國內(nèi)外建筑垃圾處理回收利用技術(shù)比較

1、國內(nèi)外建筑垃圾處理回收利用技術(shù)比較1引言隨著城市化進(jìn)程加快，城市改造和建筑工業(yè)的迅速發(fā)展，混凝土作為水泥、砂子、卵石與碎石等天然資源的最大消費(fèi)者，全球混凝土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在正以每年約80億噸的速度消耗天然骨料。與此同時(shí)，一些老舊建筑物、構(gòu)筑物、城市基礎(chǔ)設(shè)施的老化和服務(wù)年限的到期，使得越來越多的土木工程建設(shè)項(xiàng)目報(bào)廢拆除，而產(chǎn)生大量的建筑拆除廢料和垃圾。據(jù)1996年在英國召開的混凝土?xí)h資料，全世界從19912000年的十年間，廢棄的混凝土（包括鋼筋混凝土工廠不合格白產(chǎn)品）總量將超過10億噸。美國混凝土廢料的產(chǎn)量也從1998年的1億噸增加到現(xiàn)在的1.5億噸2。德國聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局20世紀(jì)90年代中前期的大量統(tǒng)計(jì)

2、數(shù)據(jù)表明，德國每年產(chǎn)生的廢料總量近3億噸，而這個(gè)數(shù)字還在不斷增加?，F(xiàn)在德國每年的廢料總量估計(jì)可達(dá)4億噸，其中建筑廢料占總重量的75%3。我國臺(tái)灣省每年建筑拆除廢料約726萬m3,香港建筑產(chǎn)業(yè)每天產(chǎn)出的施工和拆除廢料就達(dá)3萬7千噸，這比市政固體廢料要高出大約四倍4。上海市2002年排放的建筑垃圾總量在2000萬噸左右，而廢棄混凝土約占渣土總量的40%,即800萬噸左右。我國大陸每年建筑垃圾的產(chǎn)量還沒有權(quán)威的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，估計(jì)其數(shù)值要達(dá)到幾十億噸。如何處理這些越來越多的建筑廢料的各國政府棘手的問題之一。而將建筑廢料經(jīng)過回收處理后再重新利用，為該問題提供了一個(gè)合理的解決辦法。這樣既能保護(hù)天然資源，又能降

3、低建筑垃圾對(duì)環(huán)境的影響。2建筑垃圾的回收與處理建筑垃圾是指建造、修繕和拆除建筑物時(shí)所產(chǎn)生的廢棄物，包括砂石、磚瓦、混凝土塊、廢木料、玻璃、石棉、紙屑、纖維屑、廢塑料、金屬類及其它。依照不同地區(qū)人們生活習(xí)慣和所用建筑材料、建筑物結(jié)構(gòu)形式（磚混、框架，框架剪力墻等）、使用用途（如醫(yī)院、學(xué)校、住宅、辦公大樓、廠房等）的不同，建筑廢料的種類、組成及數(shù)量差異較大。筆者對(duì)建筑拆除廢料進(jìn)行過專項(xiàng)調(diào)查。調(diào)查了一棟5層的住宅建筑（砌體結(jié)構(gòu)），一棟5層的辦公樓（混凝土框架結(jié)構(gòu)）和一棟工業(yè)廠房（鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)）。調(diào)查結(jié)果見圖1。美國5和香港地區(qū)6建筑廢料組成比例見圖2。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，建筑垃圾廢料中混凝土

4、的含量達(dá)到60%以上。如果能夠回收和利用這些材料，這將對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展有重要作用?？梢钥闯銎渲袕U棄混凝土占有絕對(duì)比重，達(dá)廢料總量的60%以上。目前國內(nèi)外建筑廢料的回收處理方法，多數(shù)是針對(duì)廢棄混凝土。建筑廢料的回收處理就是把不同的破碎設(shè)備、篩分設(shè)備、傳送設(shè)備及除去雜質(zhì)的設(shè)備合理地組合在一起的生產(chǎn)工藝過程。再生材料的質(zhì)量與回收過程和處理方法關(guān)系密切，所以生產(chǎn)過程需要一套經(jīng)濟(jì)適用的分選、破碎、篩分、潔凈的技術(shù)處理方法，處理過程應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)規(guī)劃，并合理選擇質(zhì)量較高的處理設(shè)備。建筑廢料處理的基本硬件要求包括橋式起重機(jī)（搬運(yùn)碎石和產(chǎn)出的骨料）、儲(chǔ)備空間（貯存不同類型的廢料和再生產(chǎn)品）、預(yù)處理

5、設(shè)備（振動(dòng)錘等，用于破碎大塊廢料）、裝卸設(shè)備（填料和裝卸料）、初步篩分裝置（在破碎前去除土、石膏、砂等雜質(zhì)）、初步破碎機(jī)（一般是顆式破碎機(jī)）、電磁系統(tǒng)（從碎石中分離出鐵質(zhì)）、篩分設(shè)備（用于分離較小粒徑的骨料）、二次破碎和篩分設(shè)備（分別將骨料破碎成需要的粒徑和分成不同的部分）。廢棄混凝土的再回收處理一般有兩種方法。一是把廢棄混凝土運(yùn)到處理廠加工；二是在現(xiàn)場對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行處理。目前德國、日本等國家對(duì)廢棄混凝土較成熟的回收處理方法7。3建筑垃圾的應(yīng)用將建筑廢料經(jīng)過回收處理后再重新利用，為該問題提供了一個(gè)合理的解決辦法。這樣既能保護(hù)天然資源，又能降低建筑垃圾對(duì)環(huán)境的影響。縱觀世界上建筑廢料利用較好的

6、國家的使用情況，建筑廢料的再利用大致可以分為三個(gè)級(jí)別：（1）低級(jí)利用，如一般性回填；（2）中級(jí)利用，如用作建筑物或道路的基礎(chǔ)材料（建筑物基礎(chǔ)除外）；（3）高級(jí)利用，如作為粗細(xì)骨料配制混凝土用于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如砌塊）、道路面層、制造水泥等。目前世界上各國建筑廢料的回收利用率不同，發(fā)達(dá)國家的利用率較高，發(fā)展中國家利用率較低或沒有利用。美國伊利諾伊州建筑材料回收委員會(huì)的WilliamTurley報(bào)告指出，每年有一億噸廢棄混凝土被以再生骨料的形式被循環(huán)利用，占全部骨料總量的5%（美國每年骨料總用量超過20億噸）。再生骨料中約68%用于道路基層和基礎(chǔ)，6%用于拌制新混凝土，9%用于拌制瀝青混凝土，3%用

7、于邊坡防護(hù)，7%的用于一般回填，其他應(yīng)用為7%oM.G.Winter和C.Henderson對(duì)蘇格蘭156處垃圾掩埋處理場地進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果表明，建筑廢料的回收率為48%,其余的52%仍是以掩埋的方式處理掉。在回收的廢料中，低級(jí)利用占絕對(duì)比重，達(dá)回收廢料總重的94%,而中級(jí)和高級(jí)利用率很低，分別僅占2%和4%。日本是建筑廢料回收利用較好的國家，1990年、1993年和1995年廢棄混凝土的利用率到達(dá)48%、67%和65%;1995年的65%中，20%用于道路配料，80%作為填方。新加坡19961998年統(tǒng)計(jì)資料顯示，每年生產(chǎn)約30萬噸建筑廢料，其中約63%回收利用，其余37%則掩埋掉。中國香港地

8、區(qū)2000年的建筑拆除廢料的再利用率為80%,臺(tái)灣地區(qū)預(yù)計(jì)2005年廢棄混凝土利用率達(dá)到50%,2009年達(dá)到100%。中國大陸建筑廢料回收再利用方面的報(bào)道較少，建筑廢料的利用率較低，一般用作回填和公路建筑。在西方國家，回收處理后的建筑廢料已廣泛應(yīng)用于回填、公路建設(shè)、道路及鐵軌的墊層等，有資料表明在振動(dòng)樁基、擋墻和邊坡穩(wěn)定等加固工程中也有應(yīng)用。但是，與天然材料相比，再生材料的強(qiáng)度弱，吸水性高，耐久性差，這在一定程度上限制了其在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的應(yīng)用。國外大量試驗(yàn)研究表明，在一定條件下，再生材料完全可以用于結(jié)構(gòu)中。日本、美國、德國、荷蘭、英國等發(fā)達(dá)國家在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上已經(jīng)建立起相應(yīng)的規(guī)范、指南（如日本的

9、JISTRA0006JapaneseIndustrialStandardTechnicalReportA0006和德國鋼筋混凝土委員會(huì)頒布的再生骨料混凝土指南BetonmitrezykliertemZuschlag）,以規(guī)范再生材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。目前日本和德國已經(jīng)有了再生材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用的成功范例（如德國達(dá)姆施特塔的ViblerWeg和Waldspirale建筑，日本的ACROSShin-Osaka建筑）。國內(nèi)建筑垃圾處理技術(shù)在我國，近些年來，深圳、杭州、昆明等地區(qū)對(duì)建筑垃圾的回收利用作了一些大膽的嘗試，而且獲得了非常好的效果！深圳華威環(huán)保建材有限公司是由在建筑行業(yè)有三十余年積淀的深圳市越眾

10、投資控股股份有限公司投資成立，專業(yè)從事建筑廢料再生利用，是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及科教于一體的高科技環(huán)保企業(yè)。2007年8月，在深圳市委市政府的大力支持下，公司投資一億三千多萬元，高標(biāo)準(zhǔn)，高起點(diǎn)建設(shè)了深圳市塘朗山建筑廢料綜合利用廠，占地面積12萬平方米，公司引進(jìn)鄭州中意礦山機(jī)械有限公司YPS移動(dòng)式建筑垃圾破碎站，建筑垃圾經(jīng)過原料激活、物理處理、合理級(jí)配、充分?jǐn)嚢?、?qiáng)力振壓、精心養(yǎng)護(hù)等深加工工藝，生產(chǎn)出各種新型環(huán)保建材，實(shí)現(xiàn)資源再生利用，變廢為寶。云南偉明凱興機(jī)械工程有限公司引進(jìn)鄭州中意礦機(jī)生產(chǎn)的移動(dòng)式建筑垃圾處理設(shè)備，該設(shè)備是目前國內(nèi)最先進(jìn)的建筑垃圾的處理設(shè)備，且公司擁有該設(shè)備的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。與此

11、同時(shí)研發(fā)出的新型移動(dòng)式制磚機(jī)，涉及資源再利用環(huán)保免燒磚制作。其主要是建筑垃圾現(xiàn)場處理后，利用建筑垃圾破碎后產(chǎn)生的骨料制作各種型號(hào)砌磚、免燒科。移動(dòng)式建筑垃圾處理設(shè)備公司的該移動(dòng)式制磚設(shè)備能滿足大規(guī)模建筑垃圾資源化處理和利用的需要，它具有工藝流程短、回收利用率高、設(shè)備簡單、投資省、環(huán)境污染小、移動(dòng)性能好等特點(diǎn)。新型移動(dòng)式制磚機(jī)旨在于克服只能在固定場所制磚的缺陷。提供一種用電省，對(duì)制磚材料要求低建筑垃圾再生磚從純經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來看，再生產(chǎn)品只有在成本與質(zhì)量方面可以與天然骨料競爭的條件下，建筑廢料的回收再利用才是有吸引力的。一般來講，在原生材料和垃圾處理場地短缺的地方使用再生材料，可以節(jié)約建筑廢料和原

12、生材料的運(yùn)輸成本，而在最終產(chǎn)品的質(zhì)量方面也沒有任何削弱，這使再生材料有較強(qiáng)的競爭力。一些國家（日本、英國等）還通過調(diào)整稅收政策和立法等措施來鼓勵(lì)再生材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。4建筑垃圾回收利用急需解決的問題從節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等方面考慮，建筑垃圾的回收與利用勢(shì)在必行。要全面實(shí)施對(duì)建筑垃圾的再生利用，必須要著重解決好下列問題（1）加強(qiáng)對(duì)建筑垃圾回收利用的科學(xué)研究。建筑垃圾的回收利用主要是以再生骨料的形式。再生骨料的強(qiáng)度、表觀密度和堆積密度、吸水率、壓碎指標(biāo)、骨料的彈性模量、雜質(zhì)含量等直接影響對(duì)再生混凝土的物理力學(xué)性能產(chǎn)生影響。再生骨料的來源的多樣性和地方差異性，決定了再生骨料性能的不穩(wěn)定性及試驗(yàn)結(jié)果的

13、離散性。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用于生產(chǎn)再生骨料的廢棄混凝土的特性對(duì)再生骨料及再生骨料混凝土性能的影響的研究；加強(qiáng)對(duì)再生骨料的顆粒的組成對(duì)再生混凝土的影響；加強(qiáng)對(duì)再生骨料的加工處理方法對(duì)骨料性能的影響。加強(qiáng)對(duì)再生骨料力學(xué)性能的檢測(cè)方法研究。由于再生骨料的離散性，直接影響著再生混凝土的特性。必須加強(qiáng)對(duì)再生混凝土物理性能和力學(xué)性能的研究應(yīng)更加深入進(jìn)行。如再生骨料不同摻量對(duì)再生混凝土強(qiáng)度、彈性模量、本構(gòu)關(guān)系等力學(xué)性能的影響；不影響混凝土物理力學(xué)性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的再生骨料摻量的研究；再生混凝土耐久性能的研究。如再生混凝土的抗凍融性、抗侵蝕和碳化性能等；對(duì)再生混凝土變形性能的研究，如收縮和徐變等；加強(qiáng)對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究。（2）制定相應(yīng)的配套