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文檔簡介
建筑固體廢棄物的可循環(huán)再利用1. 研究意義建筑垃圾指人們在從事拆遷、建設、裝修、修繕等建筑業(yè)的生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的渣土、廢舊混凝土、廢舊磚石及其他廢棄物的統(tǒng)稱。按產(chǎn)生源分類,建筑垃圾可分為工程渣土、裝修垃圾、拆遷垃圾、工程泥漿等;按組成成分分類,建筑垃圾中可分為渣土、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。隨著中國城市化進程的不斷加快,大量的建筑不僅在向城市周邊新區(qū)出現(xiàn),同時老城區(qū)也面臨著拆遷改造的問題。在這個過程中,城市面貌得到了提升,人民的生活水平得到了提高。但同時也產(chǎn)生大量的建筑垃圾,雖然大多數(shù)建筑垃圾無毒無害,但若簡單填埋,不僅影響城市環(huán)境、浪費土地資源,還會造成巨大的能源和資源的浪費。目前,我國建筑垃圾的數(shù)量已占城市垃圾總量的30%-40%。據(jù)有關(guān)資料介紹,經(jīng)對磚混結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等建筑的施工材料損耗的粗略統(tǒng)計,在每萬平方米建筑的施工過程中,僅建筑廢渣就會產(chǎn)生500600噸。若按此測算,我國每年僅施工建設所產(chǎn)生和排出的建筑廢渣就超過1億噸,加上建筑裝修、拆遷、建材工業(yè)所產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量將達數(shù)億噸。到2020年,我國還將新增建筑面積約300億平方米,新產(chǎn)生的建筑垃圾將是一個令人震撼的數(shù)字。然而,絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理,便被施工單位運往郊外或鄉(xiāng)村,露天堆放或填埋,耗用大量的征用土地費、垃圾清運費等建設經(jīng)費,同時,清運和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚等問題又造成了嚴重的環(huán)境污染。就淮安市而言,市委市政府提出了建設新型生態(tài)城市的目標,要讓淮安成為碧水綠城,但目前淮安正處于工業(yè)化發(fā)展的中后期,城市建設正處于快速時期,城市中建筑垃圾的產(chǎn)生和排出數(shù)量在快速增長。建筑垃圾已經(jīng)造成了城市土地、資源的緊張局面,嚴重影響了社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,因此,搞好建筑垃圾的再生利用迫在眉睫。該怎樣處理和利用這些建筑垃圾,是一個越來越值得關(guān)注的社會課題。合理利用建筑垃圾事關(guān)到社會的可持續(xù)發(fā)展,也是建設淮安生態(tài)文明的重要舉措。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀上海市第二建筑工程公司曾在市中心的“華亭”和“霍蘭”兩項工程的7幢高層建筑的施工過程中,將結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾,經(jīng)分揀、剔除并把有用的廢渣碎塊粉碎后,與標準砂按11的比例拌合作為細骨料,用于抹灰砂漿和砌筑砂漿,砂漿強度極高。此項試驗共計回收利用建筑廢渣480噸,與此同時,還節(jié)約了大量的砂子材料費和垃圾清運費。北京城建(集團)一公司先后在9萬平方米不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑施工過程中,回收利用各種建筑廢渣840余噸,用于砌筑砂漿、細石混凝土樓地面和混凝土墊層,使用面積達3萬多平方米,節(jié)約了大量資金。通過建筑垃圾的綜合利用,這兩家建筑施工企業(yè)在施工現(xiàn)場只需配置1臺或數(shù)臺粉碎機,即可將建筑垃圾中的廢渣就地處理、就地使用,大大減輕了外運負擔,獲得了可觀的經(jīng)濟收益。清華大學土木工程系閻培渝教授認為,這樣“通過綜合利用建筑垃圾技術(shù),可使建筑垃圾的再生利用率達到100%”。某重工企業(yè)生產(chǎn)的移動破碎站在四川省綿陽市江油地區(qū)生產(chǎn)了50萬噸環(huán)保再生建材。這些由大地震產(chǎn)生的建筑垃圾轉(zhuǎn)化而來的再生建材,足夠蓋起8000多套100多平米的農(nóng)民住房。發(fā)達國家建筑垃圾廢棄物資源化再生利用已經(jīng)取得了巨大成就。據(jù)有關(guān)資料顯示,日本建筑垃圾資源化率達到98,上世紀70年代就制定了再生骨料和再生混凝土的應用指南。另外,日本科技廳已經(jīng)把再生利用技術(shù)定為未來30年十大最新興技術(shù)之一。歐盟國家平均綜合利用率已經(jīng)超過了70。3. 主要研究內(nèi)容3.1國內(nèi)垃圾處理方法中國垃圾處理起步較晚,近年來,隨著技術(shù)條件的成熟,城鎮(zhèn)建筑垃圾處理水平得到了提高,但垃圾處理的投入與垃圾處理的需求相比仍明顯不足,垃圾處理的水平還很低,還處于由粗放到處理的發(fā)展階段。3.1.1填埋方法目前我國建筑垃圾的常用處理方法是少部分回收利用,絕大部分進行混合收集將其填埋地下。但也造成了嚴重的危害:首先是占用大量土地。僅以北京為例,據(jù)相關(guān)資料顯示:奧運工程建設前對原有建筑的拆除,以及新工地的建設,北京每年都要設置二三十個建筑垃圾消納場,造成不小的土地壓力。其次是造成嚴重的環(huán)境污染。建筑垃圾中的建筑用膠、涂料、油漆不僅是難以生物降解的高分子聚合物材料,還含有有害的重金屬元素。這些廢棄物被埋在地下,會造成地下水的污染,直接危害到周邊居民的生活。再次是破壞土壤結(jié)構(gòu)、造成地表沉降。垃圾填埋8米后加埋2米土層,但土層之上基本難以重長植被。而填埋區(qū)域的地表則會產(chǎn)生沉降和下陷,要經(jīng)過相當長的時間才能達到穩(wěn)定狀態(tài)。 3.1.2綜合處理方法一種是一般建筑垃圾綜合處理方法:首先將拆除建筑物、房屋裝修和改造道路中產(chǎn)生的建筑垃圾用車運到處理場所,然后,用人工的辦法將建筑垃圾中的可直接再生利用的物質(zhì),如金屬材料、木質(zhì)類材料和塑料類材料分選歸類,直接供給相應的公司進行處理。對建筑垃圾中的大塊廢混凝土、廢磚、大理石等物質(zhì),利用大型破錘或破碎機破碎至粉碎機所能粉碎的尺寸,一般為小于100毫米,然后用石料粉碎機進行粉碎至建筑所需的石子、砂子,再將上述混合物用多層分級篩分級成合符建筑標準的粗石子、細石子、粗砂子、細砂子,以及泥砂等再生材料。另一種是比較先進的再生技術(shù),這種技術(shù)可使建筑垃圾零浪費。 我國目前的建筑垃圾再生利用已經(jīng)有了一定的技術(shù)基礎(chǔ),無論是實驗室的研究還是市場應用都有了一定成果。建筑垃圾中的部分廢棄物經(jīng)分揀、剔除或粉碎后,大多可以作為再生資源重新利用,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),可利用途徑有:磚、石、混凝土等廢料經(jīng)粉碎后、分選成粗細骨料,替代天然骨料來配制混凝土、道路基層材料,可以代砂,用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、打混凝土墊層等,還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品。鋼門窗、廢鋼筋、廢鐵絲、鐵釘、鑄鐵管、黑白鐵皮、廢電線和各種廢鋼配件等金屬等經(jīng)分揀、集中、重新回爐后,后送有色金屬冶煉廠或鋼鐵廠回煉,可以再加工制造成各種規(guī)格的鋼材;廢磚瓦經(jīng)清理可以重新使用。廢瓷磚、陶瓷潔具經(jīng)破碎分選、配料壓制成型生產(chǎn)透水地磚或燒結(jié)地磚。廢玻璃篩分后送微晶玻璃廠或玻璃廠做原料生產(chǎn)玻璃或生產(chǎn)微晶玻璃。木屋架、木門窗可重復利用或經(jīng)加工再利用,或用于制造中密度纖維板,廢竹木材則可以用于制造人造木材。3.2建筑垃圾的成分分析3.2.1建筑施工垃圾在施工現(xiàn)場中,不同結(jié)構(gòu)類型建筑物所產(chǎn)生的建筑施工垃圾各種成分的含量有所不同,但其主要成分一致,主要有散落的砂漿和混凝土、剔鑿產(chǎn)生的磚石和混凝土碎塊、打樁截下的鋼筋混凝土樁頭、廢金屬料、竹木材、各種包裝材料,約占建筑垃圾總量的80%,其它垃圾成分約占20%,表3.1中列出了不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工地中建筑施工垃圾組成比例和單位建筑面積產(chǎn)生的垃圾量。表3.1 建筑施工垃圾數(shù)量和組成(%)垃圾成分建筑施工垃圾組成比例垃圾成分磚混結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)碎磚(砌塊)305015301020砂漿81510201020混凝土81515301535樁頭-815820包裝材料5155201020屋面材料252525鋼材152828木材151515其他102010201020合計100100100垃圾產(chǎn)生量(kg/m2)5020040150401503.2.2建筑拆除垃圾舊建筑拆除垃圾相對建筑施工單位面積產(chǎn)生垃圾量更大,舊建筑物拆除垃圾的組成與建筑物的結(jié)構(gòu)有關(guān):舊磚混結(jié)構(gòu)建筑中,磚塊、瓦礫約占80%,其余為木料、碎玻璃、石灰、渣土等,現(xiàn)階段拆除的舊建筑多屬磚混結(jié)構(gòu)的民居;廢棄框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑,混凝土塊約占50%60%,其余為金屬、磚塊、砌塊、塑料制品等,舊工業(yè)廠房、樓宇建筑是此類建筑的代表。隨著時間的推移,建筑水平的越來越高,舊建筑拆除垃圾的組成會發(fā)生變化,主要成分由磚塊、瓦礫向混凝土塊轉(zhuǎn)變。根據(jù)對國內(nèi)舊建筑拆除垃圾的組成統(tǒng)計,其結(jié)果見表3.2。表3.2 施工和拆除過程中建筑垃圾組成比例比較(%)建筑垃圾成分垃圾組成比例施工過程拆除過程混凝土碎末19.899.27鋼筋混凝土33.118.25塊狀混凝土1.110.9泥土、灰塵11.9130.56石塊、碎石11.7823.78瀝青1.610.13磚6.335竹、木料7.4610.83玻璃0.20.56砂子1.441.7金屬3.414.36其他2.024.57總計1001003.3建筑垃圾固體廢棄物的開發(fā)利用經(jīng)過對建筑垃圾中固體廢棄物的分析和對綜合處理方法的對比,可以發(fā)現(xiàn)建筑垃圾中的部分廢棄物經(jīng)分揀、剔除或粉碎后,大多可以作為再生資源重新利用。雖然有些材料的使用有一定的限制,但是通過了解性能可以避免劣勢,合理使用。下面就逐一說明各種材料的使用范圍和限制條件。(1)建筑垃圾中磚、瓦經(jīng)清理可重復使用,廢磚、瓦、混凝土經(jīng)破碎篩分分級、清洗后作為再生骨料配制低標號再生骨料混凝土,用于地基加固、道路工程墊層、室內(nèi)地坪及地坪墊層和非承重混凝土空心砌塊、混凝土空心隔墻板、蒸壓粉煤灰磚等生產(chǎn)。(2)再生骨料組份中含有相當數(shù)量的水泥砂漿,致使再生骨料孔隙率高、吸水性大、強度低。這些都將導致所配混凝土拌合物流動性差,混凝土收縮值、徐變值增大,抗壓強度偏低,限制了該混凝土的使用范圍;(3)建設工程中的廢木材,除了作為模板和建筑用材再利用外,通過木材破碎機,弄成碎屑可作為造紙原料或作為燃料使用,或用于制造中密度纖維板;(4)廢金屬、鋼料等經(jīng)分揀后送鋼鐵廠或有色金屬冶煉廠回煉;(5)廢玻璃分揀后送玻璃廠或微晶玻璃廠做生產(chǎn)原料;(6)廢油氈填埋處理;基坑土及邊坡土送燒結(jié)磚廠生產(chǎn)燒結(jié)磚,碎石經(jīng)破碎、篩分、清洗后做混凝土骨料。具體見表3.3表3.3 建筑垃圾再生利用方法垃圾成分再生利用方法開挖泥土堆山造景、回填、綠化用碎磚瓦砌塊、墻體材料、路基墊層混凝土塊再生砼骨料、路基墊層、碎石樁、行道磚、砌塊砂漿砌塊、填料鋼材再次使用、回爐木材、紙板復合板材、燃燒發(fā)電塑料粉碎、熱分解、填埋瀝青再生瀝青砼玻璃高溫熔化、路基墊層其它填埋3.4建筑垃圾固體廢棄物利用的經(jīng)濟社會效益分析在國內(nèi),經(jīng)過多年的研究和實踐,建筑垃圾中的固體廢棄物處理已經(jīng)具備了一定的條件。某些廠家已經(jīng)開發(fā)出適應現(xiàn)場條件的移動式粉碎機,有些公司利用粉碎后的材料成功研制出符合國家規(guī)范要求的建材產(chǎn)品。經(jīng)過移動式破碎站的處理,建筑垃圾可以根據(jù)需要,處理成各種骨料;利用建筑垃圾中的渣土可制成渣土磚;利用廢磚石和砂漿與新鮮普通水泥混合再添加輔助材料可生產(chǎn)輕質(zhì)砌塊;利用廢舊水泥、磚、石、沙、玻璃等經(jīng)過配制處理,可制作成空心磚、實心磚、廣場磚和建筑廢渣混凝土多孔磚等環(huán)保型磚塊,其產(chǎn)品與粘土磚相比,具有抗壓強度高、抗壓性能強、耐磨、吸水性小、質(zhì)輕、保溫、隔音效果好等優(yōu)點。過去50年,我國至少生產(chǎn)了200億立方米黏土磚制品,50年后大都將轉(zhuǎn)化為建筑固體廢棄物。經(jīng)權(quán)威部門計算,與實心黏土磚相比,同樣是生產(chǎn)1.5億塊標磚,使用建筑垃圾制磚,可減少取土24萬立方米,節(jié)約耕地約180畝。同時可消納建筑垃圾40多萬噸,節(jié)約堆放垃圾占地160畝,兩項合計節(jié)約土地340畝。此外,在制磚過程中,還可消納粉煤灰4萬噸,節(jié)約標準煤1.5萬噸,減少燒磚排放的二氧化硫360噸。而且,建筑垃圾中的廢混凝土塊、廢磚石、砂漿、渣土經(jīng)破碎篩分和粉磨等一定的工序后還可以作為再生骨料的材料來源。廢混凝土塊經(jīng)破碎篩分得到粗骨料和細骨料,粗骨料可作為碎石直接用于地基加固、道路和飛機跑道的墊層、室內(nèi)地坪墊層;細骨料用于砌筑砂漿和抹灰砂漿,若將磨細的細骨料作為再生混凝土添加料可取代10%30%水泥和30%的砂子;廢舊瀝青混凝土塊的再生骨料可鋪在下層做墊層,也可部分摻入到新的瀝青混凝土中利用;對濕潤的砂漿混凝土可通過沖洗,將其還原為水泥漿、石子和砂進行回收;碎磚塊可作為粗骨料攪拌混凝土,可作為地基處理;地坪墊層的材料,若將磨細的廢磚粉利用硅酸鹽熟料激發(fā),經(jīng)磨細免燒可制成砌筑水泥;渣土可用于綠化、回填還耕和造景用土等。建筑垃圾經(jīng)移動式粗碎碎石機鄂破移動破碎站破碎,細碎碎石機反擊式移動破碎站粉碎,然后振動篩篩分,篩分出各種大小的顆粒,然后就可以用到不同的領(lǐng)域,如鋪路,建筑使用砂等。據(jù)不完全統(tǒng)計,某重工企業(yè)生產(chǎn)的移動破碎站在四川省綿陽市江油地區(qū)利用大地震產(chǎn)生的建筑垃圾生產(chǎn)了50萬噸環(huán)保再生建材。這些由轉(zhuǎn)化而來的再生建材,足夠蓋起8000多套100多平米的農(nóng)民住房。國內(nèi)某企業(yè)推出的城市建筑垃圾處理工藝,根據(jù)不同用戶需求調(diào)整出料粒度,對于混合廢棄物中的金屬硬質(zhì)物輕質(zhì)物通過破碎后進行有效的分離,如廢塑料,廢紙,布條,木料,金屬,粉塵進行集中分類收集。該城市建筑廢棄物處理系統(tǒng),使得資源再利用建筑廢棄物分離出的各種物料,替代傳統(tǒng)石灰土路基層、礫石砂墊層、水穩(wěn)碎石基層;利用建筑廢棄物制成的窨井蓋,落水箅子、行道、樹池護板、墻體材料、保溫隔離材料等在各地區(qū)得到了廣泛運用。4. 結(jié)論及展望4.1結(jié)論根據(jù)我國現(xiàn)有的建筑垃圾處理狀況,結(jié)合本市的實際情況,我覺得在對建筑垃圾處理上需要注意以下幾個重要問題: (1)高度重視,切實加強組織領(lǐng)導。建筑垃圾的處理和回收利用是一個系統(tǒng)工程,涉及到社會的各個層面,該如何處理就需要有組織進行協(xié)調(diào)解決,各建筑施工有關(guān)單位要站在講政治、講大局、講穩(wěn)定的高度,進一步統(tǒng)一思想,提高認識,分工負責,齊抓共管;要建立健全建筑垃圾設置與管理專項方案,對工地內(nèi)建筑垃圾廢棄物的產(chǎn)生、防塵措施、處置等實行統(tǒng)一領(lǐng)導,統(tǒng)一管理。 (2)提高建筑垃圾的技術(shù)處理水平。目前,我國建筑垃圾的處理仍停留在較低水平。城市建筑垃圾除廢舊鋼筋等部分材質(zhì)被回收外,大多是將未經(jīng)處理的建筑垃圾直接運往郊外或鄉(xiāng)村,采用露天堆放或以直接填埋的方式進行處理。缺乏對建筑垃圾的有效技術(shù)處理。尤其是對建筑垃圾做混凝土骨料必需破碎、篩分分級、清洗堆存的技術(shù)國內(nèi)企業(yè)還有待加強研究。城市相關(guān)部門應盡快幫助協(xié)調(diào)并依靠企業(yè)技術(shù)研發(fā)解決在建設垃圾處理等方面存在的技術(shù)問題。(3)降低建筑垃圾對環(huán)境的污染。我國建筑垃圾處理技術(shù)及回收利用率較低,建筑垃圾大部分被運往垃圾填埋場堆放或填埋,不但占用了大量寶貴的耕地,而且對土壤、水源、植被等自然環(huán)境造成了相當大的危害。同時,在運輸過程中給城市環(huán)境造成了嚴重污染,嚴重影響了城市環(huán)境和城市形象。所以對于那些分揀出來不能利用的垃圾要合理處置,把對環(huán)境的污染降到最低。(4)政府要為建筑垃圾處理提供資金保障。建筑垃圾廢料不是商品,本身是沒有價值的,只有經(jīng)過加工處理再利用后才會產(chǎn)生新的價值。在建筑垃圾的回收處理利用過程中,常常使處理單位無利潤可圖,缺少了積極性,直接影響利用工作的進行,因此必須由政府通過某種渠道在利用過程中給予經(jīng)濟補助。(5)建立健全
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