建筑垃圾在市政工程中再利用的可行性分析

【摘要】本文從分析建筑垃圾的種類、力學特性、經濟性及可持續性入手，探討建筑垃圾在市政建設工程利用的可行性。

【關鍵詞】建筑垃圾；力學特性

我國的城市建設正處在高峰期，對老城區及城中村改造過程必然產生大量建筑垃圾。過去，對建筑垃圾采用集中填埋的方式，這樣的方式浪費土地資源，如果處置不當將還影響生態環境。無害化，再利用是對建筑垃圾處理的方向，將建筑垃圾就近用于市政工程建設是最佳的處置方式。本文從分析建筑垃圾的種類、水溫穩定性、力學特性、經濟性及可持續性入手，探討建筑垃圾在市政建設工程利用的可行性。

1、建筑垃圾的分類

（1）土方開挖類。來源于建筑物的基礎及地下部分的開挖，可細分為淺表層和深層。淺表層可以用來做園林綠化用種植土壤，深層的可以作為綠化造型胚胎土以及道路半剛性基礎用材料。

（2）建筑物、構筑物拆除類。建筑物和構筑物拆除主要產生磚、石、混凝土塊、鋼鐵、木材、石膏等。通常鋼鐵、木材類是易回收利用的材料，但磚石、砂漿、混凝土塊、石膏等固體廢棄物不易處理，既占用空間又容易造成環境污染，是本文重點研究的對象。

（3）城市道路開挖。主要產生瀝青拌合料、水泥穩定碎石、石灰土等。目前我國已嘗試并推廣采用道路再生方法對此類垃圾進行處理，取得好的成果。

（4）工程建設產生的廢棄物。砂石料、混凝土廢料等，這種垃圾的性質等同于建筑物、構筑物拆除類。

2、建筑垃圾分揀加工

拆遷現場將建筑物用破碎錘等工具破碎后初步分揀，分離混凝土塊（含石塊）、建筑碎磚、粉煤灰砌塊、沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細顆粒物），并分別運輸存放。混凝土塊（含石塊）采用破碎機進一步破碎，電磁分離鋼鐵雜質，用篩分設備篩分得到較大粒徑集料，然后二次破碎并篩分得到各粒徑的集料；建筑碎磚也是通過以上工藝粉碎得到集料；粉煤灰砌塊可以再回收制作新砌塊；沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細顆粒物）直接送到施工場地進行路拌施工處理。

3、建筑垃圾的水溫穩定性及力學特性

（1）沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細顆粒物）初步判斷為粘聚力底，遇水軟化，對此種集料打碎并摻假12%石灰處理并制件。制作試件，重型擊實，養護7天測試抗壓強度如下（表一）

經計算試件無側限抗壓強度代表值為0.81MPa，大于規范規定值0.8MPa。通過實驗證明，該種細集料經過水泥穩定后滿足各級道路底基層所用材料。

（2）建筑碎磚由于自身吸水率較大、強度也較低，經粉碎成粒料后，強度仍接近規范規定值11.3MPa，可以作為廣場磚、綠化磚等骨料。

（3）石塊、混凝土塊粉碎后獲得粗集料。外觀與經粉碎石頭得到石子類似，需要通過實驗獲得壓碎值、吸水率等主要力學指標（以10-20mm為例）。（表二）

通過以上數據我們看到，此類集料滿足規范中對集料的要求，我們進一步分析下用此類集料制作水泥穩定碎石的路用性能是否滿足。

粗集料采用混凝土塊粉碎的10-30mm碎石、10-20mm碎石、5-10mm碎石；細集料采用混凝土塊粉碎0-5mm石屑；水泥采用道路p.s.a 32.5級道路用水泥，按標準質檢養護后測試。

實驗說明了，在正常的水泥劑量的情況下，混凝土粉碎得到的集料制作的水泥穩定碎石強度完全能滿足繁重交通的路用標準。

綜上所述，建筑垃圾是可以使用在市政工程上的，但要注意使用部位和方式。有的市政工程將未加工處理的建筑垃圾直接作為路基填料，修建成的道路在使用幾年后出現不均勻沉降，局部路面開裂；埋深較深的建筑垃圾由于空隙大，地下水存儲于空隙中，造成地下管網維修困難；整路段填筑建筑垃圾造成緊鄰水系水體污染等病害。因此建筑垃圾再利用必須經過適當加工處理。

4、建筑垃圾再利用的經濟和可持續性分析

某市一條擬建道路全長6.5公里，原有道路為11米寬的混凝土路，道路兩側是磚混結構平房，初步測算拆除后獲得3.7萬立方建筑垃圾。改建后道路為22米寬，道路基層設計為2步石灰土加1步18cm水泥穩定碎石。前面的力學分析我們可以看到，基層水穩骨料是可以使用破碎的混凝土產生的骨料替代的，可以節省投資168.8萬元的直接工程投資，經濟效果非常顯著。另外，其余的建筑垃圾骨科可以用來制作廣場磚、綠道用骨料等用于兩側人行道、綠道。這樣一來，此項目的建筑垃圾被大批量被利用，減少了填埋場地的需求，節約了土地資源；減少了礦山的開發，保護了自然環境，產生積極的生態環境效益。這樣的做法也說明了建筑材料可在建設工程中具循環利用，建筑材料的可持續性推廣后有極大的經濟效益和社會效益。

總之，本文從力學性質、經濟性和可持續性分析了從建筑垃圾在市政工程應用的可行性。建筑垃圾再利用要從垃圾分類、回收開始，再經破碎篩選到再生應用，是一個涉及面比較廣的系統性工程，若推廣則需要建立配套的作業方式、管理規范和政策措施，比如推行建筑垃圾分類處理，集中回收；以經濟杠桿調節建筑垃圾的處理行為；以政策引導市政工程使用再生材料。

作者簡介：

張建剛（1976.10-）男，本科，籍貫：東營市，職稱：高級，研究方向：城市道路與交通。