地下，會(huì)造成地下水的污染，直接危害到周邊居民的生活。再次是破壞土壤結(jié)構(gòu)、造成地表沉降。垃圾填埋8米后加埋2米土層，但土層之上基本難以重長植被。而填埋區(qū)域的地表則會(huì)產(chǎn)生沉降和下陷，要經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 3.1.2綜合處理方法一種是一般建筑垃圾綜合處理方法：首先將拆除建筑物、房屋裝修和改造道路中產(chǎn)生的建筑垃圾用車運(yùn)到處理場所，然后，用人工的辦法將建筑垃圾中的可直接再生利用的物質(zhì)，如金屬材料、木質(zhì)類材料和塑料類材料分選歸類，直接供給相應(yīng)的公司進(jìn)行處理。對(duì)建筑垃圾中的大塊廢混凝土、廢磚、大理石等物質(zhì)，利用大型破錘或破碎機(jī)破碎至粉碎機(jī)所能粉碎的尺寸，一般為小于100毫米，然后用石料粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎至建筑所需的石子、砂子，再將上述混合物用多層分級(jí)篩分級(jí)成合符建筑標(biāo)準(zhǔn)的粗石子、細(xì)石子、粗砂子、細(xì)砂子，以及泥砂等再生材料。另一種是比較先進(jìn)的再生技術(shù)，這種技術(shù)可使建筑垃圾零浪費(fèi)。 我國目前的建筑垃圾再生利用已經(jīng)有了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，無論是實(shí)驗(yàn)室的研究還是市場應(yīng)用都有了一定成果。建筑垃圾中的部分廢棄物經(jīng)分揀、剔除或粉碎后，大多可以作為再生資源重新利用，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可利用途徑有：磚、石、混凝土等廢料經(jīng)粉碎后、分選成粗細(xì)骨料，替代天然骨料來配制混凝土、道路基層材料，可以代砂，用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、打混凝土墊層等，還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品。鋼門窗、廢鋼筋、廢鐵絲、鐵釘、鑄鐵管、黑白鐵皮、廢電線和各種廢鋼配件等金屬等經(jīng)分揀、集中、重新回爐后，后送有色金屬冶煉廠或鋼鐵廠回?zé)?，可以再加工制造成各種規(guī)格的鋼材；廢磚瓦經(jīng)清理可以重新使用。廢瓷磚、陶瓷潔具經(jīng)破碎分選、配料壓制成型生產(chǎn)透水地磚或燒結(jié)地磚。廢玻璃篩分后送微晶玻璃廠或玻璃廠做原料生產(chǎn)玻璃或生產(chǎn)微晶玻璃。木屋架、木門窗可重復(fù)利用或經(jīng)加工再利用，或用于制造中密度纖維板，廢竹木材則可以用于制造人造木材。3.2建筑垃圾的成分分析3.2.1建筑施工垃圾在施工現(xiàn)場中，不同結(jié)構(gòu)類型建筑物所產(chǎn)生的建筑施工垃圾各種成分的含量有所不同，但其主要成分一致，主要有散落的砂漿和混凝土、剔鑿產(chǎn)生的磚石和混凝土碎塊、打樁截下的鋼筋混凝土樁頭、廢金屬料、竹木材、各種包裝材料，約占建筑垃圾總量的80%，其它垃圾成分約占20%，表3.1中列出了不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工地中建筑施工垃圾組成比例和單位建筑面積產(chǎn)生的垃圾量。表3.1 建筑施工垃圾數(shù)量和組成（%）垃圾成分建筑施工垃圾組成比例垃圾成分磚混結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)碎磚（砌塊）305015301020砂漿81510201020混凝土81515301535樁頭-815820包裝材料5155201020屋面材料252525鋼材152828木材151515其他102010201020合計(jì)100100100垃圾產(chǎn)生量（kg/m2）5020040150401503.2.2建筑拆除垃圾舊建筑拆除垃圾相對(duì)建筑施工單位面積產(chǎn)生垃圾量更大，舊建筑物拆除垃圾的組成與建筑物的結(jié)構(gòu)有關(guān)：舊磚混結(jié)構(gòu)建筑中，磚塊、瓦礫約占80%，其余為木料、碎玻璃、石灰、渣土等，現(xiàn)階段拆除的舊建筑多屬磚混結(jié)構(gòu)的民居；廢棄框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑，混凝土塊約占50%60%，其余為金屬、磚塊、砌塊、塑料制品等，舊工業(yè)廠房、樓宇建筑是此類建筑的代表。隨著時(shí)間的推移，建筑水平的越來越高，舊建筑拆除垃圾的組成會(huì)發(fā)生變化，主要成分由磚塊、瓦礫向混凝土塊轉(zhuǎn)變。根據(jù)對(duì)國內(nèi)舊建筑拆除垃圾的組成統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果見表3.2。表3.2 施工和拆除過程中建筑垃圾組成比例比較（%）建筑垃圾成分垃圾組成比例施工過程拆除過程混凝土碎末19.899.27鋼筋混凝土33.118.25塊狀混凝土1.110.9泥土、灰塵11.9130.56石塊、碎石11.7823.78瀝青1.610.13磚6.335竹、木料7.4610.83玻璃0.20.56砂子1.441.7金屬3.414.36其他2.024.57總計(jì)1001003.3建筑垃圾固體廢棄物的開發(fā)利用經(jīng)過對(duì)建筑垃圾中固體廢棄物的分析和對(duì)綜合處理方法的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)建筑垃圾中的部分廢棄物經(jīng)分揀、剔除或粉碎后，大多可以作為再生資源重新利用。雖然有些材料的使用有一定的限制，但是通過了解性能可以避免劣勢(shì)，合理使用。下面就逐一說明各種材料的使用范圍和限制條件。（1）建筑垃圾中磚、瓦經(jīng)清理可重復(fù)使用,廢磚、瓦、混凝土經(jīng)破碎篩分分級(jí)、清洗后作為再生骨料配制低標(biāo)號(hào)再生骨料混凝土，用于地基加固、道路工程墊層、室內(nèi)地坪及地坪墊層和非承重混凝土空心砌塊、混凝土空心隔墻板、蒸壓粉煤灰磚等生產(chǎn)。（2）再生骨料組份中含有相當(dāng)數(shù)量的水泥砂漿，致使再生骨料孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低。這些都將導(dǎo)致所配混凝土拌合物流動(dòng)性差，混凝土收縮值、徐變值增大，抗壓強(qiáng)度偏低，限制了該混凝土的使用范圍；（3）建設(shè)工程中的廢木材，除了作為模板和建筑用材再利用外，通過木材破碎機(jī)，弄成碎屑可作為造紙?jiān)匣蜃鳛槿剂鲜褂茫蛴糜谥圃熘忻芏壤w維板；（4）廢金屬、鋼料等經(jīng)分揀后送鋼鐵廠或有色金屬冶煉廠回?zé)?；?）廢玻璃分揀后送玻璃廠或微晶玻璃廠做生產(chǎn)原料；（6）廢油氈填埋處理；基坑土及邊坡土送燒結(jié)磚廠生產(chǎn)燒結(jié)磚，碎石經(jīng)破碎、篩分、清洗后做混凝土骨料。具體見表3.3表3.3 建筑垃圾再生利用方法垃圾成分再生利用方法開挖泥土堆山造景、回填、綠化用碎磚瓦砌塊、墻體材料、路基墊層混凝土塊再生砼骨料、路基墊層、碎石樁、行道磚、砌塊砂漿砌塊、填料鋼材再次使用、回爐木材、紙板復(fù)合板材、燃燒發(fā)電塑料粉碎、熱分解、填埋瀝青再生瀝青砼玻璃高溫熔化、路基墊層其它填埋3.4建筑垃圾固體廢棄物利用的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析在國內(nèi)，經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐，建筑垃圾中的固體廢棄物處理已經(jīng)具備了一定的條件。某些廠家已經(jīng)開發(fā)出適應(yīng)現(xiàn)場條件的移動(dòng)式粉碎機(jī)，有些公司利用粉碎后的材料成功研制出符合國家規(guī)范要求的建材產(chǎn)品。經(jīng)過移動(dòng)式破碎站的處理，建筑垃圾可以根據(jù)需要，處理成各種骨料；利用建筑垃圾中的渣土可制成渣土磚；利用廢磚石和砂漿與新鮮普通水泥混合再添加輔助材料可生產(chǎn)輕質(zhì)砌塊；利用廢舊水泥、磚、石、沙、玻璃等經(jīng)過配制處理，可制作成空心磚、實(shí)心磚、廣場磚和建筑廢渣混凝土多孔磚等環(huán)保型磚塊，其產(chǎn)品與粘土磚相比，具有抗壓強(qiáng)度高、抗壓性能強(qiáng)、耐磨、吸水性小、質(zhì)輕、保溫、隔音效果好等優(yōu)點(diǎn)。過去50年，我國至少生產(chǎn)了200億立方米黏土磚制品，50年后大都將轉(zhuǎn)化為建筑固體廢棄物。經(jīng)權(quán)威部門計(jì)算，與實(shí)心黏土磚相比，同樣是生產(chǎn)1.5億塊標(biāo)磚，使用建筑垃圾制磚，可減少取土24萬立方米，節(jié)約耕地約180畝。同時(shí)可消納建筑垃圾40多萬噸，節(jié)約堆放垃圾占地160畝，兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)約土地340畝。此外，在制磚過程中，還可消納粉煤灰4萬噸，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.5萬噸，減少燒磚排放的二氧化硫360噸。而且，建筑垃圾中的廢混凝土塊、廢磚石、砂漿、渣土經(jīng)破碎篩分和粉磨等一定的工序后還可以作為再生骨料的材料來源。廢混凝土塊經(jīng)破碎篩分得到粗骨料和細(xì)骨料，粗骨料可作為碎石直接用于地基加固、道路和飛機(jī)跑道的墊層、室內(nèi)地坪墊層；細(xì)骨料用于砌筑砂漿和抹灰砂漿，若將磨細(xì)的細(xì)骨料作為再生混凝土添加料可取代10%30%水泥和30%的砂子；廢舊瀝青混凝土塊的再生骨料可鋪在下層做墊層，也可部分摻入到新的瀝青混凝土中利用；對(duì)濕潤的砂漿混凝土可通過沖洗，將其還原為水泥漿、石子和砂進(jìn)行回收；碎磚塊可作為粗骨料攪拌混凝土，可作為地基處理；地坪墊層的材料，若將磨細(xì)的廢磚粉利用硅酸鹽熟料激發(fā)，經(jīng)磨細(xì)免燒可制成砌筑水泥；渣土可用于綠化、回填還耕和造景用土等。建筑垃圾經(jīng)移動(dòng)式粗碎碎石機(jī)鄂破移動(dòng)破碎站破碎，細(xì)碎碎石機(jī)反擊式移動(dòng)破碎站粉碎，然后振動(dòng)篩篩分，篩分出各種大小的顆粒，然后就可以用到不同的領(lǐng)域，如鋪路，建筑使用砂等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，某重工企業(yè)生產(chǎn)的移動(dòng)破碎站在四川省綿陽市江油地區(qū)利用大地震產(chǎn)生的建筑垃圾生產(chǎn)了50萬噸環(huán)保再生建材。這些由轉(zhuǎn)化而來的再生建材，足夠蓋起8000多套100多平米的農(nóng)民住房。國內(nèi)某企業(yè)推出的城市建筑垃圾處理工藝，根據(jù)不同用戶需求調(diào)整出料粒度，對(duì)于混合廢棄物中的金屬硬質(zhì)物輕質(zhì)物通過破碎后進(jìn)行有效的分離，如廢塑料，廢紙，布條，木料，金屬，粉塵進(jìn)行集中分類收集。該城市建筑廢棄物處理系統(tǒng)，使得資源再利用建筑廢棄物分離出的各種物料，替代傳統(tǒng)石灰土路基層、礫石砂墊層、水穩(wěn)碎石基層；利用建筑廢棄物制成的窨井蓋，落水箅子、行道、樹池護(hù)板、墻體材料、保溫隔離材料等在各地區(qū)得到了廣泛運(yùn)用。4. 結(jié)論及展望4.1結(jié)論根據(jù)我國現(xiàn)有的建筑垃圾處理狀況，結(jié)合本市的實(shí)際情況，我覺得在對(duì)建筑垃圾處理上需要注意以下幾個(gè)重要問題： （1）高度重視，切實(shí)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。建筑垃圾的處理和回收利用是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到社會(huì)的各個(gè)層面，該如何處理就需要有組織進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，各建筑施工有關(guān)單位要站在講政治、講大局、講穩(wěn)定的高度，進(jìn)一步統(tǒng)一思想，提高認(rèn)識(shí)，分工負(fù)責(zé)，齊抓共管；要建立健全建筑垃圾設(shè)置與管理專項(xiàng)方案，對(duì)工地內(nèi)建筑垃圾廢棄物的產(chǎn)生、防塵措施、處置等實(shí)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一管理。 （2）提高建筑垃圾的技術(shù)處理水平。目前，我國建筑垃圾的處理仍停留在較低水平。城市建筑垃圾除廢舊鋼筋等部分材質(zhì)被回收外，大多是將未經(jīng)處理的建筑垃圾直接運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放或以直接填埋的方式進(jìn)行處理。缺乏對(duì)建筑垃圾的有效技術(shù)處理。尤其是對(duì)建筑垃圾做混凝土骨料必需破碎、篩分分級(jí)、清洗堆存的技術(shù)國內(nèi)企業(yè)還有待加強(qiáng)研究。城市相關(guān)部門應(yīng)盡快幫助協(xié)調(diào)并依靠企業(yè)技術(shù)研發(fā)解決在建設(shè)垃圾處理等方面存在的技術(shù)問題。（3）降低建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染。我國建筑垃圾處理技術(shù)及回收利用率較低，建筑垃圾大部分被運(yùn)往垃圾填埋場堆放或填埋，不但占用了大量寶貴的耕地，而且對(duì)土壤、水源、植被等自然環(huán)境造成了相當(dāng)大的危害。同時(shí)，在運(yùn)輸過程中給城市環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，嚴(yán)重影響了城市環(huán)境和城市形象。所以對(duì)于那些分揀出來不能利用的垃圾要合理處置，把對(duì)環(huán)境的污染降到最低。（4）政府要為建筑垃圾處理提供資金保障。建筑垃圾廢料不是商品，本身是沒有價(jià)值的，只有經(jīng)過加工處理再利用后才會(huì)產(chǎn)生新的價(jià)值。在建筑垃圾的回收處理利用過程中，常常使處理單位無利潤可圖，缺少了積極性，直接影響利用工作的進(jìn)行，因此必須由政府通過某種渠道在利用過程中給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助。（5）建立健全