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对建筑废弃物再生利用的思考
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内容提示：本文对国内外建筑垃圾的管理现状及综合利用技术进行了阐述,分析了建筑垃圾的成分、特征以及我国建筑垃圾综合利用和管理方面的问题,并结合抗震救灾中建筑垃圾问题,提出看法和建议。
我国城市化进程正在大踏步向前迈进, 同时面临着土地、资源、人口、环境相互制约的 4 大难题。（参考《建筑中文网》）建筑垃圾加剧了土地、资源的紧张局面,严重影响到社会经济和生态环境的协调发展。加强建筑垃圾的综合利用迫在眉睫。因此,一定要把建筑垃圾的综合利用作为一个重大战略来考虑。
建筑垃圾的管理是城市管理的重要环节。建筑垃圾是在建( 构) 筑物的建设、维修、拆除过程中产生的, 主要为固体废弃物, 包括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。将其回收作为建筑材料, 是建筑垃圾回收利用的有效手段。
1 建筑垃圾的种类及分布
建筑垃圾主要包括: 旧城改造过程中拆除旧建筑产生的建筑垃圾; 建筑物在施工过程中产生的建筑垃圾。表 1 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。
从表 1 可见建筑施工垃圾的成分以及各自所占比例。对不同结构形式的建筑工地, 垃圾组成比例略有不同。而垃圾数量因施工管理情况不同在各工地差异很大。
中国香港特区旧城改造和建筑施工中建筑垃圾的典型组成和比例见图 1、图 2。
由图 1、图 2 可知, 香港进行旧城改造时产生的建筑垃圾主要是加固混凝土、混凝土、渣土, 其总和达到 65% 。而建筑施工中产生的垃圾主要是渣土、碎石、木材, 其总和达到 55% 。1998 年, 香港特区的建筑垃圾产生量约为 32710t/d。为了处理如此大量的建筑垃圾, 香港采用了如下战略: 将其中的惰性部分( 如沙子、砖头和混凝土) 进行回收利用; 非惰性部分( 如竹子、塑料、木材、纸、蔬菜和其他有机物)作为废物在填埋场填埋。香港特区历年建筑垃圾的产生量统计见图 3, 建筑垃圾中惰性与非惰性部分的比例见图 4。
2 建筑垃圾用途
建筑垃圾不是“垃圾”,是一种可再生资源。建筑垃圾的主要成分有:土、渣土、废钢筋、废铁丝和各种废钢配件、金属管线废料、废竹木、木屑、刨花、各种装饰材料的包装箱、包装袋、散落的砂浆和混凝土、碎砖和碎混凝土块、搬运过程中散落的黄砂、石子和块石等,这些材料约占建筑施工垃圾总量的80% 。不同结构形式的建筑工地,垃圾组成比例略有不同;施工管理水平不同,垃圾数量差异也很大。建筑垃圾中的许多废弃物经过分捡、剔除或粉碎后,大多可作为再生资源重新利用,如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属,经分拣、集中、重新回炉后,可以再加工制造成各种规格的钢材;废竹木材则可以用于制造人造木材;砖、石、混凝土等废料经破碎后,可以代砂,用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、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;砖、瓦经清理可以重复使用;废砖、瓦、混凝土经破碎筛分、清洗后,可以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、非承重混凝土空心砌块、混凝土空心隔墙板或蒸压粉煤灰砖等。
2008 年 5 月 12 日发生在四川汶川的地震灾害, 受灾面积超过 10 万平方公里, 建筑垃圾堆积如山, 这是重建工作面临的首要问题。如果按照通常惯用的做法, 只能运输到某地堆放, 占用土地、浪费资源。能否再生利用这些建筑垃圾, 涉及到很多方面, 需要政府和相关部门的高度重视。政府应该高度重视,把灾区建筑垃圾综合利用作为发展循环经济的一项重要工作来抓。灾区的建筑垃圾不同于一般城市中的建筑垃圾, 特点是量大且集中, 首先组织专家进行调查, 制定垃圾分类及处理方式。要借鉴国外发达国家的先进经验,结合受灾地区实际,高起点、高标准、高效益地推进建筑垃圾综合利用,大力发展循环经济,彻底解决建筑垃圾无处堆放的问题。
3 国外建筑垃圾综合利用
对建筑垃圾进行分捡、剔除或粉碎后, 大多可作为再生资源重新利用。日本、美国、德国等发达国家在这些方面开展的比较早, 有很多经验和处理方法值得我们学习借鉴。
(1)日本
在日本, 建筑垃圾被视为“建筑副产品”, 十分重视将其作为可再生资源而重新开发利用。其再生材料被用于建材的原材料、道路路基、扩展陆地围海造田的填料等等。
1977 年日本政府制定了 《再生骨料和再生混凝土使用规范》, 并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂, 生产再生水泥和再生骨料, 生产规模最大的工厂可加工生产 100t/h。1991 年日本政府又制定了 《资源重新利用促进法》, 规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾, 必须送往“再资源化设施”进行处理。日本对于建筑垃圾的主导方针是: 尽可能不从施工现场排出建筑垃圾; 建筑垃圾要尽可能的重新利用; 对于重新利用有困难的则应适当予以处理。
(2)美国
①综合利用
早在 1915 年, 美国就对筑路中产生的废旧沥青进行研究利用。据有关资料介绍,美国每年产生城市垃圾 8 亿吨,其中建筑垃圾 3.25 亿吨,占城市垃圾总量的 40%,经过分拣、加工进行转化,再生利用的约占 70%,其余 30% 的建筑垃圾“填埋”(利用)在需要的地方。
②分级处理
美国的建筑垃圾综合利用大致可以分为 3 个级别:①“低级利用”,即现场分拣利用,一般性回填等,占建筑垃圾总量的 50%￣60% ; ②“中级利用”,即用作建筑物或道路的基础材料,经处理厂加工成骨料,再制成各种建筑用砖等,约占建筑垃圾总量的40% 。美国的大中城市均建立建筑垃圾处理厂,负责本市区建筑垃圾的处理; ③“高级利用”,如将建筑垃圾还原成水泥、沥青等再利用(这部分利用的比例不高)。
③ “四化”管理
“四化”管理为建筑垃圾的 “减量化”、“资源化”、“无害化”和建筑垃圾综合利用“产业化”。美国对减量化特别重视,从标准、规范政策、法规, 从政府的控制措施到企业的自律行为, 从建筑设计到现场施工, 从优胜劣汰建材到现场使用规程,无一不是限制建筑垃圾的产生,鼓励和奖励建筑垃圾“零”排放。这种源头控制方式可减少资源开采、减少制造和运输成本、减少对环境的破坏,比各种末端治理更为有效。美国还把处理建筑垃圾作为一个新兴产业来培育,深入探讨如何使建筑垃圾处理形成新的产业。据统计,20 世纪末发达国家再生资源产业规模为 2500 亿美元, 到本世纪初已增至 6000 亿美元,预计 2010 年可达 18000 亿美元。
④法律规范
在长达近一个世纪的实践中,美国在建筑垃圾处理方面,形成了一系列完整、全面、有效的管理措施和政策、法规。在建筑垃圾管理政策方面,已经演变了“三代”。第一代是基于政府主导的命令与控制方法,通过行政手段实现污染控制; 第二代是基于市场的经济刺激手段,强调企业在建筑垃圾产生方面的源头削减作用; 第三代是在进一步完善政策的基础上实现政府倡导和企业自律的结合,提高广大公众的参与意识和参与能力。
美国政府制定了《超级基金法》, 规定: “任何生产有工业废弃物的企业, 必须自行妥善处理, 不得擅自随意倾卸”。从而在源头上限制了建筑垃圾的产生量, 促使各企业自觉的寻求建筑垃圾资源化利用途径。美国住宅营造商协会正在推广一种“资源保护屋”, 其墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建成的, 屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的, 所用的板材是锯末和碎木料加上 20% 的聚乙烯制成, 屋面的主要原料是旧的报纸和纸板箱。这种住宅不仅积极利用了废弃的金属、木料、纸板,而且比较好的解决了住房紧张和环境保护之间的矛盾。
此外, 美国的 CYCLEAN 公司采用微波技术,可以100% 的回收利用再生旧沥青路面料, 其质量与新拌沥青路面料相同, 而成本可降低 1/3, 同时节约了垃圾清运和处理等费用, 大大减轻了城市的环境污染; 对已经过预处理的建筑垃圾, 则运往“再资源化处理中心”, 采用焚烧法进行集中处理。
(3)法国
CSTB 公司是欧洲首屈一指的 “废物及建筑业”集团, 专门统筹欧洲的“废物及建筑业”业务。公司提出的废物管理整体方案有两大目标: 一是通过对新设计建筑产品的环保特性进行研究, 从源头控制工地废物的产量; 二是在施工、改善及清拆工程中, 通过对工地废物的生产及收集作出预测评估,以确定有关的回收应用程序, 从而提升废物管理的层次。该公司以强大的数据库为基础, 使用软件工具对建筑垃圾进行从产生到处理的全过程分析控制, 以协助在建筑物使用寿命期内的不同阶段作出决策。例如可评估建筑产品的整体环保; 可依据有关执行过程、维修类别, 以及不同的建筑物清拆类型, 对减少某种产品所产生的废物量进行评估; 可向顾问人员、总承建商, 以及承包机构( 客户), 就某一产品或产品系列对环保及健康影响提供相关的概览资料; 可以对废物管理所需的程序及物料作出预测; 可根据废物的最终用途或质量制订运输方案; 就任何使用“再造”原料的新工艺, 在技术、经济及环境方面的可行性作出评核, 而且可估计产品的性能。
建筑垃圾的管理是城市管理的重要环节。建筑垃圾是在建( 构) 筑物的建设、维修、拆除过程中产生的, 主要为固体废弃物, 包括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。将其回收作为建筑材料, 是建筑垃圾回收利用的有效手段。
1 建筑垃圾的种类及分布
建筑垃圾主要包括: 旧城改造过程中拆除旧建筑产生的建筑垃圾; 建筑物在施工过程中产生的建筑垃圾。表 1 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。
从表 1 可见建筑施工垃圾的成分以及各自所占比例。对不同结构形式的建筑工地, 垃圾组成比例略有不同。而垃圾数量因施工管理情况不同在各工地差异很大。
中国香港特区旧城改造和建筑施工中建筑垃圾的典型组成和比例见图 1、图 2。
由图 1、图 2 可知, 香港进行旧城改造时产生的建筑垃圾主要是加固混凝土、混凝土、渣土, 其总和达到 65% 。而建筑施工中产生的垃圾主要是渣土、碎石、木材, 其总和达到 55% 。1998 年, 香港特区的建筑垃圾产生量约为 32710t/d。为了处理如此大量的建筑垃圾, 香港采用了如下战略: 将其中的惰性部分( 如沙子、砖头和混凝土) 进行回收利用; 非惰性部分( 如竹子、塑料、木材、纸、蔬菜和其他有机物)作为废物在填埋场填埋。香港特区历年建筑垃圾的产生量统计见图 3, 建筑垃圾中惰性与非惰性部分的比例见图 4。
2 建筑垃圾用途
建筑垃圾不是“垃圾”,是一种可再生资源。建筑垃圾的主要成分有:土、渣土、废钢筋、废铁丝和各种废钢配件、金属管线废料、废竹木、木屑、刨花、各种装饰材料的包装箱、包装袋、散落的砂浆和混凝土、碎砖和碎混凝土块、搬运过程中散落的黄砂、石子和块石等,这些材料约占建筑施工垃圾总量的80% 。不同结构形式的建筑工地,垃圾组成比例略有不同;施工管理水平不同,垃圾数量差异也很大。建筑垃圾中的许多废弃物经过分捡、剔除或粉碎后,大多可作为再生资源重新利用,如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属,经分拣、集中、重新回炉后,可以再加工制造成各种规格的钢材;废竹木材则可以用于制造人造木材;砖、石、混凝土等废料经破碎后,可以代砂,用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、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;砖、瓦经清理可以重复使用;废砖、瓦、混凝土经破碎筛分、清洗后,可以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、非承重混凝土空心砌块、混凝土空心隔墙板或蒸压粉煤灰砖等。
2008 年 5 月 12 日发生在四川汶川的地震灾害, 受灾面积超过 10 万平方公里, 建筑垃圾堆积如山, 这是重建工作面临的首要问题。如果按照通常惯用的做法, 只能运输到某地堆放, 占用土地、浪费资源。能否再生利用这些建筑垃圾, 涉及到很多方面, 需要政府和相关部门的高度重视。政府应该高度重视,把灾区建筑垃圾综合利用作为发展循环经济的一项重要工作来抓。灾区的建筑垃圾不同于一般城市中的建筑垃圾, 特点是量大且集中, 首先组织专家进行调查, 制定垃圾分类及处理方式。要借鉴国外发达国家的先进经验,结合受灾地区实际,高起点、高标准、高效益地推进建筑垃圾综合利用,大力发展循环经济,彻底解决建筑垃圾无处堆放的问题。
3 国外建筑垃圾综合利用
对建筑垃圾进行分捡、剔除或粉碎后, 大多可作为再生资源重新利用。日本、美国、德国等发达国家在这些方面开展的比较早, 有很多经验和处理方法值得我们学习借鉴。
(1)日本
在日本, 建筑垃圾被视为“建筑副产品”, 十分重视将其作为可再生资源而重新开发利用。其再生材料被用于建材的原材料、道路路基、扩展陆地围海造田的填料等等。
1977 年日本政府制定了 《再生骨料和再生混凝土使用规范》, 并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂, 生产再生水泥和再生骨料, 生产规模最大的工厂可加工生产 100t/h。1991 年日本政府又制定了 《资源重新利用促进法》, 规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾, 必须送往“再资源化设施”进行处理。日本对于建筑垃圾的主导方针是: 尽可能不从施工现场排出建筑垃圾; 建筑垃圾要尽可能的重新利用; 对于重新利用有困难的则应适当予以处理。
(2)美国
①综合利用
早在 1915 年, 美国就对筑路中产生的废旧沥青进行研究利用。据有关资料介绍,美国每年产生城市垃圾 8 亿吨,其中建筑垃圾 3.25 亿吨,占城市垃圾总量的 40%,经过分拣、加工进行转化,再生利用的约占 70%,其余 30% 的建筑垃圾“填埋”(利用)在需要的地方。
②分级处理
美国的建筑垃圾综合利用大致可以分为 3 个级别:①“低级利用”,即现场分拣利用,一般性回填等,占建筑垃圾总量的 50%￣60% ; ②“中级利用”,即用作建筑物或道路的基础材料,经处理厂加工成骨料,再制成各种建筑用砖等,约占建筑垃圾总量的40% 。美国的大中城市均建立建筑垃圾处理厂,负责本市区建筑垃圾的处理; ③“高级利用”,如将建筑垃圾还原成水泥、沥青等再利用(这部分利用的比例不高)。
③ “四化”管理
“四化”管理为建筑垃圾的 “减量化”、“资源化”、“无害化”和建筑垃圾综合利用“产业化”。美国对减量化特别重视,从标准、规范政策、法规, 从政府的控制措施到企业的自律行为, 从建筑设计到现场施工, 从优胜劣汰建材到现场使用规程,无一不是限制建筑垃圾的产生,鼓励和奖励建筑垃圾“零”排放。这种源头控制方式可减少资源开采、减少制造和运输成本、减少对环境的破坏,比各种末端治理更为有效。美国还把处理建筑垃圾作为一个新兴产业来培育,深入探讨如何使建筑垃圾处理形成新的产业。据统计,20 世纪末发达国家再生资源产业规模为 2500 亿美元, 到本世纪初已增至 6000 亿美元,预计 2010 年可达 18000 亿美元。
④法律规范
在长达近一个世纪的实践中,美国在建筑垃圾处理方面,形成了一系列完整、全面、有效的管理措施和政策、法规。在建筑垃圾管理政策方面,已经演变了“三代”。第一代是基于政府主导的命令与控制方法,通过行政手段实现污染控制; 第二代是基于市场的经济刺激手段,强调企业在建筑垃圾产生方面的源头削减作用; 第三代是在进一步完善政策的基础上实现政府倡导和企业自律的结合,提高广大公众的参与意识和参与能力。
美国政府制定了《超级基金法》, 规定: “任何生产有工业废弃物的企业, 必须自行妥善处理, 不得擅自随意倾卸”。从而在源头上限制了建筑垃圾的产生量, 促使各企业自觉的寻求建筑垃圾资源化利用途径。美国住宅营造商协会正在推广一种“资源保护屋”, 其墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建成的, 屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的, 所用的板材是锯末和碎木料加上 20% 的聚乙烯制成, 屋面的主要原料是旧的报纸和纸板箱。这种住宅不仅积极利用了废弃的金属、木料、纸板,而且比较好的解决了住房紧张和环境保护之间的矛盾。
此外, 美国的 CYCLEAN 公司采用微波技术,可以100% 的回收利用再生旧沥青路面料, 其质量与新拌沥青路面料相同, 而成本可降低 1/3, 同时节约了垃圾清运和处理等费用, 大大减轻了城市的环境污染; 对已经过预处理的建筑垃圾, 则运往“再资源化处理中心”, 采用焚烧法进行集中处理。
(3)法国
CSTB 公司是欧洲首屈一指的 “废物及建筑业”集团, 专门统筹欧洲的“废物及建筑业”业务。公司提出的废物管理整体方案有两大目标: 一是通过对新设计建筑产品的环保特性进行研究, 从源头控制工地废物的产量; 二是在施工、改善及清拆工程中, 通过对工地废物的生产及收集作出预测评估,以确定有关的回收应用程序, 从而提升废物管理的层次。该公司以强大的数据库为基础, 使用软件工具对建筑垃圾进行从产生到处理的全过程分析控制, 以协助在建筑物使用寿命期内的不同阶段作出决策。例如可评估建筑产品的整体环保; 可依据有关执行过程、维修类别, 以及不同的建筑物清拆类型, 对减少某种产品所产生的废物量进行评估; 可向顾问人员、总承建商, 以及承包机构( 客户), 就某一产品或产品系列对环保及健康影响提供相关的概览资料; 可以对废物管理所需的程序及物料作出预测; 可根据废物的最终用途或质量制订运输方案; 就任何使用“再造”原料的新工艺, 在技术、经济及环境方面的可行性作出评核, 而且可估计产品的性能。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201005/14338.htm
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