建筑廢料的回收處理方法及利用途徑_西歐研究文獻(xiàn)及資料綜述_圖文

1、2009年第 2期綜述%建筑廢料的回收處理方法及利用途徑西歐研究文獻(xiàn)及資料綜述李密芳（西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院，陜西文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A西安710061）中圖分類號(hào)：TU522.0文章編號(hào)：1001-6945（2009）02-0038-091建筑廢料的回收及加工處理方法建筑廢料中最主要的組分是損壞的混凝土和拆除的墻體另一種是固定式的建筑廢料回收處理工廠。在固定式的處理工廠中，一般有兩級(jí)破碎設(shè)備，如顎式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)；并有專門的分離工序，如在輸送帶上借助于氣力或濕洗的方法將不希望有的材料人離出去；該類工廠中還配備有分類設(shè)備，如用顛簸振動(dòng)設(shè)備對(duì)輕質(zhì)材料如木材、塑料、紙片等及有輕度污染的物質(zhì)的分類和分

2、離；破碎后的物料還可被分成不同用途、不同粒徑的無機(jī)混合集料，如德國在固定式的建筑廢料回收處理工廠中，按照德國標(biāo)準(zhǔn)2，3材料（燒結(jié)磚、砌塊、砂漿等）。拆下的這兩種材料不能直接利用，需要經(jīng)過一定的分離和加工程序。也就是說回收建筑廢料的可應(yīng)用性能取決于回收材料的來源、種類及所使用的加工處理技術(shù)。因此在建筑物拆除時(shí)就應(yīng)當(dāng)按照不同材料的大類進(jìn)行初步分離，可提前將不希望有的小部分材料如木材、塑料、紙張、玻璃、金屬等清除出去，對(duì)建筑物主體的大宗材料可按以下大類將其區(qū)分開來分別拆除和回收：混凝土材料。主要是指梁、板、柱、地面等；較純的燒結(jié)磚瓦廢料。屋頂更換時(shí)的廢瓦片，或是預(yù)先將外墻材料及內(nèi)隔墻材料分類并分別拆

3、除，以便得到較純的燒結(jié)磚瓦廢料；主要是燒結(jié)磚的墻體材料。燒結(jié)磚砌體廢料中不可避免的含有砂漿和抹灰（粉刷）材料。燒結(jié)磚砌體廢料中含有砂漿和抹灰（粉刷）材料量的多少與建設(shè)時(shí)的使用量有關(guān)。但在這一部分砌體廢料中燒結(jié)磚的組分最大可占有95%（重量比），平均也占到80%；其他墻體廢料。其他墻體廢料如混凝土砌塊、輕質(zhì)混凝土、灰砂磚、粉煤灰磚、加氣混凝土、墻地磚、各類板材等。道路、橋梁、水利工程等的廢料主要是混凝土，一般不需分類拆除。因此這類廢料在西歐的回收利用率也最高，主要是用于道路的墊層及回填。目前西歐用于建筑廢料回收處理的工廠（站）基本有兩種形式：一種是可移動(dòng)的建筑廢料回收處理站，由初級(jí)篩分設(shè)備、反擊

4、式破碎機(jī)、磁力除鐵器和必要的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備組成?？梢苿?dòng)的建筑廢料回收處理站可在拆除現(xiàn)場或附近地區(qū)，或是在需要用加工后廢料的施工現(xiàn)場對(duì)拆下的廢料分門別類地進(jìn)行加工處理。運(yùn)送來的建筑廢料由初級(jí)篩分設(shè)備將其分為兩部分，篩上粗料送入破碎機(jī)進(jìn)一步破碎，破碎后的材料經(jīng)磁力除鐵器除去塊狀鐵質(zhì)物質(zhì)。這些處理設(shè)備一般安裝在汽車上，該種可移式建筑廢料回收處理站的示意圖見圖1。DIN4226的要求將回收的建筑廢料加工成為0mm32mm ，0mm 45mm ，0mm65mm 的無機(jī)混合集料，并可提供用于特殊需要場合的、有要求級(jí)配的顆粒狀集料，如0mm8mm ，8mm16mm ，16mm32mm 的級(jí)配集料等，可用于混凝土、

5、輕質(zhì)混凝土、混凝土砌塊、建筑用砂漿、噪音防護(hù)墻、墻板、水泥摻和料、運(yùn)動(dòng)場地、燒結(jié)墻體材料產(chǎn)品、土壤改良、基礎(chǔ)工程、防凍工程、筑壩填充、綠化種植等多種用途。該種固定式的建筑廢料回收處理工廠的示意圖見圖2。圖1可移式建筑廢料回收處理站的示意圖圖2固定式的建筑廢料回收處理工廠的示意圖38www.brick-2009Brick &Tile綜2回收建筑廢料的性能述表22009年第 2期純燒結(jié)磚廢料和墻體材料廢料的表觀密度及加工成顆粒狀態(tài)時(shí)的密度表觀密度/g/cm3加工的顆粒狀密度/g/cm 3純燒結(jié)磚廢料平均值最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)離差為了使從建筑廢料中回收加工生產(chǎn)的材料有著特定的用途，就必須對(duì)回收加

6、工生產(chǎn)的材料的性能有充分、詳細(xì)的了解。由于建筑廢料成分的多樣性，如果對(duì)從建筑廢料所加工生產(chǎn)的材料性能缺乏正確的、全面的了解時(shí)，就會(huì)限制對(duì)建筑廢料回收利用方法的開發(fā)或是會(huì)影響正確的回收和實(shí)際應(yīng)用。因我國在建筑廢料回收利用方面研究極少，目前還不能夠用確切的數(shù)據(jù)來描述我國建筑廢料的成分和特性，本文中用西歐的研究數(shù)據(jù)簡要描述建筑廢料的成分和特性如下：墻體材料廢料2.1化學(xué)成分為方便起見，表1僅匯集了回收的22種純燒結(jié)磚碎塊和平均值最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)離差33種墻體材料廢料的化學(xué)成分1,2,3,4,5,6,7，其他種類建筑廢料的化學(xué)成分不一一贅述。表1純燒結(jié)磚碎塊和墻體材料廢料的化學(xué)成分/%純燒結(jié)磚廢料有著

7、較寬的密度分布范圍，這是因?yàn)闊Y(jié)磚的品種和用途不同所致。在實(shí)際測定中發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)的垂直多孔磚、燒結(jié)的砌筑磚、缸磚三類材料有著最大的密度。2.4回收建筑廢料的顆粒強(qiáng)度和抗凍性回收建筑廢料的顆粒強(qiáng)度和抗凍性能隨材料種類的不同而變化。正如所預(yù)料到的一樣，回收純燒結(jié)磚廢料的顆粒強(qiáng)度較低，但它的抗凍性非常好，簡直令人驚訝。與回收的混凝土材料比較，在同樣的試驗(yàn)條件下，經(jīng)凍融后的重量損失分別為干燥損失燒失量SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO K 2O Na 2O SO 3Cl22種純燒結(jié)磚碎塊平均值最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)差平均值最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)差4.2%和5.7%(過程P 或是5.9%和7.7%(

8、過程N(yùn) 。這種現(xiàn)象能夠用材料的總孔隙率和微孔結(jié)構(gòu)尺寸及分布來解釋。材料有較高的孔隙率時(shí)，一般具有較低的機(jī)械強(qiáng)度，然而具有高孔隙率的材料卻有著較好的抗凍性。因?yàn)楹侠淼目捉Y(jié)構(gòu)材料有著足夠大的孔隙，能夠補(bǔ)償水在結(jié)冰過程中的體積膨脹，即結(jié)冰時(shí)的膨脹應(yīng)力由于孔的存在而被化解或減緩?；厥盏幕炷敛牧系目箖鲂詻]有純燒結(jié)磚廢料的好，其真正的原因是回收混凝土材料的孔結(jié)構(gòu)尺寸及分布與純燒結(jié)磚廢料的不同?；厥盏幕炷敛牧辖?jīng)凍融后，凍裂了11%；回收的混合材料（燒結(jié)磚、混凝土、砂漿、抹灰材料等）顆粒經(jīng)凍融后，凍裂了7.4%；而回收純燒結(jié)磚廢料的顆粒經(jīng)凍融后，僅凍裂了1.2%。試驗(yàn)結(jié)果表明燒結(jié)磚瓦廢料有著非常好的性能，

9、而且便于回收利用。表3給出了回收的純燒結(jié)磚廢料顆粒的性能。表3回收的純燒結(jié)磚廢料顆粒的性能1，2，3*顆粒尺寸表觀密度/顆粒物密顆粒強(qiáng)度壓凍融重量損失/%試驗(yàn)材料范圍/mmg/cm3度/g/cm3碎值/kN過程P 過程N(yùn)33種墻體材料廢料2.2礦物成分根據(jù)德國魏瑪?shù)孽U豪斯大學(xué)建筑工程系建筑材料和回收利用主講教授安內(nèi)特·米勒博士（Prof. Dr.Ing. Habit.AnetteM üller, Bauhaus University of Weimar, Faculty of Construction Engineering, Chair of Preparation of

10、 Building Materials and Recycling ）1,2所做的礦物研究分析表明：建筑廢料的礦物成分主要是石英和各類硅酸鹽物質(zhì)如正長石、鈣長石，還含有莫來石、方解石、赤鐵礦等；此外也含有非晶態(tài)（無定形）SiO 2和非晶態(tài)水化物相。Hlz120.9垂直多孔磚4881616324881616322.3回收建筑廢料的密度及孔隙率材料的松散密度或孔隙率是表示大量固體物質(zhì)物理性能Hlz8-0.7垂直多孔磚的主要特征，因此德國在涉及建筑廢料回收利用的標(biāo)準(zhǔn)DIN4226-100中，將密度和孔隙率作為分類的主要特征數(shù)值。表2給出了純燒結(jié)磚廢料和墻體材料廢料的表觀密度及加工成顆粒狀態(tài)時(shí)的密度(

11、僅為顆粒>2mm 的部分 1,2,6。*根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)DIN4226-3做的凍融試驗(yàn)，該試驗(yàn)方法與我國不同；過程P 中等程度的濕滲透，最大重量損失4%；過程N(yùn) 強(qiáng)程度的濕滲透，最大重量損失4%。2009Brick &Tile392009年第 2期3回收建筑廢料的可利用途經(jīng)綜述筑，特別是對(duì)于那些高孔洞率、保溫隔熱性能非常好的燒結(jié)砌塊（多孔磚或空心磚）砌體，這種方法更有效。另外，西歐也已研究成功了在隧道窯中用加熱的方法來清除燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品上的灰漿。磚與砂漿分離后，試驗(yàn)表明在所有情況下，磚瓦產(chǎn)品仍然保持著原有的技術(shù)性能，符合現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。這就充分證明了燒結(jié)建筑產(chǎn)品有著持久的質(zhì)量，完全

12、適合于可持續(xù)發(fā)展建筑中使用。圖3為用回收的廢燒結(jié)磚建造的建筑物。2005年9月，來自世界上80多個(gè)國家的1700多位代表參加了在日本東京召開的世界可持續(xù)發(fā)展建筑大會(huì)。在該次會(huì)議上，再次強(qiáng)調(diào)了建筑物使用壽命終結(jié)后所使用的建筑材料的回收利用是可持續(xù)發(fā)展建筑的重要標(biāo)志。因此對(duì)建筑材料的選用、設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原則，所用建筑材料不但要有良好的使用功能和耐久性，而且要符合如下原則：所用建筑材料的生產(chǎn)能耗最??；生產(chǎn)中有害物質(zhì)的擴(kuò)散最小或沒有；對(duì)使用期可能釋放的有害物質(zhì)的判斷上認(rèn)為是安全；對(duì)任一建設(shè)項(xiàng)目所需材料的流動(dòng)量應(yīng)盡可能保持在最低水平上，即使用最少的材料，以減少材料流動(dòng)過程中對(duì)能源的消耗和對(duì)環(huán)境的污

13、染；所用建筑材料要有長期可保持其性能的穩(wěn)定性，既有長期穩(wěn)定的服務(wù)壽命。長期的使用壽命也意味著資源和能源的節(jié)約；所用建筑材料能夠容易地在服務(wù)壽命終結(jié)后被分離，以便回收利用。盡可能地采用有高重復(fù)利用可能的材料；在一幢建筑物上盡量避免使用太多種類的材料或是使用太多的復(fù)合材料，給以后材料的分離帶來不便。裝修材料和保溫隔熱材料與主體材料的分離要容易，裝修材料的分離不能損壞結(jié)構(gòu)。綠色建筑設(shè)計(jì)體系的標(biāo)志之一就是所用建筑材料的分離和回收，例如建筑構(gòu)件的聯(lián)結(jié)采用螺栓、承插式結(jié)構(gòu)、夾具式結(jié)構(gòu)，盡量避免焊接或難分離的結(jié)構(gòu)形式?；跓Y(jié)磚瓦產(chǎn)品在使用壽命終結(jié)后好分離，結(jié)合燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品有著非常好的耐久性，歐洲磚瓦聯(lián)合會(huì)

14、在世界可持續(xù)發(fā)展建筑大會(huì)上提出了現(xiàn)代燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品是符合可持續(xù)發(fā)展建筑的材料，并列舉了很多實(shí)例來說明燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品可完全回收利用的特性。建筑廢料的回收利用可分為產(chǎn)品回收和材料回收兩大類：產(chǎn)品的回收利用是指建筑材料和建筑構(gòu)件以它們?cè)械男问奖恢匦率褂没蚴沁M(jìn)一步的延伸其使用范圍。原有形式意指原有的用途；材料的回收是指回收的建筑廢料經(jīng)加工制備后的利用。原有形式（原有用途）的建筑構(gòu)件或制品由于拆除，或由于加工處理的破碎，或因其他技術(shù)處理方法而消失了。這類經(jīng)加工制備后的材料可在原有的產(chǎn)品中利用（如再次用于混凝土作為骨料），或以另外的方法利用。以下簡述建筑廢料回收利用的應(yīng)用范圍及一般性要求。圖3用回收的廢燒結(jié)

15、磚建造的建筑物3.2回收建筑廢料經(jīng)加工處理后的顆粒狀材料的應(yīng)用建筑廢料中最主要的回收材料是拆毀的混凝土和拆毀的墻體材料（燒結(jié)磚瓦），這兩種材料一般不能直接使用，需經(jīng)加工處理成具備一定要求的顆粒狀物料后再利用。德國每年加工處理建筑廢料約1億t 左右1，主要利用在綠化種植、垃圾堆放設(shè)施及復(fù)耕：4%；噪音防護(hù)墻或堤防：1%；基礎(chǔ)工程、壩堤工程：4%；填充材料：15%；土地改良：4%；停車場、庭院、道路、人行道（需水泥粘結(jié)）：7%；用于需水化材料粘結(jié)的基礎(chǔ)：1%；抗凍防護(hù)工程：15%；礫石基礎(chǔ)（墊層）：17%；其他用途（運(yùn)動(dòng)場地等）：24%；中間存儲(chǔ)：8%。如前述，回收的建筑廢料經(jīng)加工處理后成為不同級(jí)

16、別的顆3.1未破損燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品的回收利用未破損燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品在拆下并清理后直接利用是最簡便的粒狀材料，這類顆粒狀材料可大量用于道路的承重墊層（不用粘結(jié)材料），如回收的混凝土廢料經(jīng)破碎后就可直接使用。當(dāng)然利用時(shí)必須符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，例如原舊混凝土的組成、顆粒尺寸分布及其主要特性是否與擬使用的要求一致。在德國的道路建設(shè)中，回收的燒結(jié)磚瓦廢舊材料常常不公平地（最近的了解表明）被認(rèn)為是“不受歡迎”的原始材料，回收的礦物基材料是農(nóng)村的主要市場。用于道路建設(shè)中的大多數(shù)回收的建筑材料，其用途是作為不凝結(jié)的基本材料（VBC ），也就是作為一種粗集料或是由礦物集料混合物組成的抗凍覆蓋層或墊層，其顆粒尺寸范圍

17、是0mm32mm 或是0mm45mm ，它們處于瀝青、混凝土或是鋪路材料的摩擦層下。根據(jù)聯(lián)邦德國統(tǒng)計(jì)局的調(diào)查結(jié)果分析及最新的建筑廢料監(jiān)測報(bào)告（Bauabf 覿lle ）指出：2002年德國就產(chǎn)生了5210萬t 的無機(jī)建筑廢料。建筑廢料的回收利用率為68.5%，也回收利用。在我國廣大農(nóng)村地區(qū)對(duì)未破損燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品的回收利用是非常普遍的，這雖說與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)有關(guān)，但更與燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品優(yōu)異的耐久性及與其他材料容易分離的特性有關(guān)。在城市由于拆除方法等原因，還沒有形成大規(guī)?；厥绽玫沫h(huán)境，但在有的城市已有了長年專門收集清理廢燒結(jié)磚瓦的農(nóng)民工隊(duì)伍。未破損燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品的回收對(duì)需保護(hù)的歷史建筑的修繕有著特別重要

18、的意義，如其他地方舊建筑物拆除下的磚瓦可回收后用于需要保護(hù)的古建筑物的修復(fù)。另普通建筑拆下的整磚及半磚還可以用于人行道、庭院、公園等地面的鋪砌。要充分利用未破損燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品的關(guān)鍵是在于城市建筑的拆除程序和方法。西歐的設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了對(duì)已有建筑墻體拆除時(shí)的大型切割設(shè)備，將完整的墻片整體切下，以便用于新的建40www.brick-2009Brick &Tile綜述2009年第 2期別，因而按照UBC 的規(guī)定就必須被限定在5%以內(nèi)使用。這種最初的規(guī)定也表明了磚在道路鋪設(shè)材料中的應(yīng)用是受到了很大的限制。的確，保守的道路建設(shè)商不愿意用大量的燒結(jié)磚瓦廢料作為道路鋪設(shè)材料?，F(xiàn)在，雖然克賴斯和

19、科拉的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證明了原有規(guī)范中不科學(xué)的規(guī)定，但是保守的道路建設(shè)商還是不愿意使用。現(xiàn)在燒結(jié)磚瓦廢料已大量使用于土方工程和道路建設(shè)工程中，已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。物質(zhì)的閉路循環(huán)管理的認(rèn)識(shí)及資源保護(hù)的概念已得到廣泛地貫徹實(shí)施。在舊混凝土中含有燒結(jié)磚瓦廢料時(shí)，用于道路承重墊層時(shí)按照西歐的規(guī)定有所限制，其顆粒尺寸的總要求必須>4mm ；在回收的舊混凝土中缸磚、密度大燒結(jié)程度好的粘土磚、?；潭容^高的燒結(jié)粘土制品（如污水管、陶瓷等）的含量限制在25%（重量比）以內(nèi)；燒結(jié)程度不好的粘土磚、灰砂磚、抹灰材料等等的最大含量在5%以內(nèi)。砌體廢料和碎磚塊許多年來一直是用作次要道路的填充及穩(wěn)定材料，特別是在較濕的區(qū)

20、域如樹林和田地。實(shí)際上這在某些缺乏足夠石材的國家應(yīng)用非常普遍，例如丹麥。這種材料使用時(shí)一般不破碎。經(jīng)破碎的燒結(jié)磚、屋面瓦及其他砌體材料能夠用于較大的道路建設(shè)工程中，特別是作為不用粘結(jié)的基礎(chǔ)材料。在瑞士、荷蘭、英國、丹麥等國家使用這種材料建設(shè)道路。雖然破碎的砌體廢料能夠用于輕便道路，但它們不適用重載交通的道路，因?yàn)槠漕w粒有破裂的危險(xiǎn)。在上述兩種用途中，這種材料中絕對(duì)不能含有非燒結(jié)的污染物，以免溶解于水引發(fā)污染。磚塊、屋面瓦或是經(jīng)選擇的砌體廢料通常沒有問題，除非被一些雜質(zhì)如礦棉及混凝土等污染。雖然利用這種材料時(shí)在拆除、轉(zhuǎn)運(yùn)等過程中要使用能量，但從重新利用的觀點(diǎn)看，燒結(jié)材料廢料的利用所使用的能量比使

21、用“最初”的原材料所需能量低。的確，在小型道路上使用拆毀的建筑廢料，甚至可以減少森林地帶設(shè)備及農(nóng)用設(shè)備的能耗。圖4所示為用于道路墊層破碎的廢燒結(jié)磚塊。就是說有3570萬t 的無機(jī)（礦物基）建筑廢料被回收利用，主要是燒結(jié)磚瓦碎顆粒料，也等于重新生產(chǎn)了這么多的礦物基建筑材料。關(guān)于回收建筑材料（加工處理后的建筑廢料、道路建筑廢料、建筑現(xiàn)場廢料共計(jì)為5110萬t ）的應(yīng)用比例是：69.4%用于道路建設(shè)中；19.4%用于土方工程；9.6%（490萬t ）用于其他方面如園林、陸地風(fēng)景區(qū)建設(shè)、運(yùn)動(dòng)場地、垃圾掩埋等等。最后的1.6%用于混凝土中的礦物性集料。拆除、新建及修繕、現(xiàn)代裝修等的建筑活動(dòng)中，包括潛在的

22、可開發(fā)利用的原材料在內(nèi)，德國每年伴隨產(chǎn)生的燒結(jié)磚瓦廢料量估算至少為1000萬t 。特別是在東德地區(qū)，現(xiàn)正在產(chǎn)生著大量的建筑廢料。因在原德意志民主共和國時(shí)期，那時(shí)的建筑政策及所用的建筑材料種類，造成了現(xiàn)今大量建筑廢料的出現(xiàn)。根據(jù)材料成分的不同，回收建筑材料的用途取決于原始材料的起源、所使用的加工方法以及所使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，回收的礦物基建筑材料很可能是天然石材，混凝土和砌筑材料（主要是燒結(jié)磚及石灰質(zhì)巖石）。在道路建設(shè)中當(dāng)作為非凝結(jié)基粗骨料（UBC ）應(yīng)用時(shí)，各種回收材料的成分及數(shù)量受到“道路建筑中礦物集料購買技術(shù)條件”（TL Gestein-StB 04）的限制。在UBC 中還有其他的規(guī)定和標(biāo)

23、準(zhǔn)要求。根據(jù)TL Gestein 對(duì)回收的建筑廢料成分的判斷標(biāo)準(zhǔn)見表4。表4回收建筑廢料可用成分的判斷標(biāo)準(zhǔn)材料的類別含量(M/%顆粒狀瀝青，>4mm 的部分30缸磚、磚和瓷器，>4mm 的部分30石灰質(zhì)砂巖、粉刷層/底抹灰層及相類似的材料，>4mm的部分5礦物基輕質(zhì)/保溫建筑材料，如加氣和發(fā)泡混凝土，>4mm的部分1外來物質(zhì)，如木材、塑料、紡織品等（混合物）0.2在德國，道路建設(shè)中使用廢燒結(jié)磚塊作為非凝結(jié)性骨料時(shí)，允許加入的范圍是30%（重量比）。這種非常先進(jìn)的方法歸因于在波鴻（Bochum ）魯爾（Ruhr ）大學(xué)的克賴斯和科拉（Krass/Kollar ）最近的研究

24、論文。該論文的研究成果被直接收錄合并在上述的規(guī)范中。在克賴斯和科拉的研究文獻(xiàn)中指出：今后如選擇了專門的制備工藝，使砂漿、粉刷層、底層灰漿達(dá)到最小化，在道路及街區(qū)路面的建設(shè)中能夠使用高比例的燒結(jié)磚瓦廢料作為非凝結(jié)性基本骨料。因此，只要燒結(jié)磚瓦廢料有足夠的強(qiáng)度和抗凍性能，不論是何種類型的燒結(jié)磚瓦廢料，都可以被科學(xué)地用于正常情況下的道路鋪設(shè)材料。過去，TL Min-StB 2000規(guī)定，用于道路材料時(shí)，其中的缸磚（類似于墻地磚）、燒結(jié)程度高的建筑磚、瓷器（<4mm 的組分）加入的最大量為25%（重量比），而石灰質(zhì)砂巖、燒結(jié)程度低的磚、粉刷層、底層灰漿及相類似的材料含量最大不應(yīng)超過5%。這些規(guī)定

25、起源于1985年，因?yàn)槟菚r(shí)認(rèn)為燒結(jié)磚瓦廢料因其本質(zhì)上的多孔微觀結(jié)構(gòu)，會(huì)引發(fā)抗凍性不足、顆粒穩(wěn)定性差的固有性質(zhì)問題，不適應(yīng)于在道路鋪設(shè)材料中應(yīng)用。然而，將燒結(jié)磚瓦廢料分為燒結(jié)程度的高與低兩類，這就引發(fā)出了實(shí)際應(yīng)用中另外的問題，也就是說怎樣快速識(shí)別它們的不同。由于燒結(jié)磚瓦本身的顏色，其結(jié)果是將大多數(shù)磚歸結(jié)為低燒結(jié)程度的類圖4用于道路墊層破碎的廢燒結(jié)磚塊在回收加工后的顆?；旌狭现?，當(dāng)燒結(jié)程度較好的廢磚含量>25%時(shí)，或是燒結(jié)不充分的磚含量>5%時(shí)，這類混合料可用于音障墻（堤）混凝土制品中。2009Brick &Tile412009年第 2期含有大量廢燒結(jié)磚的回收墻體材料顆粒，也可

26、用于音障墻（堤）混凝土制品中，例如用70%的主要是燒結(jié)磚的回收墻體材料顆粒、10%的陶粒、7%的天然砂、13%的水泥制造的音障墻空心砌塊，有著高度的隔聲（吸聲）性能及高的孔洞率，耗能低，砌筑安裝容易。用于音障墻(堤 混凝土制品中對(duì)回收顆粒材料的總要求為：僅允許含有少量的如木材、樹枝等外來物；適當(dāng)?shù)捏w積穩(wěn)定性，制品表面不能出現(xiàn)變形；合理的顆粒尺寸分布范圍，不允許出現(xiàn)沉陷；要有適當(dāng)?shù)淖冃文Ａ俊㈩w粒堆積強(qiáng)度、穩(wěn)定性及抗剪強(qiáng)度，以便能承受連續(xù)的靜荷載和外來荷載；應(yīng)由粘結(jié)材料（如水泥）來控制其養(yǎng)護(hù)時(shí)間；預(yù)防長期荷載下的沉陷變形；在表面上可生長綠草及植物。綜種植綠化方面的應(yīng)用述種植綠化方面使用的回收建筑廢

27、料主要由燒結(jié)磚瓦成分組成的、破碎后的燒結(jié)磚瓦粗砂類顆粒材料。因燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品是有大量多微孔結(jié)構(gòu)體系的材料，燒結(jié)磚瓦廢料粗砂顆粒中同樣有大量多微孔結(jié)構(gòu)，這些孔結(jié)構(gòu)能夠儲(chǔ)存水分和營養(yǎng)，非常有利于植被生長的需要，并可長期保持植物生長所需的水分和營養(yǎng)。此外，這類材料還可調(diào)節(jié)植物根系（地下）氣體的平衡，并可迅速地排除雨水。主要含燒結(jié)磚瓦的顆粒狀回收材料，因在化學(xué)性能上呈中性，對(duì)綠化種植來講，特別適應(yīng)于：屋頂?shù)木G化種植和建筑物表面的綠化種植；城鎮(zhèn)道路旁或其他地方植樹時(shí)樹坑的底部墊層；草坪的下墊層，可以單層或雙層的方式鋪墊。偶爾也用于停車場或緊急出口通道處。用于屋頂綠化時(shí)，是單層鋪墊（濾水系統(tǒng)）還是多層鋪墊則

28、取決于想要種植的草木類型以及屋頂?shù)男倍?。此外，也根?jù)下列情況來選擇鋪墊的方式：大面積種植莖葉肥大（多肉）的植物、草本植物、草坪植被時(shí)，可鋪墊一層或兩層，植物生長的高度應(yīng)保持在50cm 以內(nèi)。屋頂綠化時(shí)附加的荷載量大約在50kg/m2150kg/m2。種植灌木及木本植物時(shí)，應(yīng)相互之間分層鋪墊，即多層分開鋪墊，樹木的生長高度可達(dá)10m 。此時(shí)的荷載量>150kg/m2。用于屋頂綠化時(shí)的單層鋪墊，是在已做好的防水層的屋面上鋪設(shè)種植層和濾水層，濾水層的厚度一般為100mm 收顆粒材料的總要求為:外來物質(zhì)如金屬、玻璃、塑料應(yīng)以磨碎形式存在，不能含有害雜質(zhì)；要有適當(dāng)?shù)捏w積穩(wěn)定性；要有適當(dāng)?shù)膲簩?shí)強(qiáng)度，

29、防止長期沉陷。用于土壤改良的建筑廢料顆粒，要求有一定的顆粒尺寸分布范圍及一定的材料成分，且與需改良土壤的性能相適應(yīng)，如混凝土廢料顆粒根本不可能用于土壤的改良。用于土壤改良的建筑廢料主要是來自具有多微孔結(jié)構(gòu)的如燒結(jié)磚瓦的墻體廢料。運(yùn)動(dòng)場地使用的這類經(jīng)加工形成的無機(jī)顆?；旌衔?，主要150mm ；雙層鋪設(shè)時(shí)，其濾水層和種植層是分開鋪設(shè)的。其濾水層和種植層的材料都可用回收的廢燒結(jié)磚瓦來生產(chǎn)。例如用于濾水層的材料可以用主要含燒結(jié)磚的墻體材料廢料經(jīng)破碎制得，但不能含有細(xì)顆粒組分。用于濾水層的顆粒尺寸范圍為4mm是燒結(jié)磚破碎后的磚砂，在不使用粘結(jié)材料的情況下用于場地如網(wǎng)球場地的填充并夯實(shí)。因?yàn)榇u砂具有均勻、

30、耐久、漂亮的顏色；具有良好的耐磨性能和抗凍性能；具有良好的水分可滲透性及可壓縮性，是運(yùn)動(dòng)場地理想的環(huán)保型建設(shè)材料。這種運(yùn)動(dòng)場地結(jié)構(gòu)形式可使雨水通過墊層，迅速滲透進(jìn)入地下，特別是網(wǎng)球場地。德國標(biāo)準(zhǔn)DIN18035對(duì)在運(yùn)動(dòng)場地使用的回收建筑廢料顆粒有詳細(xì)的規(guī)定。這類顆粒狀材料大多是由燒結(jié)磚砌體廢料或是燒結(jié)屋面瓦廢料經(jīng)破碎制成，不能含有毒的、膨脹性的、有固結(jié)的成分在內(nèi)。運(yùn)動(dòng)場和網(wǎng)球場主要使用的顆粒尺寸范圍是：0mm 1mm ；0mm 2mm ；0mm 3mm ，以單層或多層來填實(shí)。一個(gè)新建的網(wǎng)球場需用磚砂25t 30t ，一個(gè)網(wǎng)球場每年的維護(hù)需磚砂1.5t 左右。圖5為粉碎后的燒結(jié)磚瓦廢料在運(yùn)動(dòng)場地

31、上應(yīng)用的實(shí)例。16mm 或8mm 16mm 。由破碎后的篩分出的細(xì)顆粒組分，也有著較高的水滲透能力，可用于種植層，并可將提供營養(yǎng)的肥料與之混合，效果較好。德國“綠化開發(fā)和工程協(xié)會(huì)”對(duì)濾水層和種植層的墻體廢料顆粒材料的要求已有了詳細(xì)的規(guī)定。西歐有關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)具有開放型孔結(jié)構(gòu)的34種回收的松散顆粒材料進(jìn)行了詳細(xì)的綠化種植研究，在諸如浮石、熔巖、粘土陶粒、頁巖陶粒、泡沫玻璃、礦渣、加氣混凝土、燒結(jié)磚廢料等作為屋頂綠化種植的墊層材料的研究結(jié)果表明：燒結(jié)磚瓦廢料顆粒的適應(yīng)性最好。研讀結(jié)果也表明，燒結(jié)程度較高的磚廢料及熔巖顆粒有相對(duì)高的大約為1.0g/cm3的密度，總孔隙率較低，因而其吸水容量和空氣含量也較低

32、，但這完全可滿足綠化種植的要求。在植物生長的長期試驗(yàn)表明：回收材料和肥料的混合物有著很好的綠化種植適應(yīng)性。根據(jù)西歐的研究文獻(xiàn)，回收墻體廢料中的砂漿組分可能會(huì)引起碳酸鹽含量的增高，但這不影響濾水層中水的匯集和流動(dòng)。德國“綠化開發(fā)和工程協(xié)會(huì)”2002年發(fā)布的“綠化指導(dǎo)”中說明，在濾水層和種植層中的碳酸鹽并不作為綠化種植的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此綠化種植用的材料除了純的燒結(jié)磚廢料顆粒和富含燒結(jié)磚的墻體材料廢料顆粒外，含碳酸鹽的回收材料也可用于綠化種植。與傳統(tǒng)的平屋頂比較，綠化的屋頂同時(shí)有著美學(xué)和生態(tài)學(xué)的優(yōu)勢。對(duì)屋頂綠化的成本效益分析表明：附加的費(fèi)用是增加了房屋的承重荷載及綠化種植過程的經(jīng)營管理，但從整個(gè)項(xiàng)目計(jì)

33、算圖5粉碎后的燒結(jié)磚瓦廢料在運(yùn)動(dòng)場地上應(yīng)用的實(shí)例42www.brick-2009Brick &Tile綜 述 2009 年第 2 期 括了對(duì)植被發(fā)育生長層有高度壓實(shí)要求方面的應(yīng)用 。 回收的燒結(jié) 磚瓦材料可用于 ：碎石苗床 ；不同植被特征的基礎(chǔ)層 ；綠化帶接合 處 、人行道及混凝土路面之間綠化帶的基礎(chǔ)層 ；樹坑基礎(chǔ)墊層。 實(shí)際中制定的這些應(yīng)用規(guī)范是由標(biāo)準(zhǔn)制定委員會(huì)根據(jù)研究 的成果而做出的 。 在實(shí)際應(yīng)用中與土壤接觸的是植被培育生長 層 ，該層給出了足夠的空間可供植物的根系生長 。 然而該層也必 須滿足承載能力和穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求 ，因?yàn)樗鼈儽仨毐ＷC在其后 的綠化層不會(huì)下陷 。 這一方面的

34、應(yīng)用要求多孔礦物材料具有足夠 的破碎強(qiáng)度 ， 以便長期保證對(duì)植被非常重要的空氣和水的來源 ， 并能在整個(gè)綠化期長期地保持這種性能 。 這些要求與結(jié)構(gòu)上的要 求不一樣 ，特別是燒結(jié)磚瓦廢料有著獨(dú)特的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu) ， 的確 能提高水的保持能力 。 確實(shí)在先前綠化鋪設(shè) 材 料 的 規(guī) 定 目 錄 中 ， 沒 有 考 慮 燒 結(jié) 磚 瓦廢料及它們的特性 ， 主要考 慮 高 顆 粒 強(qiáng) 度 和 高 抗 凍 性 的 巖 石 學(xué)特性 。 因而在道路建設(shè)中應(yīng)用的無機(jī)材料總是要求必須有高 密度及堅(jiān)固的礦物微觀結(jié)構(gòu) 。 強(qiáng)度愈高 ， 密度愈大 ， 該材料就被 認(rèn)為越好 。 然而 ， 嚴(yán)格地說這些特性對(duì)植被的生長是

35、不夠的 。 綠化中對(duì)燒結(jié)磚瓦廢 料 的 應(yīng) 用 不 僅 要 考 慮 到 道 路 、 馬 路 本 身 ， 而且要考慮到整個(gè)交通區(qū) 域 的 利 用 潛 力 。 這 些 包 括 了 自 行 車道 、 人行道 、 路緣及路邊的預(yù)留地帶的綠化 。 除了自行車道和人行 道 外 ， 主 要 涉 及 的 是 交 通 區(qū) 域 的 種 植 綠化 。 在道路兩旁的樹木綠化帶 ， 從它們的功能上來考慮 ， 在綠 化帶中鋪設(shè)材料成為道路穩(wěn)定劑 。 就此點(diǎn)而論 ， 人們說這是 “ 敞 開 ” 的結(jié)構(gòu) ， 因?yàn)閮H在敞開的地帶上才能夠種植 。 它們不同于封 閉 的 結(jié) 構(gòu) ，雨 水 不 會(huì) 沿 著 道 路 和 街 道 流 失

36、 ，而 是 通 過 有 意 設(shè) 置 的空地及接點(diǎn)滲入到地下結(jié)構(gòu)中供給植物生長使用 。 這種水可 滲透性的另一術(shù)語為 “ 交通路面的增強(qiáng)作用 ”。 從結(jié)構(gòu)工程的觀 點(diǎn) 看 ，滲 入 地 下 的 水 總 是 會(huì) 引 發(fā) 一 些 問 題 的 ，例 如 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能力或是它的基礎(chǔ)出現(xiàn)問題 ， 或 是 因 雨 水 滲 入 易 引 發(fā) 凍 害 等 。 這似乎是損害了或是使結(jié)構(gòu)的功能完全失效 。 事實(shí)上在結(jié)構(gòu)的 承載能力及抗凍性與地層下存在的地下水量之間有一個(gè)相互 依存的關(guān)系 ， 道路結(jié)構(gòu)中一些多余水的排放也是非常必要的 。 壓實(shí)程度是另一個(gè)重要的因素 。 僅能夠由地基和各鋪設(shè)層 的充分壓實(shí)來達(dá)到

37、足夠的承載 能 力 ， 充 分 壓 實(shí) 是 達(dá) 到 承 重 要 求 的條件 。 盡管是壓實(shí)的 ， 但固體的體積仍是恒定的 。 壓實(shí)程度的 增 加 ，孔 隙 總 體 積 會(huì) 降 低 ，其 關(guān) 系 如 下 ：密 度 指 數(shù) （隨 壓 實(shí) 程 度 的增大而增加 ）； 水的滲透能力 （ 隨壓實(shí)程度的增大而降低 ）。 因 此 ，高 的 承 載 能 力 取 決 于 高 的 密 度 ，而 高 密 度 則 取 決 于 相應(yīng)高的壓力。 而高的壓力總是要降低孔隙率和水的滲透能 力 。 所以結(jié)構(gòu)工程標(biāo)準(zhǔn)與綠化 規(guī) 范 之 間 不 一 樣 ： 滲 透 的 水 應(yīng) 不 受阻礙地流出； 但是由于壓實(shí)而使孔隙率降低的因素沒

38、有考 慮 ， 孔隙率的降低與土壤或是燒結(jié)磚瓦廢料的特性有關(guān) 。 從綠化工程的觀點(diǎn)講 ， 有 利 于 植 物 生 長 的 則 要 求 燒 結(jié) 磚 瓦 廢料有高的孔隙率及低的密度， 同時(shí)也必須有適度的承載能 力 。 同樣 ， 道路旁預(yù)留綠化帶 的 敞 開 形 式 也 像 種 植 鋪 設(shè) 材 料 一 樣成為道路的穩(wěn)定劑 ， 綠化帶 形 狀 也 允 許 雨 水 的 滲 透 和 濾 出 ， 同時(shí)也是植物生長所需要的 。 對(duì) 承 載 能 力 而 言 ， 也 許 在 下 層 鋪 結(jié)果看 ，房屋的使用成本卻降低了 ，因?yàn)槲蓓斢兄L的耐久性 ， 屋頂雨水的排放費(fèi)用要低得多 。 特別是屋頂種植綠化延長了屋頂 防

39、水層的使用壽命 ，改善了房屋頂層的居室環(huán)境 ，這些已在 20 世 紀(jì) 70 年代的屋頂綠化種植的試驗(yàn)中證實(shí) 。 從 綠 化 工 程 的 觀 點(diǎn) 看 ，燒 結(jié) 磚 瓦 廢 料 在 園 林 、陸 地 景 觀 建 設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用是頗具使用價(jià)值的培養(yǎng)基母體的構(gòu)造材料 。 在綠 化工程上使用廢舊燒結(jié)磚瓦及 焙 燒 生 產(chǎn) 過 程 中 的 廢 品 ， 其 方 法 多種多樣 ， 如專門的利用方法 、 單 一 用 途 的 利 用 方 法 、 高 標(biāo) 準(zhǔn) 的 方法 、 調(diào)節(jié)環(huán)境及再回收利用 等 。 被 破 碎 及 分 類 后 的 廢 棄 燒 結(jié) 磚瓦材料 ， 有著高的顆粒強(qiáng)度 ， 同 時(shí) 也 具 有 高 的 保

40、水 能 力 （ 孔 隙 率 ）和 中 性 的 化 學(xué) 性 質(zhì) ，因 此 它 們 就 具 備 了 作 為 綠 化 時(shí) 母 體 構(gòu) 造材料及作為培養(yǎng)基骨料物質(zhì)的先決條件 。 其用途也遠(yuǎn)超出了 屋頂綠化用的培養(yǎng)基的范圍 ， 如苗 床 的 砂 礫 墊 層 、 草 坪 墊 層 、 綠 化帶鋪面材料 、 路邊樹坑的培養(yǎng)基 等 ， 其 用 途 正 在 不 斷 地 增 多 ， 燒結(jié)磚在綠化方面的應(yīng)用卻急 劇 增 加 ， 這 是 因 為 數(shù) 量 巨 大 的 建 筑廢料得到了回收利用 。 回收的建筑廢料在園林及陸地景觀工程 (GaLaCon 中的使 用 ， 已經(jīng)發(fā)展到了類似在土方 工 程 和 道 路 鋪 設(shè) 材

41、料 中 的 使 用 一 樣 ， 有著非常大的潛在應(yīng)用范 圍 。 回 收 建 筑 廢 料 潛 在 的 用 途 是 在交通繁忙地區(qū)的路面工程上 使 用 ， 這 方 面 的 應(yīng) 用 已 經(jīng) 取 得 了 成功 。 具有高含量燒結(jié)磚瓦的建筑廢料已經(jīng)在市場上進(jìn)行著交 易 ， 因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜 ， 特別是在私人建筑項(xiàng)目上的應(yīng)用 。 回收建筑廢料在 “ 環(huán)境綠 化 ” 方 面 的 用 途 ， 概 括 的 講 是 圍 繞 著陸地景觀建筑發(fā)揮著巨大的作用 。 這不僅是在經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu) 勢 ， 而且更多的是燒結(jié)磚瓦材 料 的 特 性 起 著 非 常 重 要 的 作 用 ， 因?yàn)橹脖粚?duì)選用的材料有著專 門 的 要 求 。

42、 的 確 ， 對(duì) 不 同 植 被 的 生長條件來講 ， 多微孔的石材 和 礦 物 類 骨 料 多 年 前 就 引 起 了 人 們極大的關(guān)注 。 例如 ， 在屋頂 綠 化 中 這 些 材 料 可 長 期 用 于 種 植 層 （ 植被生長發(fā)育層 ） 和排水層 。 在 德 國 ， 這 些 應(yīng) 用 的 范 圍 已 由 屋 頂 綠 化 的 規(guī) 劃 、 實(shí) 施 與 維 護(hù) 指 南 或 稱 屋 頂 綠 化 指 南 2002 給出了詳細(xì)的規(guī)定 。 排水層可由純的燒結(jié)磚瓦廢料組成 ， 而植被生長發(fā)育層燒結(jié)磚瓦廢料的使用量可達(dá) 95 % ， 這則取決 于綠化的目標(biāo) 。 這其間的區(qū)別是綠化的密集程度和綠化范圍的 形

43、 式 ，主 要 的 不 同 是 預(yù) 設(shè) 層 的 厚 度 、種 植 的 植 物 類 型 （高 度 ）及 其后的維護(hù)要求 。 燒結(jié)磚瓦廢料 （ 也就是碎磚塊 ） 已被認(rèn)定是非 常好的母體材料 。 在屋頂綠化中使用的大多數(shù)廢舊建筑材料， 是以園藝栽 培 方式而引入的 ， 也就是說 ， 最初一次 就 將 材 料 放 置 好 并 攤 平 ， 既沒有排水層 ， 也沒有被壓緊 的 植 被 發(fā) 育 生 長 層 。 因 此 屋 頂 綠 化基層的鋪設(shè)與道路鋪設(shè)材料所壓緊的規(guī)定和壓緊程度的試 驗(yàn)要求應(yīng)一致 。 所以在屋頂綠化基層的鋪設(shè)時(shí)應(yīng)考慮分層逐步 鋪設(shè) 。 回收的單一種類的燒 結(jié) 磚 瓦 廢 料 ， 特 別 是

44、 燒 結(jié) 粘 土 屋 面 瓦 廢 料 ，已 被 認(rèn) 定 是 市 場 上 的 高 質(zhì) 量 材 料 ，完 全 可 以 替 代 如 火 山 熔巖和浮石類材料 。 除了前述的屋頂綠化應(yīng)用方法外 ，最近幾年 ，回收的燒結(jié)磚瓦 廢料也已經(jīng)進(jìn)入了道路、公路及住宅區(qū)的環(huán)境綠化工程。 其中也包 2009Brick & Tile www.brick- 43 2009 年第 2 期 設(shè) 粗 大 的 顆 粒 ，為 了 確 保 植 物 能 夠 接 收 到 足 夠 的 水 分 ，就 必 須 降低水的可滲透性 ， 使其各層都有 較 好 的 保 水 能 力 ， 但 是 ， 提 高 保水性能可能會(huì)對(duì)其承載能力造成影響

45、。 真正能夠解決的方法 是在充分考慮了所有影響因素后在結(jié)構(gòu)和綠化要求之間的最 佳 化 ，在 這 兩 種 相 互 矛 盾 的 規(guī) 定 之 間 能 有 一 個(gè) 好 的 折 衷 ，既 要 防止不利植物生長的因素 ， 也要防止有結(jié)構(gòu)上的缺陷 。 例 如 ，在 砂 礫 苗 床 和 草 坪 的 應(yīng) 用 中 ，必 須 考 慮 到 適 用 于 通 行 （ 例如用于停車或緊急情況下的 使 用 ： 路 邊 綠 化 帶 、 防 火 通 道 等等 ）， 這里的應(yīng)用不像屋頂花 園 綠 化 的 墊 層 一 樣 ， 它 們 要 與 土 壤 接 觸 ，必 須 達(dá) 到 高 度 的 壓 實(shí) 水 平 ，因 此 這 包 括 了 種

46、植 層 下 各 層在其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和有益于植被 生 長 之 間 所 必 要 的 平 衡 ， 其 表 面 層的增強(qiáng)不需要達(dá)到嚴(yán)格的穩(wěn)定性上的要求 。 事實(shí)上 ， 綠化帶鋪設(shè)材料作為一種道路穩(wěn)定劑被歸類于結(jié)構(gòu) 的基本形式中 ， 因而它們屬于德國輔助的道路結(jié)構(gòu)目錄下的 V 和 圖6 綜 述 用回收燒結(jié)磚瓦廢料的組合砂礫苗床 不論遲早 ，道路邊的樹為了維系其生命的生長 ， 根系穿透土 壤的體積在 300 m3 以上 。 按照這種存在的要求判斷 ，樹在地下的 根系必然能夠延伸到路面鋪設(shè)材料加強(qiáng)層之下 。 為了有助于樹木 根系的擴(kuò)展 ， 建在地上和地下的樹坑墊層應(yīng)當(dāng)滿足于在 FLL 推 薦 （表 5）的結(jié)構(gòu)模式 2 中定義的要求 。 在這一定義中 ，充分考慮 了植被和結(jié)構(gòu)上的平衡需求 。 例如 ，用于栽培樹木的植被生長發(fā) 育