廢棄混凝土再生利用現(xiàn)狀及前景預測

1 引言

　　我國經(jīng)濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對環(huán)境污染問題反應強烈。這種狀況與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不合理、增長方式粗放直接相關(guān)。不加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經(jīng)濟發(fā)展難以為繼。因而，只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經(jīng)濟又好又快發(fā)展。

　　同樣的，在經(jīng)濟快速增長的拉動下，我國建筑市場空前繁榮。然而在建設施工和拆除舊建筑物過程中產(chǎn)生大量的建筑垃圾，其中廢棄混凝土占據(jù)較大比例。據(jù)測算，舊城改造時產(chǎn)生的建筑垃圾主要是加固混凝土、混凝土、渣土，其總和達到建筑垃圾的65%；建筑施工中產(chǎn)生的垃圾主要是渣土、碎石、木材，其總和達到55%。廢棄混凝土并非是純粹的垃圾，它有著較高的利用價值。目前，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，采用露天堆放或填埋的方式進行處理，耗用大量的征用土地費、垃圾清運等建設經(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。如何科學利用廢棄混凝土，是一個值得研究的課題。

2 國外廢棄混凝土再生利用現(xiàn)狀

　　廢棄混凝土再生利用是節(jié)約資源、保護生態(tài)的有效途徑。在這方面，日本、美國、德國等發(fā)達國家進行的比較早，給我們提供了許多先進的經(jīng)驗和處理方法。

　　通常，建筑材料，如石塊，其原料價格要比再循環(huán)的材料價廉。由于國土面積小，資源相對匱乏，日本的構(gòu)造原料價格要比歐洲高。因此，日本人將廢棄混凝土等建筑垃圾視為“建筑副產(chǎn)品”，十分重視將其作為可再生資源而重新開發(fā)利用。比如港埠設施，以及其他改造工程的基礎(chǔ)設施配件可以利用再循環(huán)的石料，代替相當量的自然采石場礫石材料。

　　1977年日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠，生產(chǎn)再生水泥和再生骨料，生產(chǎn)規(guī)模最大的可加工生產(chǎn) 100t/h。1991年日本政府又制定了《資源重新利用促進法》，規(guī)定建筑施工過程中產(chǎn)生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材、金屬等建筑垃圾，必須送往“再資源化設施”進行處理。日本對于建筑垃圾的主導方針是：盡可能不從施工現(xiàn)場排出建筑垃圾；建筑垃圾要盡可能的重新利用；對于重新利用有困難的則應適當予以處理。

　　美國政府則制定了《超級基金法》，規(guī)定：“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè)，必須自行妥善處理，不得擅自隨意傾卸”。從而在源頭上限制了建筑垃圾的產(chǎn)生量，促使各企業(yè)自覺的尋求建筑垃圾資源化利用途徑。美國住宅營造商協(xié)會正在推廣一種“資源保護屋”，其墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建成的，屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的，所用的板材是鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成，屋面的主要原料是舊的報紙和紙板 箱。這種住宅不僅積極利用了廢棄的金屬、木料、紙板，而且比較好的解決了住房緊張和環(huán)境保護之間的矛盾。

　　法國CSTB公司是歐洲首屈一指的“廢物及建筑業(yè)”集團，專門統(tǒng)籌在歐洲的“廢物及建筑業(yè)”業(yè)務。公司提出的廢物管理整體方案有兩大目標：一是通過對新設計建筑產(chǎn)品的環(huán)保特性進行研究，從源頭控制工地廢物的產(chǎn)量；二是在施工、改善及清拆工程中，通過對工地廢物的生產(chǎn)及收集作出預測評估，以確定有關(guān)的回收應用程序，從而提升廢物管理的層次。該公司以強大的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，使用軟件工具對建筑垃圾進行從產(chǎn)生到處理的全過程分析控制，以協(xié)助在建筑物使用壽命期內(nèi)的不同階段作出決策。例如可評估建筑產(chǎn)品的整體環(huán)保；可依據(jù)有關(guān)執(zhí)行過程、維修類別，以及不同的建筑物清拆類型，對減少某種產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢物量進行評估；可向顧問人員、總承建商，以及承包機構(gòu)（客戶），就某一產(chǎn)品或產(chǎn)品系列對環(huán)保 及健康影響提供相關(guān)的概覽資料；可以對廢物管理所需的程序及物料作出預測；可根據(jù)廢物的最終用途或質(zhì)量制訂運輸方案；就任何使用“再造”原料的新工藝，在技術(shù)、經(jīng)濟及環(huán)境方面的可行性作出評核，而且可估計產(chǎn)品的性能。

　　丹麥、荷蘭等一些地勢低洼的國家，砂石資源特別稀缺，因而也最重視包括混凝土在內(nèi)的建筑廢料的再生利用。1976年，當時的荷蘭、比利時就與聯(lián)邦德國政聯(lián)合成立了“混凝土解體與再利用委員會”，開始以廢棄混凝土作為混凝土的粗、細骨料研究。

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　　德國將建筑垃圾分成土地開挖、碎舊建筑材料、道路開挖和建筑施工工地垃圾。德國聯(lián)邦環(huán)境基金會總部的建筑就是用了舊混凝土集料。德國西門子公司開發(fā)的干餾燃燒垃圾處理工藝，可將垃圾中的各種可再生材料十分干凈地分離出來，再回收利用，對于處理過程中產(chǎn)生的燃氣則用于發(fā)電，垃圾經(jīng)干餾燃燒處理后有害重金屬物質(zhì)僅剩下2～3kg/t，有效地解決了垃圾占用大片耕地的問題。

3 國內(nèi)建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀

　　長期以來，我國的建筑垃圾，特別是廢棄混凝土再利用沒有引起很大重視，通常是未經(jīng)任何處理就被運到郊外或農(nóng)村，采用露天堆放或填埋的方式進行處理。隨著我國城鎮(zhèn)建設的蓬勃發(fā)展，建筑垃圾的產(chǎn)生量也與日俱增。目前，我國每年的建筑垃圾數(shù)量已在城市垃圾總量中占有很大比例，約30～40%，而混凝土等固體廢棄物又占建筑垃圾的55～65%，成為廢物管理中的難題。上海、北京等城市的一些建筑公司在對建筑垃圾的回收利用方面作了一些嘗試。

4 廢棄混凝土再生利用的方向

　　4．1 可作混凝土（砂漿）粗、細骨料

　　將廢棄混凝土塊料粉碎破碎成直徑約40mm的粒狀，采用300℃高溫加熱，使粒料相互混合、摩擦，骨料及骨料外圍粘附的水泥組分變成粉末完全分離，所產(chǎn)生的水泥組分用于地基的改進材料，分離出的骨料可與天然骨料一樣用于結(jié)構(gòu)物，達到100%的回收利用。分離出來的骨料可做混凝土現(xiàn)澆或預制構(gòu)件中的骨料使用，用于建筑非承重部位。廢棄混凝土塊料經(jīng)細粉碎后，可與標準砂1：1拌合作為砂漿細骨料用于墻地面抹灰、層面砂漿找平層、砌筑砂漿、制做鋪地磚等。1990年7月，上海市第二建筑工程公司在市中心的“華亭”和“霍蘭”兩項工程的7幢高層建筑施工過程中，將結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾，經(jīng)分揀、剔除并將有用的廢渣碎塊粉碎后，作為細骨料，用于抹灰砂漿和砌筑砂漿。共計回收利用建筑廢渣480噸，節(jié)約砂子材料費1.44萬元和垃圾清運費3360元，扣除粉碎設備等購置費，凈收益1.24余萬元。1992年6月，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的施工過程中，回收利用各種建筑廢渣840多噸，用于砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰、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)約資金3.5萬余元。

　　4．2 可用于基礎(chǔ)打樁

　　在處理基礎(chǔ)打樁時，把經(jīng)簡單處理的廢棄混凝土不斷填入樁內(nèi)，然后打?qū)?，其基礎(chǔ)樁的密實度比傳統(tǒng)做法提高了3～5倍。日前，河北工專新興科技服務總公司開發(fā)成功一種“用建筑垃圾夯擴超短異型樁施工技術(shù)”，在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性進展。該項技術(shù)是采用舊房改造、拆遷過程中產(chǎn)生的碎磚瓦、廢鋼渣、碎石等建筑垃圾為填料，經(jīng)重錘夯擴形成擴大頭的鋼筋混凝土短樁，并采用了配套的減隔振技術(shù)，具有擴大樁端面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力設計值可達500～700kN。經(jīng)測算，該項技術(shù)較其它常用技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資20%左右。

　　4．3 可用作道路建設

　　從再生混凝土的抗壓強度上看，是完全可以滿足工程建設要求的，目前廣泛應用于道路建設中的路基、路面、路面磚和馬牙磚等工程。在德國Lower Saxong 的一條雙層混凝土的公路工程中采用了再生骨料混凝土，該混凝土路面總厚度260mm ，底層190mm 厚混凝土采用再生混凝土；面層70mm厚混凝土采用天然集料配制的混凝土。底層再生集料的組成粒徑如下：0～2mm占30%，2～8mm占14%，10～20mm占30%，20～36mm占6%，水泥用量350kg/m3，混凝土容重2310kg/m3，抗壓強度48.9～63.9N/mm2。此后又應用于一單層混凝土公路路面，其再生集料組成粒徑如下：0～2mm占27%，2～8mm占10%，8～16mm占28%，16～22mm占35%，水泥用量350kg/m3，混凝土容重2373kg/ m3，抗壓強度50.5～54.9N/mm2。

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5 結(jié)論及建議

　　廢棄混凝土再生利用對于厲行節(jié)能減排有著重要貢獻及優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟指標，目前在日本、歐美等國家已得到廣泛的應用，我國的技術(shù)人員也進行了一定的研究工作?？梢灶A見，隨著再生混凝土材料的實踐和研究的不斷深入，再生混凝土將成為一種常用的建筑材料，應用于越來越多的結(jié)構(gòu)中去，具有巨大的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。為了推廣應用混凝土再生利用，還應采取下列措施：

　　5．1 確定管理部門。

　　我國每年產(chǎn)生廢棄混凝土數(shù)量之大，實難統(tǒng)計，如果再生利用，意義重大，有必要確定某一部門承擔起管理職能。鑒于目前全國大部分地區(qū)預拌混凝土管理職能在散裝水泥辦公室的現(xiàn)狀，可以考慮在該機構(gòu)中增設這一職能。

　　5．2 加大科研力度。

　　廢棄混凝土的再生利用雖有國外經(jīng)驗可借鑒，但具體的技術(shù)問題有待逐個破解，如再生利用的生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備等等，都需先行研究和消化，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。

　　5．3 出臺優(yōu)惠政策。

　　各地方政府可根據(jù)國家發(fā)展改革委、財政部、國家稅務總局聯(lián)合發(fā)布了新修訂的《國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法》，確定生產(chǎn)和使用廢棄混凝土再生資源的企業(yè)可享受國家鼓勵企業(yè)開展資源綜合利用的稅收優(yōu)惠政策。

　　5．4 制訂技術(shù)標準。

　　當然，廢棄混凝土的再生利用不能以犧牲建筑質(zhì)量為代價，管理部門應組織相關(guān)單位和專家制訂技術(shù)標準，指導生產(chǎn)并規(guī)范市場。