建筑垃圾循環(huán)利用實踐

劉成林，薛詠海，楊瑤

（1.天津裕川建筑材料制品有限公司，天津300457；2.天津市裕川環(huán)境科技有限公司，天津300457；3.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300071）

建筑垃圾循環(huán)利用實踐

劉成林1，薛詠海2，楊瑤3

（1.天津裕川建筑材料制品有限公司，天津300457；2.天津市裕川環(huán)境科技有限公司，天津300457；3.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300071）

建筑垃圾的循環(huán)利用是今后建筑垃圾處理的必經(jīng)之路。在對國內(nèi)外建筑垃圾循環(huán)利用的相關(guān)政策、法律法規(guī)及回收現(xiàn)狀進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上，對目前建筑垃圾循環(huán)利用的案例進(jìn)行調(diào)查整理，總結(jié)出建筑垃圾循環(huán)利用的一般過程；并在對目前建筑垃圾循環(huán)利用的方法進(jìn)行研究后，介紹了一種先進(jìn)實用的建筑垃圾循環(huán)利用方法；最后對我國建筑垃圾循環(huán)利用存在的問題進(jìn)行剖析并提出解決問題的建議，以期對我國建筑垃圾循環(huán)利用的發(fā)展有所裨益。

建筑垃圾；資源化；循環(huán)利用

建筑垃圾又叫建筑廢棄物，是指在建筑物、構(gòu)筑物的建設(shè)、維護(hù)和拆除活動中產(chǎn)生的對建筑物本身無用或不需要的排出物料。隨著城市建設(shè)和城市改造的加快，建筑拆遷后產(chǎn)生大量的建筑垃圾，如廢混凝土塊、廢粘土磚、廢棄木材、廢棄金屬等，目前，我國建筑垃圾已占到城市固體垃圾的30%～40%[1]，截至2010年底，國內(nèi)每年垃圾產(chǎn)量保守估計在8億t以上[2]，大量的建筑垃圾不僅占用大量土地，還會對環(huán)境造成很大的危害[3]，表現(xiàn)在：（1）占用土地，破壞土壤；（2）污染水體；（3）污染空氣；（4）影響市容，等等。根據(jù)發(fā)展“綠色建材”的理論要求和堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，迫切要求對建筑垃圾進(jìn)行回收利用，實現(xiàn)建筑垃圾“3R”循環(huán)回收模式[4]，如圖 1。

1 國內(nèi)外相關(guān)政策法律法規(guī)對比分析

通過對美國、日本及我國在建筑垃圾處理方面相關(guān)法律法規(guī)的分析研究，發(fā)現(xiàn)我國在建筑垃圾相關(guān)立法方面還比較欠缺[5-8]。

首先，從立法時間上來看，美國和日本均從19世紀(jì)60年代開始便有了相關(guān)立法，而我國則是從1995年開始有相關(guān)立法的，到目前為止僅有10多年的歷史。其次，美國1989年頒布的《污染預(yù)防法》和日本1997年頒布的《建設(shè)副產(chǎn)物再循環(huán)推進(jìn)計劃》均明確提出了對建筑垃圾進(jìn)行源頭管理。我國2003年在《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》14條中，對建筑施工、裝飾和一些生產(chǎn)上的規(guī)定在一定程度上控制了建筑垃圾源頭的產(chǎn)生，但是并未從建筑垃圾零排放的角度全方位地制定措施。再次，在對建筑垃圾的綜合回收利用方面，美國1989年頒布的《綜合垃圾管理法令》和日本1997年頒布的《建設(shè)副產(chǎn)物再循環(huán)推進(jìn)計劃》、2000年頒布的《建筑廢物再生法》均作出了明確的回收利用目標(biāo)，并實施相應(yīng)的懲罰措施；我國在2008年頒布的《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》中規(guī)定了建筑單位應(yīng)對建筑垃圾進(jìn)行處理，但是到目前為止，尚未提出建筑垃圾回收利用相關(guān)的目標(biāo)和具體的懲罰措施。最后，在建筑垃圾回收利用的標(biāo)準(zhǔn)上，日本1993頒布的《推進(jìn)建筑副產(chǎn)物正確處理綱要》、1994年頒布的《混凝土副產(chǎn)物的再利用有關(guān)用途暫定標(biāo)準(zhǔn)》對建筑垃圾回收利用過程進(jìn)行了規(guī)范。我國目前尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此建筑垃圾綜合回收的貫徹執(zhí)行缺乏相關(guān)指導(dǎo)和規(guī)范。

2 國內(nèi)外建筑垃圾的回收情況對比分析

對德國、日本、美國、荷蘭和我國的建筑垃圾回收情況進(jìn)行分析研究，分別就開始回收利用的時間、回收利用率，以及推進(jìn)回收利用的制度、措施、技術(shù)等方面進(jìn)行對比[9-14]，見表 1。

表1 國內(nèi)外建筑垃圾回收利用情況對比

3 建筑垃圾循環(huán)利用過程

綜合分析國內(nèi)外建筑垃圾的循環(huán)利用案例，目前建筑垃圾的循環(huán)利用主要經(jīng)歷以下過程。

首先，經(jīng)過機(jī)械或人工的篩選，將建筑垃圾初步分為：塑料類，金屬類（廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等），木材類，磚瓦混凝土類和其他[15]。塑料類一般經(jīng)過分類回收，可重新制造塑料制品。金屬類經(jīng)分揀、集中、重新回爐后,可以再加工制造成各種規(guī)格的鋼材。木材類可用于制造人造木材。磚瓦混凝土類是建筑垃圾回收利用的重點部分，可將此類建筑垃圾的回收利用分為兩個部分。一是“一般回收”，即將分選回收后的建筑垃圾用于生產(chǎn)混凝土用再生骨料（砌筑砂漿、抹灰砂漿、混凝土墊層、道路基層、室內(nèi)地坪及地坪墊層、混凝土空心隔墻板等）[16]和再生磚（混凝土砌塊、燒結(jié)磚、鋪道磚、花格磚、粉煤灰磚、滲水地磚等）[17，18]等。近年來在此類回收利用方面，我國進(jìn)行了許多研究和實踐。如河北利用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁[19]，邯鄲市利用建筑垃圾制作輕質(zhì)混凝土澆筑保溫墻體[4]，天津市裕川環(huán)?？萍加邢薰纠媒ㄖa(chǎn)輕集料砌塊等。二是“高級回收”，指新型的技術(shù)應(yīng)用于建筑垃圾回收利用[20]。如德國采用的干餾燃燒法[21]，日本開發(fā)應(yīng)用的“電解”建筑垃圾處理法和美國CYCLEAN公司開發(fā)的微波技術(shù)[22]等。

其他建筑垃圾回收利用的價值較小，一般進(jìn)行填埋處理。

建筑垃圾的一般回收過程見圖2。

4 建筑垃圾循環(huán)利用先進(jìn)實用技術(shù)介紹

現(xiàn)有的建筑砌塊大多是以爐渣、煤矸石為常用原料，但隨著需求量的大幅增長，這些原料的供應(yīng)越來越緊張，生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)成本也逐漸升高。同時爐渣、煤矸石有時因燃燒不充分，含碳量高，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計有的高達(dá)36.03%，一般都以焦碳的形式存在，因此，吸水率較大，耐火性差。天津市裕川環(huán)?？萍加邢薰窘?jīng)過大量的實際研究，開發(fā)了一種以廢粘土磚為再生料，液態(tài)渣、粉煤灰為主要原料制備強(qiáng)度高、成本低廉的輕集料砌塊的方法。這種方法一方面使廢粘土磚得到有效的回收利用，避免大量占用土地和環(huán)境污染，一方面降低了建筑砌塊的成本，解決了建筑砌塊生產(chǎn)原料緊缺的問題。

4.1 主要原料及要求

4.1.1 廢粘土磚再生骨料

廢粘土磚經(jīng)過破碎、篩分、去除雜質(zhì)等工序制成再生粗骨料：骨料粒徑控制在4～8 mm，堆積密度在950 kg/m3左右，一般容重較低。

4.1.2 液態(tài)渣

液態(tài)渣主要指電廠液態(tài)渣，是高溫下呈液態(tài)狀的煤灰粉驟冷后形成的粒狀殘渣。液態(tài)渣粒徑控制在2～4 mm，作為細(xì)骨料。

4.1.3 粉煤灰

粉煤灰是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細(xì)灰，又稱飛灰、煙灰。

4.1.4 水泥

水泥要求為：普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度在32.5 MPa以上；硅酸鹽水泥強(qiáng)度在PI等級32.5 MPa以上；復(fù)合礦渣水泥強(qiáng)度在32.5 MPa等級以上。

4.2 廢粘土磚的處理加工過程

廢粘土磚在搜集后，應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚?，使之成為符合要求的再生粗骨料，具體處理加工過程，如圖3。

4.3 工藝流程

利用廢粘土磚生產(chǎn)輕集料砌塊的工藝流程如圖4所示。

4.4 利用廢粘土磚制生產(chǎn)輕集料砌塊的養(yǎng)護(hù)方式

利用廢粘土磚制生產(chǎn)輕集料砌塊的養(yǎng)護(hù)可以采用自然養(yǎng)護(hù)，時間為28 d，澆水周期為1周，前3 d每天澆水一次，第4～7 d隔天澆水。也可以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，工藝條件為靜養(yǎng)2 h，升溫3 h升，至55℃，恒溫7 h，降溫1 h，然后出窯再進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，澆水周期為1周，前3 d每天澆水一次，第4～7 d隔天澆水。

4.5 實際操作與結(jié)果分析

4.5.1 實際操作一

將18份水泥PO32.5，6.0份水，廢粘土磚再生料43份，液態(tài)渣31份，粉煤灰8份，攪拌混合均勻后，采用常用砌塊的振動加壓成型，蒸汽養(yǎng)護(hù)，澆水7 d制備輕集料砌塊。

結(jié)果分析：經(jīng)檢測輕集料砌塊容重為800 kg/m3，強(qiáng)度為5.5 MPa，性能指標(biāo)符合GB/T15229—2002標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.5.2 實際操作二

將13份水泥PO32.5，4.4份水，廢粘土磚再生料40份，液態(tài)渣35份，粉煤灰12份，攪拌混合均勻后，采用常用砌塊的振動加壓成型，自然養(yǎng)護(hù)，澆水7 d制備輕集料砌塊。

結(jié)果分析：經(jīng)檢測輕集料砌塊容重為810 kg/m3，強(qiáng)度為3.7 MPa，性能指標(biāo)符合GB/T15229—2002標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.6 小結(jié)

4.6.1 此技術(shù)把經(jīng)過加工以后的廢粘土磚用做粗骨料，工業(yè)廢渣液態(tài)渣作為細(xì)骨料，粉煤灰作為填充料，采用粗細(xì)多粒徑配比，生產(chǎn)的砌塊結(jié)構(gòu)緊密，各項性能指標(biāo)均符合GB/T15229—2002標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.6.2 生產(chǎn)工藝簡單，無三廢排放，符合國家節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。

4.6.3 此技術(shù)解決了廢粘土磚難處理的問題，既保護(hù)了環(huán)境又節(jié)約了土地。

5 我國目前存在的問題和建議

5.1 加強(qiáng)政策法律法規(guī)的完善

我國建筑垃圾的回收起于20世紀(jì)90年代，到目前為止僅有十幾年的歷史，法律、法規(guī)的完善是目前急需解決的問題，也是解決我國建筑垃圾問題最為直接有效的方法。從目前我國已有的法律法規(guī)來看，主要是一些原則性的規(guī)定，而不曾涉及操作性的問題，主要表現(xiàn)在：缺乏建筑垃圾減量化排放和資源化利用的指標(biāo)體系、監(jiān)測體系，以及扶持、獎懲、考核制度等。因此，法律法規(guī)的完善應(yīng)從這些方面著手。并且，政策方面應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)市場經(jīng)濟(jì)，對建筑垃圾回收產(chǎn)業(yè)進(jìn)行鼓勵，給予必要的支持和稅收減免。

5.2 加強(qiáng)建筑垃圾回收利用的科學(xué)研究

目前我國建筑垃圾回收循環(huán)利用生產(chǎn)企業(yè)極少且屬于微利企業(yè)，大多數(shù)需要靠政府的扶持經(jīng)營。因此，加強(qiáng)建筑垃圾回收利用的科學(xué)研究非常重要。一方面，需要加強(qiáng)建筑垃圾回收利用新技術(shù)的開發(fā)和傳統(tǒng)技術(shù)的提升；另一方面，應(yīng)重視建筑垃圾回收利用政策、管理方面的研究，為建立完善的指標(biāo)、監(jiān)測體系，以及有利于激勵建筑垃圾回收利用的政策措施提供科學(xué)依據(jù)。

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Study on construction waste recycling

LIU Chenglin1,XUE Yongmei2,YANG Yao3
（1.Environmental Science and Safety Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China;2.Tianjin Yuchuan Building Materials Co.,Ltd.,Tianjin 300457,China;3.Environmental Science and Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China）

Recycling is the essential way for the construction waste disposal in the future.Based on the comparable analysis of policies,regulations and laws,and current situation of construction waste recycling both home and abroad,an investigation was made on the recycling cases,and the general recycling process was summarized.According to the existing recycling methods,an advanced and practical method of construction waste recycling was introduced.Finally the existing problems were analyzed and some suggestions were proposed,so as to provide references for the development of construction waste recycling.

construction waste;resource;recycling and reuse

X799.1

A

1674－0912（2012）08－0015－05

2012－06－05）