建设生态节能城市--论建筑固体废弃物的可循环再利用

1、1 建筑固体废弃物的可循环再利用1. 研究意义建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、 废旧砖石及其他废弃物的统称。按产生源分类， 建筑垃圾可分为工程渣土、装修垃圾、拆迁垃圾、工程泥浆等；按组成成分分类，建筑垃圾中可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木等。随着中国城市化进程的不断加快，大量的建筑不仅在向城市周边新区出现，同时老城区也面临着拆迁改造的问题。在这个过程中， 城市面貌得到了提升，人民的生活水平得到了提高。但同时也产生大量的建筑垃圾，虽然大多数建筑垃圾无毒无害，但若简单填埋，不仅影响城市环境、浪

2、费土地资源，还会造成巨大的能源和资源的浪费。目前，我国建筑垃圾的数量已占城市垃圾总量的30%-40% 。据有关资料介绍，经对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计，在每万平方米建筑的施工过程中，仅建筑废渣就会产生500 600 吨。若按此测算，我国每年仅施工建设所产生和排出的建筑废渣就超过1 亿吨，加上建筑装修、拆迁、建材工业所产生的建筑垃圾数量将达数亿吨。到2020年，我国还将新增建筑面积约300 亿平方米，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。 然而，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费

3、，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。就淮安市而言， 市委市政府提出了建设新型生态城市的目标，要让淮安成为碧水绿城，但目前淮安正处于工业化发展的中后期，城市建设正处于快速时期，城市中建筑垃圾的产生和排出数量在快速增长。建筑垃圾已经造成了城市土地、资源的紧张局面，严重影响了社会经济和生态环境的协调发展，因此，搞好建筑垃圾的再生利用迫在眉睫。该怎样处理和利用这些建筑垃圾，是一个2 越来越值得关注的社会课题。合理利用建筑垃圾事关到社会的可持续发展，也是建设淮安生态文明的重要举措。2. 国内外研究现状上海市第二建筑工程公司曾在市中心的“ 华亭” 和“ 霍兰” 两项

4、工程的 7 幢高层建筑的施工过程中， 将结构施工阶段产生的建筑垃圾，经分拣、 剔除并把有用的废渣碎块粉碎后，与标准砂按11 的比例拌合作为细骨料，用于抹灰砂浆和砌筑砂浆，砂浆强度极高。 此项试验共计回收利用建筑废渣480 吨，与此同时， 还节约了大量的砂子材料费和垃圾清运费。北京城建 (集团)一公司先后在 9 万平方米不同结构类型的多层和高层建筑施工过程中， 回收利用各种建筑废渣840 余吨，用于砌筑砂浆、 细石混凝土楼地面和混凝土垫层，使用面积达3 万多平方米，节约了大量资金。通过建筑垃圾的综合利用， 这两家建筑施工企业在施工现场只需配置1 台或数台粉碎机， 即可将建筑垃圾中的废渣就地处理、

5、就地使用， 大大减轻了外运负担，获得了可观的经济收益。清华大学土木工程系阎培渝教授认为，这样“ 通过综合利用建筑垃圾技术，可使建筑垃圾的再生利用率达到100% ” 。某重工企业生产的移动破碎站在四川省绵阳市江油地区生产了50 万吨环保再生建材。这些由大地震产生的建筑垃圾转化而来的再生建材，足够盖起8000多套 100 多平米的农民住房。发达国家建筑垃圾废弃物资源化再生利用已经取得了巨大成就。据有关资料显示，日本建筑垃圾资源化率达到98，上世纪 70 年代就制定了再生骨料和再生混凝土的应用指南。另外，日本科技厅已经把再生利用技术定为未来30 年十大最新兴技术之一。欧盟国家平均综合利用率已经超过了

6、70。3 3. 主要研究内容3.1 国内垃圾处理方法中国垃圾处理起步较晚， 近年来，随着技术条件的成熟， 城镇建筑垃圾处理水平得到了提高， 但垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足，垃圾处理的水平还很低，还处于由粗放到处理的发展阶段。3.1.1 填埋方法目前我国建筑垃圾的常用处理方法是少部分回收利用，绝大部分进行混合收集将其填埋地下。但也造成了严重的危害：首先是占用大量土地。 仅以北京为例， 据相关资料显示： 奥运工程建设前对原有建筑的拆除， 以及新工地的建设， 北京每年都要设置二三十个建筑垃圾消纳场，造成不小的土地压力。其次是造成严重的环境污染。建筑垃圾中的建筑用胶、 涂料、油漆不仅是

7、难以生物降解的高分子聚合物材料，还含有有害的重金属元素。 这些废弃物被埋在地下，会造成地下水的污染，直接危害到周边居民的生活。再次是破坏土壤结构、 造成地表沉降。 垃圾填埋 8 米后加埋 2 米土层，但土层之上基本难以重长植被。 而填埋区域的地表则会产生沉降和下陷，要经过相当长的时间才能达到稳定状态。3.1.2 综合处理方法一种是一般建筑垃圾综合处理方法：首先将拆除建筑物、 房屋装修和改造道路中产生的建筑垃圾用车运到处理场所，然后，用人工的办法将建筑垃圾中的可直接再生利用的物质， 如金属材料、 木质类材料和塑料类材料分选归类，直接供给相应的公司进行处理。对建筑垃圾中的大块废混凝土、废砖、大理石

8、等物质，利用大型破锤或破碎机破碎至粉碎机所能粉碎的尺寸，一般为小于100 毫米，然后用石料粉碎机进行粉碎至建筑所需的石子、砂子，再将上述混合物用多层分级筛分级成合符建筑标准的粗石子、细石子、粗砂子、细砂子， 以及泥砂等再生4 材料。另一种是比较先进的再生技术，这种技术可使建筑垃圾零浪费。我国目前的建筑垃圾再生利用已经有了一定的技术基础，无论是实验室的研究还是市场应用都有了一定成果。建筑垃圾中的部分废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用，根据现有技术，可利用途径有：砖、石、混凝土等废料经粉碎后、分选成粗细骨料，替代天然骨料来配制混凝土、道路基层材料，可以代砂，用于砌筑砂浆、 抹

9、灰砂浆、打混凝土垫层等， 还可以用于制作砌块、 铺道砖、花格砖等建材制品。钢门窗、废钢筋、废铁丝、铁钉、铸铁管、黑白铁皮、废电线和各种废钢配件等金属等经分拣、集中、重新回炉后，后送有色金属冶炼厂或钢铁厂回炼，可以再加工制造成各种规格的钢材；废砖瓦经清理可以重新使用。废瓷砖、陶瓷洁具经破碎分选、配料压制成型生产透水地砖或烧结地砖。废玻璃筛分后送微晶玻璃厂或玻璃厂做原料生产玻璃或生产微晶玻璃。木屋架、木门窗可重复利用或经加工再利用，或用于制造中密度纤维板，废竹木材则可以用于制造人造木材。5 3.2 建筑垃圾的成分分析3.2.1 建筑施工垃圾在施工现场中， 不同结构类型建筑物所产生的建筑施工垃圾各种

10、成分的含量有所不同， 但其主要成分一致， 主要有散落的砂浆和混凝土、剔凿产生的砖石和混凝土碎块、打桩截下的钢筋混凝土桩头、废金属料、竹木材、各种包装材料，约占建筑垃圾总量的80% ，其它垃圾成分约占20% ，表 3.1 中列出了不同结构形式的建筑工地中建筑施工垃圾组成比例和单位建筑面积产生的垃圾量。表3.1 建筑施工垃圾数量和组成（% ）垃圾成分建筑施工垃圾组成比例垃圾成分砖混结构框架结构框剪结构碎砖（砌块）3050 1530 1020 砂浆815 1020 1020 混凝土815 1530 1535 桩头- 815 820 包装材料515 520 1020 屋面材料25 25 25 钢材15

11、 28 28 木材15 15 15 其他1020 1020 1020 合计100 100 100 垃圾产生量（kg/m2）50200 40150 40150 3.2.2 建筑拆除垃圾旧建筑拆除垃圾相对建筑施工单位面积产生垃圾量更大，旧建筑物拆除垃圾的组成与建筑物的结构有关：旧砖混结构建筑中，砖块、瓦砾约占80% ，其余为6 木料、碎玻璃、石灰、渣土等，现阶段拆除的旧建筑多属砖混结构的民居；废弃框架、剪力墙结构的建筑，混凝土块约占50% 60% ，其余为金属、砖块、砌块、塑料制品等， 旧工业厂房、 楼宇建筑是此类建筑的代表。随着时间的推移，建筑水平的越来越高，旧建筑拆除垃圾的组成会发生变化，主要

12、成分由砖块、瓦砾向混凝土块转变。根据对国内旧建筑拆除垃圾的组成统计，其结果见表3.2 。表3.2 施工和拆除过程中建筑垃圾组成比例比较（% ）建筑垃圾成分垃圾组成比例施工过程拆除过程混凝土碎末19.89 9.27 钢筋混凝土33.11 8.25 块状混凝土1.11 0.9 泥土、灰尘11.91 30.56 石块、碎石11.78 23.78 沥青1.61 0.13 砖6.33 5 竹、木料7.46 10.83 玻璃0.2 0.56 砂子1.44 1.7 金属3.41 4.36 其他2.02 4.57 总计100 100 3.3 建筑垃圾固体废弃物的开发利用经过对建筑垃圾中固体废弃物的分析和对综合

13、处理方法的对比，可以发现建筑垃圾中的部分废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源7 重新利用。虽然有些材料的使用有一定的限制，但是通过了解性能可以避免劣势，合理使用。下面就逐一说明各种材料的使用范围和限制条件。（1）建筑垃圾中砖、瓦经清理可重复使用,废砖、瓦、混凝土经破碎筛分分级、清洗后作为再生骨料配制低标号再生骨料混凝土，用于地基加固、道路工程垫层、室内地坪及地坪垫层和非承重混凝土空心砌块、混凝土空心隔墙板、 蒸压粉煤灰砖等生产。（2）再生骨料组份中含有相当数量的水泥砂浆，致使再生骨料孔隙率高、吸水性大、强度低。这些都将导致所配混凝土拌合物流动性差，混凝土收缩值、 徐变值增大，抗压强

14、度偏低，限制了该混凝土的使用范围；（3）建设工程中的废木材，除了作为模板和建筑用材再利用外，通过木材破碎机，弄成碎屑可作为造纸原料或作为燃料使用，或用于制造中密度纤维板；（4）废金属、钢料等经分拣后送钢铁厂或有色金属冶炼厂回炼；（5）废玻璃分拣后送玻璃厂或微晶玻璃厂做生产原料；（6）废油毡填埋处理；基坑土及边坡土送烧结砖厂生产烧结砖，碎石经破碎、筛分、清洗后做混凝土骨料。具体见表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开挖泥土堆山造景、回填、绿化用碎砖瓦砌块、墙体材料、路基垫层混凝土块再生砼骨料、 路基垫层、 碎石桩、行道砖、砌块砂浆砌块、填料钢材再次使用、回炉木材、纸板复合

15、板材、燃烧发电塑料粉碎、热分解、填埋沥青再生沥青砼玻璃高温熔化、路基垫层其它填埋8 3.4 建筑垃圾固体废弃物利用的经济社会效益分析在国内，经过多年的研究和实践， 建筑垃圾中的固体废弃物处理已经具备了一定的条件。 某些厂家已经开发出适应现场条件的移动式粉碎机，有些公司利用粉碎后的材料成功研制出符合国家规范要求的建材产品。经过移动式破碎站的处理， 建筑垃圾可以根据需要， 处理成各种骨料； 利用建筑垃圾中的渣土可制成渣土砖； 利用废砖石和砂浆与新鲜普通水泥混合再添加辅助材料可生产轻质砌块；利用废旧水泥、砖、石、沙、玻璃等经过配制处理，可制作成空心砖、 实心砖、广场砖和建筑废渣混凝土多孔砖等环保型砖

16、块，其产品与粘土砖相比， 具有抗压强度高、 抗压性能强、 耐磨、吸水性小、质轻、保温、隔音效果好等优点。过去50 年，我国至少生产了200亿立方米黏土砖制品， 50年后大都将转化为建筑固体废弃物。经权威部门计算， 与实心黏土砖相比， 同样是生产 1.5 亿块标砖，使用建筑垃圾制砖，可减少取土24 万立方米，节约耕地约 180 亩。同时可消纳建筑垃圾40 多万吨，节约堆放垃圾占地160亩，两项合计节约土地 340 亩。此外，在制砖过程中， 还可消纳粉煤灰4 万吨，节约标准煤1.5 万吨，减少烧砖排放的二氧化硫360 吨。而且，建筑垃圾中的废混凝土块、 废砖石、砂浆、渣土经破碎筛分和粉磨等一定的工

17、序后还可以作为再生骨料的材料来源。废混凝土块经破碎筛分得到粗骨料和细骨料， 粗骨料可作为碎石直接用于地基加固、道路和飞机跑道的垫层、 室内地坪垫层； 细骨料用于砌筑砂浆和抹灰砂浆，若将磨细的细骨料作为再生混凝土添加料可取代 10% 30% 水泥和 30% 的砂子；废旧沥青混凝土块的再生骨料可铺在下层做垫层， 也可部分掺入到新的沥青混凝土中利用；对湿润的砂浆混凝土可通过冲洗， 将其还原为水泥浆、 石子和砂进行回收； 碎砖块可作为粗骨料搅拌混凝土，可作为地基处理； 地坪垫层的材料， 若将磨细的废砖粉利用硅酸盐熟料激发，经磨细免烧可制成砌筑水泥；渣土可用于绿化、回填还耕和造景用土等。建筑垃圾经移动式

18、粗碎碎石机鄂破移动破碎站破碎，细碎碎石机反击式移动破碎站粉碎， 然后振动筛筛分， 筛分出各种大小的颗粒， 然后就可以用到不同的领域，如铺路，建筑使用砂等。 据不完全统计， 某重工企业生产的移动破碎站在四川省绵阳市江油地区利用大地震产生的建筑垃圾生产了50 万吨环保再生建材。这些由转化而来的再生建材，足够盖起8000多套 100 多平米的农民住房。9 国内某企业推出的城市建筑垃圾处理工艺，根据不同用户需求调整出料粒度，对于混合废弃物中的金属硬质物轻质物通过破碎后进行有效的分离，如废塑料，废纸，布条，木料，金属，粉尘进行集中分类收集。该城市建筑废弃物处理系统，使得资源再利用建筑废弃物分离出的各种物

19、料，替代传统石灰土路基层、砾石砂垫层、水稳碎石基层；利用建筑废弃物制成的窨井盖，落水箅子、行道、树池护板、墙体材料、保温隔离材料等在各地区得到了广泛运用。4. 结论及展望4.1 结论根据我国现有的建筑垃圾处理状况，结合本市的实际情况，我觉得在对建筑垃圾处理上需要注意以下几个重要问题：（1）高度重视，切实加强组织领导。建筑垃圾的处理和回收利用是一个系统工程，涉及到社会的各个层面，该如何处理就需要有组织进行协调解决， 各建筑施工有关单位要站在讲政治、 讲大局、讲稳定的高度，进一步统一思想，提高认识，分工负责，齐抓共管；要建立健全建筑垃圾设置与管理专项方案，对工地内建筑垃圾废弃物的产生、防尘措施、

20、处置等实行统一领导，统一管理。（2）提高建筑垃圾的技术处理水平。目前，我国建筑垃圾的处理仍停留在较低水平。城市建筑垃圾除废旧钢筋等部分材质被回收外， 大多是将未经处理的建筑垃圾直接运往郊外或乡村，采用露天堆放或以直接填埋的方式进行处理。缺乏对建筑垃圾的有效技术处理。尤其是对建筑垃圾做混凝土骨料必需破碎、筛分分级、清洗堆存的技术国内企业还有待加强研究。城市相关部门应尽快帮助协调并依靠企业技术研发解决在建设垃圾处理等方面存在的技术问题。（3）降低建筑垃圾对环境的污染。我国建筑垃圾处理技术及回收利用率较低，建筑垃圾大部分被运往垃圾填埋场堆放或填埋，不但占用了大量宝贵的耕地， 而且对土壤、 水源、植被等自然环境造成了相当大的危害。同时，在运输过程中给城市环境造成了严重污染， 严重影响了城市环境和城市形象。所以对于那些分拣10 出来不能利用的垃圾要合理处置，把对环境的污染降到最低。（4）政府要为建筑垃圾处理提供资金保障。建筑垃圾废料不是商品，本身是没有价值的，只有经过加工处理再利用后才会产生新的价值。在建筑垃圾的回收处理利用过程中， 常常使处理单位无利润可图，缺少了积极性， 直接影响利用工作的进行，因此必须由政府通过某种渠道在利用过程中给予经