建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用（共8篇）

篇1：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

建筑垃圾的危害以及再生利用

建筑垃圾是指建设、施工单位或个人在建筑物的建设、维修、拆除过程中产生的垃圾，是一个比较笼统的概念。其主要组成为固体废弃物，如废混凝土块、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。随着城市建设步伐的加快，工程建设增多，建筑垃圾的产生量也高速增长。有关统计显示，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％~40％；在每万平方米建筑的施工过程中，仅建筑垃圾就会产生500~600 吨。随着城市建设进程的加快, 建筑垃圾的不断增加, 建筑垃圾的危害也越来越明显, 已经到了必须彻底治理的时候。

探讨问题：简述一下建筑垃圾的危害以及再生利用以发展循环经济(结合课本246页固体废弃物的利用与处置)

可从以下几个方面着手准备：

① 建筑垃圾的组成与特点

② 建筑垃圾的危害（可以从对环境等方面讨论）

③ 为发展循环经济，建筑垃圾可再生利用的途径及存在的问题 ④ 为促进建筑垃圾资源化循环再生利用，可以提出哪些建议。随机发挥。

篇2：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

关键词：废弃混凝土移动破碎站,建筑垃圾再生利用

描述：中意矿机推出的废弃混凝土移动破碎站有效的解决了城市建筑垃圾问题，实现建筑垃圾再生利用，为郑州市绿色经济的发展做出了巨大的贡献，快速的解决了郑州市建筑垃圾堆积如山的现状。

郑州市经济的快速发展给市民带来了很大的效益，郑州市城市面貌也是日新月异，但是在郑州市的一个地方堆放着大量的建筑垃圾，已经形成了很大的建筑垃圾山，据了解，这都是附近一些建筑工地所产生的建筑垃圾而倾倒、堆放的，这不但严重影响了郑州的市容市貌，也给城市带来了很大的环境污染，当遇到大风天气，这里便粉尘污染严重，给周围的居民生活带来了很大的污染和不便，郑州市政府提高了对该建筑垃圾山解决的重视力度。

中意矿机废弃混凝土移动破碎站能够将建筑垃圾破碎、筛分为再生骨料，用于再生砖、再生混凝土等的制造，不但有效的解决了城市建筑垃圾污染问题，而且还有效的实现了资源再利用，推动了城市循环经济的发展。郑州市政府鼓励和支持城市建筑垃圾再生利用，相关企业引进中意矿机废弃混凝土移动破碎站有效的解决了城市建筑垃圾堆放问题。成功的为城市绿色经济的发展做出了巨大的贡献。

篇3：建筑施工垃圾及其再生利用探讨

建设和拆除建筑物产生的建筑垃圾是城市固体垃圾的一个重要的组成部分, 据初步测算, 我国建筑垃圾占城市固体垃圾总量的20%-30%。这些垃圾基本上是填埋了, 这样处理一方面占用大量的填埋场地、湖泊, 污染了环境;另一方面建筑垃圾的运输和填埋需要大量的费用, 而且该项费用将越来越高。对建筑垃圾处理最经济有效的方法之一是源头削减法, 即减少垃圾废料的产生和对垃圾废料进行回收利用。本文主要对于建筑施工垃圾再生利用相关问题进行探讨, 有利于绿色环保施工的开展。

2 建筑垃圾的再生利用

2.1 国外建筑垃圾的再生利用

日本由于国土面积小, 资源相对匮乏, 因此, 将建筑垃圾视为“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。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, 其生产规模最大的每h可加工生产100t。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:

(1) 尽量不从施工现场排除建筑垃圾;

(2) 建筑垃圾尽可能的重新利用;

(3) 对于重新利用有困难的则应适当予以处理。

东京在1988年对于建筑垃圾的重新利用率就已达到了56%。美国政府制定的《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”。总体来讲, 这些国家大多施行的是“建筑垃圾源头削减策略”, 即在建筑垃圾形成之前, 就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化;对于产生的建筑垃圾则采用科学手段, 使其具有再生资源的功能, 如美国的CYCLEAN公司采用微波技术, 可以100%的回收应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。

2.2 回收利用途径

将建筑施工废料回收, 经分解、剔除和粉碎后, 可以作为建筑材料加以综合利用, 随着环境保护意识的加强, 各国都在加强这方面技术的研究, 发展了许多回收建筑垃圾废料用作建筑材料的应用技术, 有的已经制定出相应的技术规范, 得到了推广应用, 有的则仍处于试验研究之中。

(1) 废混凝土。

废混凝土产生于拆毁和维修建筑物。废混凝土块经破碎后可作为天然粗骨料的代用材料制作混凝土, 也可作为碎石直接用于地基加固、道路和飞机场跑道的垫层、室内地坪垫层等, 进一步粉碎后可作为细骨料, 拌制砌筑砂浆和抹灰砂浆。

(2) 废沥青混凝土。

重铺沥青混凝土路面前常要拆除旧路面, 产生大量的废沥青混凝土。发达国家高速公路的历史较长, 每年因拆除公路路面产生大量的废沥青混凝土, 对它的回收利用已成为垃圾废料用作建筑材料的主要部分之一。我国随着公路建设的发展, 每年产生废沥青混凝土的数量也逐年增加。废沥青混凝土可以作为铺筑新沥青混凝土路面的建筑材料加以回收利用。回收方法主要有冷溶回收和热熔回收两种。冷溶回收是将经粉碎后的废沥青混凝土冷溶铺在下层, 再在其上铺设新沥青混凝土路面。热熔回收是将经粉碎后的废沥青混凝土部分骨料掺入新沥青混凝土中, 掺入量可达15%-50% (重量比) 。再生沥青混凝土的质量受废沥青混凝土的质量和掺入量的影响较大, 废沥青混凝土的质量越好, 可掺入的比例越大。

(3) 施工中散落的砂浆、混凝土。

施工过程中不可避免散落大量的砂浆、混凝土。这一方面通过加强施工管理减少散落量, 另一方面可以回收利用。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, 英国已经开发了用来回收湿润砂浆和混凝士的冲洗机器。另一种可回收散落砂浆、混凝土的方法是化学回收法, 这种方法是利用聚合物将砂浆、混凝土直接粘结起来形成砌块。凝固的砂浆、混凝土还可以作为再生骨料回收利用。

(4) 碎砖块。

过烧砖、坏砖和建筑物建造、拆除中产生的碎砖块, 可以作为粗骨料拌制混凝土, 也可以作为地基处理、地坪垫层等的材料。试验表明, 当用人工破碎、质量良好的碎砖块作为粗骨料, 砖的平均按压强度为36.7MPa, 水灰比为0.88-0.54时, 碎砖混凝土的立方体抗压强度达22-42MPa, 抗泣强度比相当普通混凝土高约11%, 容重低约17%, 弹性模量约30%。

3 结语

可持续发展战略是我国的一项基本发展战略, 国家十分重视可持续性建筑材料在住宅建设中的应用情况。本文在分析国外建筑垃圾的再生利用的基础上, 重点对于建筑垃圾回收利用途径进行探讨, 对于我国绿色施工具有一定帮助。

摘要：绿色建材是一种既不破坏环境, 又能保护环境, 节约能源和资源, 满足社会发展的新型建筑材料。主要提出了我国建筑垃圾资源化与减量化的可能性和途径, 探讨了建筑垃圾的再生利用途径。

关键词：绿色建材,施工垃圾,建筑垃圾再利用,回收利用

参考文献

[1]杨敬帅, 马晓霞.建筑垃圾的再生利用研究[J].现代商贸工业, 2009, 21 (13) .

篇4：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

关键词：建筑垃圾处理可行性报告,废弃混凝土再生利用

随着中意建筑垃圾处理设备在国内昆明、杭州、深圳、天津等各大城市亮相后，建筑垃圾回收利用项目越来越受到社会各界的广泛关注。但郑州中意矿机作为建筑垃圾处理设备的专业研发生产厂家对当前的发展形势并不满意，因为，大多数的投资商对建筑垃圾回收利用项目多是处于观望状态，对该项目信心并不充足，如何将该设备实现普及，是中意矿机未来发展中面临的重大难题。

当前该设备面临的难点之一是设备价格问题。很多投资商来电询问建筑垃圾处理设备的应用领域以及市场效应，但昂贵的价格，就将客户制止千里之外，如何保障设备质量的同时降低设备的造价，是中意当前研究的课题。但结合设备的投入来说，虽然高额的设备造价让投资商头痛不已，但该设备投放市场之后其创造的利润是可喜的，以设备价格为100万元来说，投产使用后，每天可消纳1200吨的建筑垃圾，回收利用率可达90%，制成的再生骨料价格按30元/吨计算，每天可赚取3000元钱左右，减去电费、人工费、运输费以及其他杂费1000元，净利润可保持2000元左右，一年运营300天，创造的利润在60万元左右，并且剔除后的钢筋、铁丝等金属物质变卖后又是一笔利润，不到两年的时间，就可收回成本，并且投产该设备还是一项利国利民之举。

篇5：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

摘要：分析了当下农村建设所面临的历史和文化危机，以百色市田东县远街村史馆和书院设计为例，通过对远街村历史文化的调研和梳理，全面、客观地再现了远街历史、土司文化、红色文化和乡村文化景观名录，并以此为基础，应用就地取材和新乡土设计理念，以废弃的公共活动中心和旧民居为载体，打造具有历史真实性特征的村史馆和书院，探讨了在农村快速建设过程中，如何通过废弃建筑的更新利用实现历史文化的保护和延续。

关键词：风景园林；历史文化；就地取材；新乡土；远街村

中图分类号：TU986

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）09014104

引言

当下中国农村正处于一个急剧变革的年代。一方面，城市化的快速推进和蔓延导致大量村落的消失[1]；另一方面，乡村建设浪潮一浪高过一浪，大量的人力、物力和财力开始向农村集中，农村正在成为继城市之后的另一个大工地。挣扎在消亡与建设的变革漩涡中，广大农村正面临着前所未有的危机[2]。其一是历史的危机，作为人类第一次社会大分工的产物，农村有着久远的历史。在漫长的农耕年代，靠着一辈辈先民的口传心授，农村的历史得以保存下来，然而，在这个变革和浮躁的年代，农村的历史鲜有人问津，并随着村落的衰退和消亡而渐行渐远。按目前农村的发展速度和模式，可以预见在不久的将来，许多农村将成为没有历史的地方。其二是文化的危机。中国传统文化博大精深、源远流长。追根溯源，其根在农村[3]。然而伴随着大量村落和乡土景观的消亡，依附于其上的乡土文化也魂飞魄散。曾几何时，由于村落之间的文化差异，广大农村有着十里不同天的说法[4，5]。然而，随着乡土文化的消亡，千村一面将变成现实。

变革，意味着破旧立新。不必讳言，传统农村生活和生产模式已走到了历史尽头，必须顺应生产力的发展重构与之相适应的新农村模式。然而，无论农村如何变革，作为农村灵魂和根基的历史文化不能失去，皮之不存，毛将焉附呢？笔者以田东县远街屯村史馆和书院改造设计为例探讨如何适应农村的变革保留乡村的历史和文化。现状分析

田东县远街屯，一个位于右江河畔的自然屯，始建于唐，明末清初曾是思林土司府所在地，并依托于右江水道成为繁华一时的商业重埠。2015年，在新一轮乡村建设热潮中，百色市重点打造右江河谷示范带，作为右江河畔的千年古村落，远街屯首当其冲。受田东县思林镇政府的委托，笔者率项目团队对远街屯进行总体保护利用规划和设计。鉴于篇幅，本文仅围绕历史和文化立村的主题对远街屯村史馆和书院改造设计作论述。

设计选取了远街古巷上的一栋新房子和一栋老房子作为改造设计对象。前者位于古巷与土司半岛交汇处的村落中心地带，坐北朝南面向入村干道，是近年新建的公共文化活动室，框架结构，一层三开间，总宽12 m，进深7 m，虽然屋顶采用了仿古坡屋顶形式，但从结构、细节到气质与远街传统民居相差甚远，乏善可陈。由于定位模糊，又缺乏配套设施，从建成到今处于空置状态（图1）。老房子位于古巷口，是一栋保留完整的传统民居，至今有将近百年的历史，属于右江河谷平原典型的砖瓦结构民居样式，用青砖砌筑墙体，硬山式坡屋顶采用青瓦盖顶，一厅两厢面阔3间，总宽11 m，进深8 m，前临古街，后带菜园，虽左右为现代洋房包夹，但历史风韵犹存，可遥想当年盛况。老房子属于村上陈氏，前年举家搬迁进城后，老房子无人管理空置至今，经联系屋主，同意作为书院之用（图2）。设计理念

在设计之初，围绕保护和挽救远街历史文化的主题思路，设计者首先明确了设计所遵循的两个主要理念。其一是就地取材，主要包括以下几个方面：①主要建设材料取自远街本地，尤其是因拆旧建新被废弃散落在田间地头的瓦、石板、青砖和旧木头[6]；②主要建设工艺取自本地传统工艺，尤其是传统的清水墙工艺和穿斗式木工艺；③设计构图以远街传统样式为范本，如传统坡屋顶和门窗的样式、传统书架、书桌和照明灯具形式等。

就地取材除了能节约建设成本和创造就业机会外，也是保护和延续传统历史文化的最有效途径之一。就地取材从材料到工艺，从总体到细节最大程度保障了建设过程的文化真实性，在对旧文化素材重新利用的同时，无形中保护和延续了本地的历史文化。

其次是新乡土设计理念，即通过对乡土景观及文化元素的创新利用，实现传统文化景观的重生，达到保护和延续历史文化的目的[7]。新乡土设计不是为了创新而创新，而是对传统文化元素赋予新的生命力。即创新的基础和目的是保护和延续历史文化。任何文化景观都有其生存的时代背景，当传统农村生产和生活模式不能适应新的生产力要求，旧文化元素原有的功能和形式已难以满足现代农民的要求，则必须通过创新利用使其融进新农村的生活图式，从而获得重生和生命力。因此，新乡土设计的创新有如下两个基础：

在对旧文化元素的再生利用过程中最大程度保障其文化真实性与完整性；适应当下时代发展需求，融进现代农民新的生产和生活方式中。村史馆和书院设计

4.1 村史馆设计

尽管公共活动中心从外立面到室内空间布局不尽人意，但出于对历史的尊重和节约成本的考虑，设计没有对建筑进行立面和结构改动，而是围绕建设村史馆的目标，应用就地取材和新乡土理念，对公共活动中心进行合理的再生利用。设计根据其室内空间分布特点，结合村民意愿和远街历史文化特征，将村史馆分为历史文化馆、农耕文化馆和农村生活文化馆。原有中厅作为历史文化馆，两厢则分别为农耕文化馆和农村生活文化馆。历史文化馆展示内容包括远街村史、远街文化景观名录、土司文化和红色文化。为了能全面，客观再现远街历史文化，项目组做了大量调研工作，包括：查阅地方志；与村中老人和有识之士座谈；全面的田野调查。

经过一个多月的努力，梳理、整理出远街村史，并按科学、合理的分类，通过文字和照片相结合的方式，将远街历史文化遗存整理成文化景观名录[5，8]，不仅对远街历史文化有一个全面、客观的研究和再现，也对远街的文化家底作了详尽的记录和身份登记，为远街的历史文化保护和利用提供了客观依据（图3）。农耕和生活文化馆则通过文字，照片和实物相结合的方式，将远街传统生活方式、衣食住行的特点、传统农耕方式和器具作客观的还原和生动的展示。

展示空间设计主要包括入口照壁、展板、展示台和照明等。入口照壁采用传统照壁形式，长2.8 m，高3 m，由logo墙、木构、屋顶、牌匾和瓦窗等部分组成。设计采用本地旧青砖砌墙，墙中上部刷白色涂料并拓印远街logo图案。其上由本地旧木做框架形成全坡屋顶，上盖本地旧青瓦，檐下挂立本地旧木板刻成的远街村史馆牌匾起点题之用。墙两侧用本地旧青瓦做花窗，丰富立面层次感（图4）。形式简单的照壁，由于完全采用本地的材料进行建设，不仅起到了照壁的功用，也直观渲染了场所的历史感，开门见史，名副其实。

展板和展台设计同样采用了朴素，简约的理念和就地取材的手法，全部采用本地旧木通过榫卯相穿插的方式构成主体框架，并开槽嵌入木板形成展板，削低安置旧木形成展台。为了烘托乡土氛围，照明灯具采用了传统的马灯，内置节能灯起到照明的效果（图5）。

4.2 远街书院设计

新农村建设应该给农民提供读书的机会，农村也需要有藏书、读书的场所。在这种认识下，远街书院应运而生。书院以陈氏老屋为载体，功能定位为藏书、读书、文化休闲的场所，设计内容主要包括建筑修缮，书架、书桌和装饰设计等。修缮严格按照修旧如旧的原则进行，屋顶采用本地旧青瓦进行检修，破损的木窗也按原来的样式和材料修好如初。书院内部布局利用原来的中厅作为公共交流区，北厢则作为藏书和读书的区域。设计采用旧木，结合原有青砖墙柱立置书架。为了渲染书院的氛围，沿四周墙壁和中间隔断布满书架，用书来构建和围合空间，营造书海的氛围。书架的柱、梁和横板全部采用开榫和槽的方式进行穿插连接，不用一颗钉子，凸显传统木构之美。书桌和凳子同样采用旧木和榫卯结构工艺，沿用朴实至简的乡土理念，既简约粗狂又处处散发木工艺之美（图6）。灯具采用传统马灯的样式。除此之外，设计保留了屋主留下的旧木沙发和衣车，前者修缮整洁后摆设在公共交流区，后者则摆放于读书室一角，既实用，又增添了场所的历史古韵（图7）。结语

作为一个拥有几千年农耕文明的历史古国，在漫长的历史长河中，我们的先民留下了大量的生存智慧和文化遗产。历经岁月沧桑，这些遗产有的只剩下残垣断壁，隐没于荒烟野草之中，有的在时间的荒野里零落成泥碾作尘。如今，洗去岁月尘垢，她们或许并不华丽，貌不惊人，但其价值恰恰在于其所拥有的历史真实性[9]。正如许多人看来，远街村史馆和书院既没有壮丽的外立面，也没有绚烂的室内装潢，再寻常普通不过。不过，在笔者眼里，其核心价值正在于其真实性。真实地采用本地的历史材料和传统工艺，真实地再现远街的历史和文化景观，真实地融入到远街人的生活和未来里面。远街村史馆和书院应对了当下农村的历史和文化危机，并探寻了在农村急剧变革和快速建设过程中，被废弃的新房旧屋的再生利用的可能性。当然，这种可能性不是唯一的，结合农村建设发展需求，还可以作为客栈、博物馆、美食坊或文化体验作坊等。重要的是，这种可能性是建立在尊重农村历史文化，适应农村、农民的生产生活基础之上的。

参考文献：

篇6：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

1 原材料

1. 1 水泥

本研究所选用的水泥由南京中联水泥有限公司生产, 其强度等级为42. 5 的普通硅酸盐水泥, 水泥出厂试验符合标准为《通用硅酸盐水泥》 ( GB 175 - 2007) 的42. 5 级普通硅酸盐水泥标准。

1. 2 天然骨料

试验采用的天然骨料是由江苏茅迪集团有限公司生产的玄武岩骨料。骨料规格选取1#料10 - 15mm。根据《公路工程集料试验规程》 ( JTG E42 - 2005) 规定的试验方法对玄武岩骨料的压碎值、洛杉矶磨耗值、表观相对密度、吸水率、坚固性、针片状颗粒含量进行测试, 试验结果如表1。

由试验数据可知, 试验采用的天然骨料各项性能均满足规范规定的技术要求。

1. 3 砖混再生骨料

本文采用的再生骨料来源于房屋拆除后的废弃物, 由江苏武进绿和环保建材科技有限公司生产, 采取三个不同粒级; 参照我国规范《公路工程集料试验规程》 ( JTG E42 - 2005) 中各试验的操作方法, 进行一系列集料指标的试验, 试验结果汇总见表2。

2 结果及讨论

参照《公路路面基层施工技术规范》 ( JTJ 034 - 2000) 中对水稳碎石基层骨料要求, 石料的合成级配结果见表3。根据合成级配结果, 绘制砖混再生骨料的级配曲线见图1。

对比重型击实和振动击实前后级配的变化情况可以看出, 19mm筛孔和0. 075mm筛孔集料的通过率前者均小于后者, 说明振动击实效果对集料的影响程度更大, 所以在设计上应优先考虑采用最不利因素- 振动击实对砖混再生集料进行试验, 但是考虑到砖混再生集料经振动击实后材料击碎严重, 采用掺加部分天然骨料进行改性, 天然集料选用江苏茅迪集团六合公司生产的玄武岩2#集料 ( 5 - 10mm) , 砖混再生骨料分别对掺加10% 、20% 、30% 天然骨料的砖混再生骨料分别进行不加水泥的振动击实试验, 并对击实后的集料进行筛分试验, 振动击实前后的级配曲线对比图见图2 - 图4。

由以上三图可以看出: 掺加10% 天然骨料的砖混再生集料的级配组成最好, 振动击实前后级配范围均在规范规定的级配范围内, 而掺加20% 和30% 天然骨料的砖混再生集料的级配组成稍有缺陷, 经振动击实后, 19mm筛孔通过率稍稍超出级配上限。

3 结论

( 1) 按天然骨料的级配设计方法, 再生骨料经击实后出现细化, 细化后集料已经超出级配上限要求, 说明天然骨料的级配设计方法已经不再适用于再生骨料。

( 2) 增加击实后筛分指标作为再生骨料水稳碎石级配设计的关键控制指标。

( 3) 通过击实后筛分法确定了砖混再生骨料的级配确定为1#: 2#:3#: 天然骨料= 33∶ 33∶ 24∶ 10。

摘要：针对砖混再生骨料压碎值较大的缺陷开展研究, 对再生集料水泥稳定再生骨料击实后集料细化程度进行分析, 试验结果表明传统的级配设计方法设计出的级配经重型击实后集料压碎严重, 超出级配上限。因此, 砖混再生骨料在进行级配设计时, 建议增加击实后筛分控制指标作为其关键控制指标, 通过击实后筛分法确定的砖混再生骨料的最终级配为1#:2#:3#:天然骨料=33∶33∶24∶10。

关键词：路面工程,建筑垃圾,砖混再生骨料,集料细化

参考文献

[1]Poon C S, Chan D.Feasible use of recycled concrete aggregates and crushed clay brick as unbound road sub-base[J].Construction and Building Materials, 2006, 20 (8) :578-585.

[2]Tam V W Y, Tam C M.Crushed aggregate production from centralized combined and individual waste sources in Hong Kong[J].Construction and Building Materials, 2007 (21) :879–886.

[3]Bo, M W.Geotechnical properties of recycled concrete aggregate in pavement subbase applications[J].Geotechnical Testing Journal, 2012, 35 (5) :1-9.

[4]Arulrajah A, Piratheepan J, Disfani M M, et al.Resilient moduli response of recycled construction and demolition materials in pavement subbase applications[J].Journal of Materials in Civil Engineering, 2012, 25 (12) :1920-1928.

篇7：建筑垃圾-固体废弃物的现状及其再生利用

随着我国经济迅速发展,城市化进程逐步加快,地表逐渐被各种建筑物、水泥、混凝土、天然石材所覆盖。这种不透水的地面材料不能使雨水渗入地下,从而导致城市地下水位下降,而且一旦遭遇强暴雨,仅靠排水系统排水便很容易出现城市内涝,同时,不透气的路面基本不能与空气进行水分、热量的交换,不能调节地表温度和湿度,与建筑物一起形成了城市“热岛效应”[1];另一方面,随着我国工业化进程迅猛发展,在消耗大量自然资源的同时,还附带排放了很多固体废弃物,这些废弃物堆放不仅占用宝贵的土地资源,而且还对环境造成严重污染。水资源匮乏与环境污染这两大问题阻碍了国家的可持续发展,也是当前和以后很长时间内需要重点研究和解决的难题。渗水砖兼有节约水资源和治理环境污染双重功能的新型建筑材料便应运而生。

渗水砖源于荷兰,它实质上是一种具有连通开孔结构的多孔材料。日本是最早研制并推行铺装渗水砖的国家,而且取得了良好的社会和经济效益。日本INAX公司的陶瓷渗水砖于20世纪80年代就投放市场,并有严格的企业标准(见表1)。国内的渗水砖则起步比较晚,近年来也陆续出现了生产陶瓷渗水砖的企业,但多数规模比较小且不能实现连续生产。总之,国内渗水砖的研究还不是很成熟,偏重于性能方面的研究,对孔径、孔隙率的研究甚少。近年来,以工业固体废弃物为主要原料研制渗水砖成为这个领域的一个热点。

1 渗水砖的分类、特性及制备工艺

1.1 渗水砖的分类、特性

渗水砖[2]以无机非金属材料为主要原料,经成型等工艺处理后制成,具有砖体结构并且能够满足一定降雨强度雨水渗透的铺地砖。

目前,渗水砖从材质和生产工艺上可分为两大类[4],一类是以无机非金属材料(含工业固体废弃料、生活垃圾和建筑垃圾)为主要原料,通过粉碎、成型、高温烧制而成的具有较大水渗透能力、符合透水砖标准的建筑装饰材料,通常把它叫做陶瓷透水砖;另一类是以无机非金属材料为主要原料,利用有机或无机粘结剂通过成型、固化而制成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料,由于它无需烧成,所以称其为非陶瓷透水砖。

从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分为砖体本身透水的透水砖和砖体本身不透水或本身只能渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶瓷的,也有非陶瓷的。非陶瓷透水砖根据其胶凝材料不同,又分为水泥型透水砖及树脂型透水砖。

陶瓷透水砖具有很多优良的特性:(1)高透水性和保水性。由于透水砖能够使雨水迅速渗入地下,补充地下水资源[5]。另外,透水砖具有一定的孔隙率,能够蓄水,有利于调节城市温度和湿度,缓解了城市热岛效应。(2)生产和铺装透水砖可采用大量的建筑垃圾、工业废渣,从而减轻了固体废弃物对环境的污染。(3)由于透水砖内部有孔洞,所以具有良好的吸声效果,能够防止噪音污染。

1.2 渗水砖的制备工艺

由于渗水砖种类比较多,所以其制备方法和生产工艺也不甚相同,大体分为以下两种。

(1)陶瓷渗水砖(如图1)

陶瓷渗水砖制备工艺:首先是将骨料粉碎、筛分,然后根据配比进行配料,加入适量水及添加剂后搅拌均匀,将混好的料放入模具在压力机上以一定的压力压制成型,干燥8～12 h,最后升到合适的温度保温一段时间烧制,自然冷却即可。

(2)非陶瓷渗水砖(如图2)

非陶瓷渗水砖的制备工艺:首先将骨料进行清洗、破碎、筛分,然后与胶凝材料以一定配比配好,混合搅拌均匀,通过振动加压或压力加压成型,最后养护一段时间便可制成。

2 固体废弃物在渗水砖中的应用

2.1 利用尾矿研制渗水砖

尾矿是指金属或非金属矿开采出的矿石,经过矿厂选出有价值的精矿后排出的废渣。尾矿是目前我国产生量最大的固体废物,主要包括黑色金属尾矿、有色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属尾矿。2010年,我国尾矿产量约12.3亿吨,综合利用量为1.72亿吨,利用率约14%。受资源品位低、利用成本高、经济效益差、利用技术缺乏等问题制约,目前尾矿仍以堆存为主,尾矿库安全隐患问题突出。

李国昌、王萍[6]以黄金尾矿为主要原料,以煤矸石为成孔剂,分别用压制成型工艺与挤出成型工艺制备出了性能良好的多孔透水砖,得出多孔透水砖的性能与原料配比有很大关系,对于压制成型工艺,适宜的原料配比为尾矿82%,煤矸石10%,膨润土8%,高分子聚合物0.1%;对于挤出成型工艺,适宜的原料配比为尾矿75%,煤矸石10%,粘土15%,高分子聚合物0.1%。徐晓虹等人[7]利用某大型工矿企业的尾矿废渣,在不添加任何成孔剂,充分利用尾矿高温反应成孔和颗粒堆积成孔的条件下,制备出了气孔率达70.15%,渗水率达3.49×102L/m2·S,强度达24.20 MPa的渗水砖。

2.2 利用陶瓷废料、废玻璃研制渗水砖

我国是世界上第一陶瓷生产大国,根据中国陶瓷工业协会统计,2010年墙地砖产量达70亿m2,卫生陶瓷突破14 000万件。在陶瓷工业生产过程中,约有5%～26%的废弃品。根据不完全统计,全国陶瓷废料的年产量估计在1 000万t以上,如此大的陶瓷废料的堆积不仅造成了土地资源的浪费,而且还严重污染环境。

殷海荣、陈福等人[8]以陶瓷废料、废玻璃和粘土为主要原料,在合适的工艺参数下,得出了原料的最佳配比:陶瓷废料70%,废玻璃15%和粘土15%。吴建锋等人[9]以非陶瓷为主要原料,在1 100℃保温1h,制备出了透水系数为0.031 2 cm/s,抗压强度为48.9 MPa,抗折强度为7.8 MPa,耐磨性磨坑长度为21 mm,25次冻融循环不开裂(抗压强度损失率为12.7%)的渗水砖,其各项性能指标均达到并超过JC/T945-2005《透水砖》(主要技术指标见表2)的标准。

2.3 利用粉煤灰研制渗水砖

自从大规模燃煤发电开始于1920年代,许多数百万吨的火山灰和相关副产品堆积[10]。粉煤灰是煤燃烧后烟气中收捕下来的细灰,是电厂排放出的主要固体废弃物。2010年我国粉煤灰排放量将近5亿t。粉煤灰的大量堆积,不仅占用大量土地资源,而且其中的重金属离子还会通过渗入地下污染土地和水资源。粉煤灰的综合利用已迫在眉睫。饶玲丽等人[11]利用粉煤灰为主要原料制备渗水砖,得出制备达到行标的渗水砖比较适宜的工艺参数:质量比为粉煤灰40%～50%,粘土25%～35%,废地砖骨料20%～30%,废地砖骨料粒径0.45～0.6 mm,成型压力25 MPa,烧成温度1 050℃,保温时间1 h。陈平、王瑞生[12]利用粉煤灰、废瓷料为主要原料,以锯末作成孔剂,采用干压法成型,在1 100～1 150℃,制备出了透水系数为3.27×10-4 cm/s,抗压强度为19.7 MPa,抗折强度为18.4 MPa的透水砖。

2.4 利用冶炼渣研制渗水砖

钢渣是冶炼钢铁过程中产生的数量最多的土体废渣,随着冶金行业的发展,2011年我国钢渣的产生量超过9万t,其他冶炼渣的产生量和堆积量也日趋增加。根据工信部与国家发改委发布的《大宗固体废物综合利用“十二五”规划和实施方案》,要求到2015年冶炼渣的综合利用率要达到70%。

Masahide Nishigaki[13]以高炉渣为主要原料,研制出了单层、双层渗水砖,烧结工艺产生的灰烧结温度要低于等离子加热系统产生的灰,最佳生产工艺分别为:15 h升温到900℃并保温2 h以及17 h升温到1000℃并保温2 h,制备出产品的最佳性能为:抗压强度51.1 MPa,抗折强度5.60 MPa,渗透率为0.082 cm/s。Sheng-Fu Yang、Wen-Tung Chiu等人[14]采用等离子加热技术首先制备出水淬渣,然后以水淬渣、陶瓷废料为主要原料成功制备出了性能为:密度1.67 g/cm3,抗折强度8.6 MPa,抗压强度30.55 MPa,透水系数0.016 cm/s的渗水砖。丁亮、常钧[15]利用碳酸化技术养护钢渣、砂子和石子制备了渗水砖,试样的抗压强度为43.9 MPa,保水性为2.2 g/cm2,透水性为1.68 cm/s。周佳等人[16]在不使用水泥和天然骨料的情况下,使用碱激发工业废渣胶凝材料,与一定粒径的钢渣颗粒拌和,制备出了透水砖28天抗压强度可达30 MPa,抗折达5MPa,透水系数达16.50 mm/s。杨林、张洪波等人[17]利用硅锰渣作为主要原料,外掺废陶瓷为成孔剂,以7℃/min的升温速率升到1 050℃,保温30 min,制备出的渗水砖性能指标达到行标。

2.5 利用赤泥研制渗水砖

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣,它是高度碱性物质(PH值从10～13)[18,19],一般平均每生产1 t氧化铝,附带产生1～2 t赤泥。我国作为世界上第四大氧化铝生产国,2010年赤泥排放量已达3000万t,利用率仅4%。

李国昌、王萍[20]以赤泥为主要原料,在40 MPa压力下成型,在1 080℃保温60 min,制备出了抗压强度35.32 MPa,透水系数为0.028 cm/s,磨坑长度为27.35 mm的赤泥透水砖。

2.6 利用垃圾焚烧灰、污泥、淤泥研制渗水砖

据统计,我国城市污水厂每年排放湿污泥为750万t,折合干污泥为30万t。若污泥不能得到妥善处置,那么污水厂辛苦分离出的污染物便会再次污染环境,污水处理也就失去了意义。

Cheng-Fang Lin,Chung Hsin Wu[21]等人利用垃圾焚烧灰、污泥在1 150℃制备出了抗压强度为26.1MPa,吸水率为2.78%,透水系数为0.016 cm/s的渗水砖。T.L.Chen,S.Lin等人[22]利用钻孔废污泥通过造粒,在800～1 000℃烧结成颗粒料,然后将颗粒料与粘土按2∶8比例混合搅拌,在7.5～11.0 MPa压力下成型,最后在1 000～1 200℃下烧结制备渗水砖。制备出的样品抗压强度可达到107.5 MPa,透水系数0.8×10-2cm/s。于衍真等人[23]以城市生活污泥、黄河淤泥、煤矸石及砂为主要原料,成功制备了渗水砖,制备的成品抗压强度为21.8 MPa,渗水系数为1.03×10-2 cm/s。

2.7 利用磷石膏研制渗水砖

磷石膏是生产磷酸、磷肥时排出的固体废弃物。2010年我国工业副产石膏已超过1.2万t,其中磷石膏产量为5 000万t,居世界首位,利用率仅为20%。

郭泰民等人[24]以磷石膏为原料,配以天然陶瓷原料,制备出了陶瓷透水砖。最优性能为:透水系数1.92～2.01×10-2 cm/s,抗压强度40.6～45.3 MPa,磨坑长度29 mm,保水性1.0 g/cm2,抗冻性16%。

3 渗水砖的发展和应用前景

渗水砖的投入使用,为工业固体废弃物的高附加值利用提供了一条途径。同时由于其具有透水透气,防洪蓄水,除尘降噪等功能,在维护城市生态系统平衡,保护自然环境方面起着非常重要的作用。它将是建设生态城市和国家可持续发展的一个方向。

渗水砖在我国投入生产毕竟才几年时间,因此被人们接受还需要时间,目前在使用中还存在以下两方面问题:(1)透水率的衰减。通过渗水砖的水一般包含不同粒度的泥土、杂质的泥浆,这些水在透过渗水砖时必然会在孔隙中产生沉淀和吸附,久而久之沉淀量增加,导致孔隙堵塞,使得透水率一定程度的衰减,直到完全丧失透水能力。(2)铺装问题。渗水砖由于其功能特点,铺装时候要求垫层特别平整,而且,渗水砖要达到预期的透水效果,需要在铺装时采用具有透水、集水的路基,相比普通人行道路面造价,渗水路面的造价更贵,但是却降低了暴雨控制系统和排水系统的花费[25]。这些都在一定程度上加大了渗水砖的推广难度。

渗水砖作为一种缓解环境恶化的新型建筑材料,在进入市场的过程中必然需要不断进行完善,不断优化渗水砖的生产、铺装工艺,并制定出相关的技术规范和国家标准。由于渗水砖特殊的功能和性能特点,它的应用降低了暴雨控制系统和排水系统的花费,加之其优良的环保性。其发展前景是相当可观的。

摘要：介绍了渗水砖的分类、特性及主要制备工艺,概述了尾矿、陶瓷废料、废玻璃、粉煤灰、冶炼渣、赤泥、磷石膏等固体废弃物在渗水砖中的应用以及渗水砖在目前应用中存在的问题及发展前景。

篇8：建筑废弃物的再生利用探究

关键词：建筑废弃物,再生利用

1 前言

随着城市化进程的加快, 建筑物拆除后产生了大量的建筑废弃物。目前, 建材的回收技术已经较为成熟, 但建筑废弃物循环利用率仍不高。在我国, 住宅的使用平均寿命仅约有30 年。建筑废弃物中, 仍具有较高的利用价值, 而现有的拆除方式大多为机械拆除与爆破拆除, 造成了一系列如环境污染、资源浪费、占用土地等危害。深究其中的原因, 是粗放型的建筑拆除方式使得不同类别的材料未能分离, 加大了循环利用处理成本与难度。自然资源的浪费违背了低碳循环经济的目标, 若能对建筑废弃物进行再生循环利用, 有助于可持续发展。对于这一问题。解决的关键在于以精细化的建筑拆解替代粗放型的建筑拆除, 将建筑废弃物通过循环再生利用, 变废为宝, 引导建筑废弃物走向低碳循环之路。

2 建筑废弃物再生建材研究的意义及作用

2.1 意义

建筑废弃物再生循环利用是减少与消除建筑废弃物的一个重要途径。它将原有“生产→使用→废弃”转变为“生产→使用→拆除→再生循环利用”这一思路, 通过建立起建筑循环系统, 明确建筑废弃物再生利用研究的重要性。

2.2 作用

建筑废弃物再生利用对人类的生存发展有重要作用, 主要由以下这两个方面体现:

2.2.1 减少建筑废弃物的排放

研究建筑废弃物循环利用的首要意义就是通过减少垃圾排放, 改善城市环境。就是当建筑物生命结束时, 将拆除下来的材料加以处理, 并循环利用, 就能减少建筑垃圾及其浪费与污染, 即:循环利用率提高, 垃圾产生率就下降。建筑废弃物的再生利用与废弃是建筑生命末期此消彼长的两个方面。

2.2.2 节约资源

在天然建材逐渐匮乏大环境下, 以项目为单位, 从源头上解决建筑废弃物回收处理的问题。一方面, 降低使用天然原材料的成本。另一方面, 推动社会经济的可持续、良性发展。我国每年主要建筑材料生产所消耗的自然资源数量惊人 (表1) 。

数据来源:中国建筑业统计年鉴2012

数据来源:中国建筑业统计年鉴2012

3 建筑废弃物再生利用现状的研究

3.1 国内建筑废弃物再生利用研究

3.1.1 减少废弃物的排放

建筑废弃物通过再生循环利用最大限度地减少对自然能源、资源的消耗与排放。与传统的填埋处理相比, 再生利用的方式把材料恢复回原来的状态, 减缓了对天然建材的使用速度。这一领域在国内众多研究中最为广泛。

3.1.2 用于园林景观设计

建筑废弃物通过一些简单的处理用于园林景观的设计布局中能体现美学的价值。在园林施工建设中就地取材, 用拆除的废材料对园林景观进行重新塑造。如此一来, 降低了材料的采购成本, 其更深层次的意义在于提高了资源的利用率, 更是体现了循环经济的理念。

3.2 国外建筑废弃物再生利用研究

发达国家在建筑废弃物再生利用方面的研究与国内不同, 多数专家是从建筑拆解或建造体系等更深层面研究该问题, 而很少有学者只研究材料利用问题, 。对这一领域的研究也是近二十年才开展, 但研究的理论性却更强、更加透彻。

从1970 年以来, 世界各国开始对建筑废弃物再生利用进行研究、试验, 历经了三个发展阶段:第一阶段, 废弃物的处理。对建筑废弃物采取简单的就地填埋, 以达到废弃物减量化的目的。然而, 建筑废弃物的填埋虽在一定程度上减轻了建筑废弃物对城市环境的影响, 但由于采用的是被动的“尾端治理”, 不能从根本上解决建筑废弃物对环境的影响问题。第二阶段, 采取废弃物分类回收。在提出建筑废弃物再生循环利用的目标后, 世界各国开始重视从源头预防。在建筑物拆除时进行有效的分类, 按生产需要对不同材料的加以回收利用。这一举措在某种程度上降低了废弃物的排放, 并在回收利用中收获较好的经济效益。第三阶段, 通过技术手段, 使建筑废弃物再生利用, 世界各国学者对人类工业生产过程进行重新思考。从原有的“从摇篮到坟墓”的生产思路转变为“摇篮到新的摇篮”, 充分考虑到如何有效地对建筑废弃物进行回收利用, 实现循环经济。应改变以往的发展思路, 在建筑设计时就充分考虑到材料之循环利用。

4 建筑废弃物再生利用的相关技术及影响

4.1 建筑废弃物再生利用技术

建筑物拆除后, 建筑资源的再利用便是最重要的环节。建筑废弃物再生利用技术一般包括以下步骤:建筑废弃物的预处理、建筑废弃物的破碎处理、建筑废弃物的筛分处理以及最后的再生建材使用。

4.1.1 建筑废弃物的预处理

建筑物拆除、装饰装修工程剩余物料等, 混杂地收集到某一处地方, 通过人工筛分、磁力筛分、重力筛分、浮力筛分等途径将不同性质的材料进行粗筛分预处理, 为后续的工序做准备。

4.1.2 建筑废弃物的破碎处理

对废弃的混凝土进行破碎处理, 是建筑废弃物再生建材的快速方法。目前, 有鄂式破碎法、反击破碎法、圆锥式破碎法、锤式破碎法等。通过多级的破碎处理, 将废弃混凝土的骨料还原回原来的状态。

4.1.3 建筑废弃物的筛分处理

废弃混凝土通过破碎处理后, 将不同粒径的骨料再进行三级筛分处理。筛分后, 可得到不同粒径的骨料。

4.2 再生建材市场

这些通过再生循环利用得来的建筑材料需要一个中间媒介———再生建材市场, 才能真正的在建筑建造过程中使用。目前, 在国内这一方面的经营相对较为落后, 建筑废弃物回收率低且利用率也不高, 在技术含量低的区域中使用。一些发达国家的再生建材市场发展较好, 这些市场能很大程度地促进建筑废弃物再生建材行业的发展, 且遍布在市中心, 有相关的鼓励政策支持建筑施工方使用, 大大推动了该行业的发展。

4.3 减少建筑废弃物的重要途径

建筑废弃物产生于对已有建筑的拆除、修缮, 主要是沥青、砖石、混凝土、木材、金属等混杂在一起的建筑垃圾。近年来, 日益增多的建筑废弃物成为困扰城市发展的一个难题。我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的40%~50%, 而我国各大城市生活垃圾清运量在1.5亿吨左右, 据此可以推算出我国每年城市建筑废弃物清运量至少在1 亿吨以上。

建筑废弃物的移动式再生处理 (图1) 。

4.4 建筑废弃物再生利用对环境的影响

建筑废弃物再生建材提高了材料的利用率, 节约了天然资源, 避免了建筑废弃物的环境污染。建筑废弃物再生利用的环境优势主要体现在以下三个方面:

⑴建筑废弃物再生利用率的提高可以减少废弃物的产生, 杜绝了因建筑垃圾填埋对自然环境中土壤、空气、水体的污染。

⑵建筑废弃物再生利用减少了建筑行业原材料的需求, 杜绝了因伐木、采石、抽砂等行为造成的天然资源的破坏, 同时降低了生产污染与二氧化碳的排放。

⑶建筑废弃物再生循环利用有助于引导建筑材料产业“从摇篮到坟墓”式的单线型发展模式向可持续发展模式转变, 真正走向可持续发展的道路。

5 结束语

在自然资源紧缺、环境日益恶劣的环境下, 建筑废弃物再生利用是未来的发展趋势, 是可持续发展的道路, 它在环境、经济、社会等方面的优越性已经得到广泛的认同。但在实际项目中, 建筑拆解通常受到劳动力成本高、工期长、现有建筑可拆解的部分少、拆解技术欠缺等限制因素, 使其经济效益难以实现, 影响了推广。人们往往关心的是经济效益, 而隐藏在其中的巨大的环境效益往往会被忽视。要解决这些问题, 需要政府、建筑业、建材行业等多方人士的共同努力, 以及全社会的重视和参与。

在建筑材料使用上, 引入“再生建材”的创新理念, 扫除对再生建材的偏见, 在建筑结构非主体结构的设计中适当地应用再生建材。重视建筑废弃物再生循环利用技术的研究, 为建筑废弃物再生循环利用的发展提供技术上的支持。同时更应该重视将建筑废弃物再生循环利用与新材料的发展紧密相联, 提高科技含量。

参考文献

[1]孙明来, 徐宏.循环利用视域下的建筑材料利用探究[J].科技致富向导, 2014, 11:113+143.

[2]贡小雷.建筑拆解及材料再利用技术研究[D].天津大学, 2010.

[3]史文煜.国外建筑拆解与旧材料再利用研究[D].天津大学, 2009.