魏園方 葉少帥 周意坤
1. 上海市建筑科學研究院(集團)有限公司 上海 200032;2. 上海建科工程咨詢有限公司 上海 200032;3. 同濟大學 上海 200090
發達國家非常重視城市建筑垃圾的減量化和資源化,并將其作為保護環境、節約資源的重要目標。因國土面積小、各類資源相對匱乏,為了指引、促進建筑垃圾資源化,日本制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》,并出臺了《資源重新利用促進法》,促進廢棄混凝土、廢棄木材等建筑垃圾的再利用。
美國亦于1967年頒布了《固體廢棄物處置法》,規定了對環境違法行為的處罰措施和標準,從而對固廢回收利用產生了較大的刺激作用,通過回填、制作再生骨料等途徑實現了大量建筑垃圾的資源化。
在德國,依托《廢物處理法》、《垃圾法》等一系列法規的促進作用,廢棄土方、廢棄木板、廢棄混凝土、廢棄鋼筋以及其他建筑廢棄物回收利用率高達70%以上。
新加坡頒布的《一般廢棄物收集條例》對固體廢棄物的搜集、運輸、處置作了系統的規定,并規定收取建筑垃圾堆放費,從而增加了建筑垃圾的排放成本,從源頭上降低了建筑固廢的產生。
近年來,隨著社會的環保意識進一步增強,我國也出臺了一些關于建筑垃圾處置的規定,如《城市固體垃圾處理法》,規定產生垃圾的部門須繳納一定的垃圾處理費。2010年9月25日又出臺了《建筑垃圾處理技術規范》,初步建立了建筑垃圾分類及處理制度。
建筑垃圾資源化理論研究方面,中國建筑材料科學研究總院承擔了“再生混凝土骨料和再生混凝土的性能與應用”“城市建筑廢棄物在建材工業資源化技術研究”“固體廢棄物在水泥混凝土工業的資源化利用研究”“建筑廢棄物的循環再生及其應用技術研究”等課題的研究,提出了一些建筑垃圾資源化的一些新成果、新措施[1-4]。
北京建筑工程學院2007年進行了“建筑廢棄物資源化關鍵技術與應用的研究”,并于2007年底完成了全國首座1 000 m2全級配再生骨料現澆混凝土試驗建筑的建設;2008年利用再生古建磚在崇文區前門大街完成了一個示范院的建設。
從整體看,國內建筑垃圾資源化理論方面研究較多,但是在實際的施工現場,建筑垃圾資源化仍局限于簡單的處理,如垃圾粉碎后回填等。為此,本文擬針對施工現場建筑垃圾的不同組成,提出操作性相對較強的施工現場固體廢棄物回收再利用措施,以提高建筑垃圾資源化水平。
按照垃圾的組成成分劃分,施工現場建筑垃圾可分為渣土、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。
不同結構形式的建筑施工產生的垃圾組成不同,根據統計數據,施工產生的建筑垃圾中,超過50%固廢為廢棄磚塊及廢棄混凝土塊,因此本文以碎磚以及廢棄混凝土為重點,探索施工現場固廢的回收再利用技術。
通過對施工現場廢棄物組成分析,施工現場大多數廢棄物經過分揀、剔除或粉碎后,可以作為再生資源使用,如表1所示。

表1 施工現場廢棄物回收再利用可行性
2.2.1 施工現場垃圾破碎后回收再利用
施工現場建筑垃圾一般集中堆放后再外運出去進行處理,在堆放、外運的過程中不僅成本較高,對施工場地以及周圍環境也可能造成一定的揚塵污染。為此,本文考慮在施工現場建立施工現場廢棄物綜合回收再利用系統,以減少施工垃圾外運量,實現現場回收再利用,即建筑垃圾在各樓層進行收集、分揀,分揀的目的是將垃圾中的廢鋼筋、鐵絲、木材及其他雜物揀去。同時,對廢渣中的碎磚塊也分揀出來分別堆放,以便加工出不同的再生骨料。破碎時根據工程用料需要的細度,用破碎機進行破碎。破碎后的粗骨料可以用于回填,破碎后的細骨料可以用于生產環保型磚塊或者用于抹灰砂漿。
通過該系統,建筑垃圾在樓層清理過程得到分類,鋼材類、木材、塑料類可直接回收;廢棄砌塊、廢棄混凝土塊等處理后再利用,可節省垃圾的外運成本。
2.2.2 固體廢棄物作夯擴樁填料
利用建筑固體廢棄物作夯擴樁填料稱為復合載體夯擴樁,復合載體夯擴樁即是由上部鋼筋混凝土結構的樁身和下部復合載體組成的,其中復合載體以碎石、碎磚、廢棄混凝土塊等建筑垃圾作為填充料,在持力層內夯實加固后形成擠密實體。
復合載體夯擴樁施工過程中,采用細長錘在護筒內邊打邊沉,待沉到設計標高后,分批向孔內投入建筑垃圾(碎石、碎磚、混凝土塊等),再用細長錘反復夯實、擠密,在樁端處形成復合載體,接著放入鋼筋籠,澆注樁身(傳力桿)混凝土而成。
為更好地擠密土層,在填充料的選擇上優先選用質地堅硬的塊狀垃圾,如碎磚、碎石、碎混凝土塊等,不得使用粉狀物。填充料的幾何尺寸應控制在50~150 mm,徑向尺寸最大不應超過250 mm。
復合載體夯擴樁不僅施工工藝簡單、施工質量容易控制,更重要的是可以消納大量施工現場固體垃圾,減少現場垃圾外運量,從而實現綠色施工。
2.2.3 其他零星垃圾再利用
施工現場廢舊模板數量也較多,從回收再利用的角度,廢舊模板可用于制作綠化柵欄,也可用于制作構件存放池、消防沙箱等。對于施工現場混凝土余料,可直接用于制作零星混凝土構件,如制作過梁、排水溝蓋板等(圖1、圖2)。

圖1 廢模板制作綠化柵欄

圖2 廢模板制作消防沙箱
隨著我國城市化進程的不斷加快以及社會大眾環保意識的增強,建筑垃圾的資源化正受到越來越多的重視。本文提出的建立施工現場垃圾綜合回收再利用系統,建筑殘渣破碎后粗骨料回填、細骨料制磚;固體廢棄物作夯擴樁填料、廢棄模板制作綠化柵欄、扣件存放池、消防沙箱等施工現場廢棄物回收再利用措施,在工地現場具有一定的可操作性。希望通過本文的研究,促進施工現場垃圾的資源化的實現[5-8]。