建筑垃圾資源化助推我國(guó)再生節(jié)能建材快速發(fā)展

  進(jìn)來的時(shí)候是建筑垃圾，出去的時(shí)候卻已經(jīng)變成了建筑材料。這“一進(jìn)一出”的動(dòng)態(tài)正生動(dòng)地描繪了建筑垃圾資源化后蛻變成再生節(jié)能建材的過程。再生節(jié)能建筑材料是指利用建筑垃圾等廢棄物生產(chǎn)的再生建材以及新型節(jié)能建材。

  目前，我們使用的建筑材料主要是傳統(tǒng)建筑材料，如磚、石、砂、水泥、鋼筋等。對(duì)這些材料的運(yùn)用我們已經(jīng)掌握了較為成熟的技術(shù)，它們也確實(shí)推動(dòng)著整個(gè)人類文明的發(fā)展。然而，傳統(tǒng)材料在開發(fā)與生產(chǎn)過程中不僅消耗大量的資源和能量，對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染也較為嚴(yán)重。比如，在新建筑物的建設(shè)和舊建筑物的維修和拆除中會(huì)產(chǎn)生許多建筑垃圾，至今我們還不能合理而快速的處理這些建筑廢棄物。我們急需找到一種行之有效的解決辦法消納建筑垃圾，此時(shí)各種再生新型建筑材料便應(yīng)運(yùn)而生。

  數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年建筑垃圾的排放總量約為35億多噸，占城市垃圾的比重約為40%以上，僅北京市每年產(chǎn)生的建筑垃圾就多達(dá)4000萬噸。發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑垃圾平均資源化率為95%，而我國(guó)只有不到5%，建筑垃圾進(jìn)行資源化處理顯得尤其迫切。就目前而言，我國(guó)各種廢棄物在建筑材料中的運(yùn)用并不普及，再生材料生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量也比較少，但許多其他國(guó)家的建筑垃圾再利用率都達(dá)到了相當(dāng)高的程度。比如歐盟國(guó)家建筑廢棄物的平均資源化率超過70%，韓國(guó)、日本等一些亞洲國(guó)家建筑廢棄物的資源化率也已超過90%。而在我國(guó)，由于技術(shù)裝備研發(fā)推廣緩慢、激勵(lì)政策措施不配套、產(chǎn)品應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)缺失等原因，資源化利用水平比較低，只有少量建筑垃圾被用于生產(chǎn)再生建筑骨料，再利用率不足5%。

  建筑垃圾資源化處理，既解決了垃圾堆放占地大、污染環(huán)境的問題，也解決了天然建筑材料匱乏和資源浪費(fèi)的問題，各個(gè)工程的生產(chǎn)成本也隨之降低。

  建筑垃圾資源化最大的出口是建筑材料

  位于北京昌平的北京聯(lián)綠技術(shù)公司建筑垃圾資源化處置與利用一體化項(xiàng)目是中國(guó)建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的示范項(xiàng)目。在這里，我們可以目睹建筑垃圾“變廢為寶”的標(biāo)準(zhǔn)化過程，建筑垃圾中的廢棄物經(jīng)過分撿、剔除或粉碎后，大多可作為再生資源重新利用。

  建筑垃圾的處理首先是運(yùn)到處理場(chǎng)所，然后分選歸類，供給相應(yīng)的公司或機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。一般來說，廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產(chǎn)粗細(xì)骨料可用于生產(chǎn)混凝土、砂漿或制造砌塊、墻板、地磚等建材制品，添加固化類材料后，也可用于公路路面基層，而廢磚瓦、玻璃、木材、鋼材和鋼筋等也都有非常大的回收利用價(jià)值。建筑垃圾如果得以很好的利用，不僅不是令人頭疼的問題，反而是“城市的寶藏”，進(jìn)行資源化利用后即可化身為“綠色能源”。北京聯(lián)綠昌平工廠作為建筑垃圾資源處置與利用的一體化示范工廠，已經(jīng)成功地探索出一條高效、清潔、標(biāo)準(zhǔn)化的建筑垃圾“變廢為寶”處理新模式。

  在聯(lián)綠建筑垃圾資源化工廠內(nèi)部，可以看到這里既整齊又干凈，完全見不到垃圾的蹤跡，只有一座座車間廠房作業(yè)的聲音。一體化工廠的工作流程是：滿載建筑垃圾的運(yùn)輸車輛進(jìn)入工廠后稱重，之后垃圾進(jìn)入儲(chǔ)存車間存放，在“消毒降塵區(qū)”消毒處理，之后通過分揀管道被送上一系列生產(chǎn)線分類處理，制作成不同再生利用產(chǎn)品，整個(gè)過程環(huán)保而無塵，同時(shí)在能源使用上也實(shí)現(xiàn)了綠色、低碳。經(jīng)嚴(yán)格的檢測(cè)顯示，這里工廠生產(chǎn)的再生砂、再生石等建筑材料，質(zhì)量和普通建材沒有差異，甚至可以說更好。

  據(jù)測(cè)算，若我國(guó)每年產(chǎn)生的35億噸建筑垃圾資源被利用，可節(jié)約天然砂石30億噸，節(jié)約取材用土和填埋用地80萬畝；可生產(chǎn)免燒墻體和地面材料約1萬億塊標(biāo)磚。提高建筑垃圾資源化利用水平，對(duì)節(jié)約資源能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值意義重大。

  據(jù)中國(guó)建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)韓先福說，聯(lián)盟根據(jù)國(guó)內(nèi)外的調(diào)研結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)模式的分析，將建筑垃圾資源化處置模式分為3種模式：1.0模式，以現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)設(shè)備處置和填埋為主，沒有形成被市場(chǎng)認(rèn)可的商業(yè)模式；2.0模式，以固定設(shè)施處置為主，資源化率一般在80%以下，且未資源化部分產(chǎn)生嚴(yán)重二次污染，盈利模式以政府補(bǔ)貼和政策支撐為主，沒有補(bǔ)貼不能正常運(yùn)營(yíng)；3.0模式，以固定設(shè)施處置為主，資源化率平均在95%以上，資源化過程基本實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)，盈利模式可以不再依靠政府補(bǔ)貼而進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。目前，我國(guó)建筑垃圾資源化處置方式主要是1.0模式向2.0模式過渡，而世界發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體建筑垃圾資源化處置模式正在從2.0向3.0過渡。再細(xì)說說建筑垃圾資源化處置3.0模式。當(dāng)一車建筑垃圾經(jīng)過計(jì)量稱重進(jìn)入工廠后，也就開啟了重新利用的過程。此后，垃圾會(huì)進(jìn)入存儲(chǔ)車間存放，“消毒降塵區(qū)”會(huì)對(duì)建筑垃圾進(jìn)行第一次處理，讓其變得更加“干凈”。隨后，映入眼簾的是連接不同車間的管道，他們是垃圾在不同車間運(yùn)轉(zhuǎn)的通道，既保證了垃圾的順利流轉(zhuǎn)，也符合環(huán)保無塵等要求。在“建筑垃圾回收可燃物清潔能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)”，一些易燃的建筑垃圾在這里全部被“滅火”處理。而在金屬物的處理車間，一些建筑垃圾中常見的金屬物，在這里予以切碎和堆積。腐朽正在精巧的設(shè)計(jì)與先進(jìn)的技術(shù)中被化為神奇。建筑垃圾經(jīng)過一系列的生產(chǎn)線處理之后，就能生成新的產(chǎn)品，比如再生砂、再生石等建筑材料，它們已經(jīng)被應(yīng)用到了北京市的APEC會(huì)議場(chǎng)所、“九三勝利日”閱兵村等重要的建筑物和道路的建設(shè)上。

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  再生經(jīng)濟(jì)期待保駕護(hù)航

  再生建材走向市場(chǎng)，要經(jīng)過艱難的質(zhì)疑與考驗(yàn)。而為再生節(jié)能建材保駕護(hù)航的第一道屏障就是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

  標(biāo)準(zhǔn)化是北京聯(lián)綠建筑垃圾資源處置與利用一體化項(xiàng)目能夠達(dá)到三個(gè)100%以及再生產(chǎn)品附加值更高、更綠色環(huán)保的關(guān)鍵核心，而數(shù)字化則是最為關(guān)鍵的助推器。為此，中國(guó)建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟通過這個(gè)一體化項(xiàng)目，一共誕生了包含產(chǎn)品、應(yīng)用技術(shù)、質(zhì)量控制、試驗(yàn)檢測(cè)、節(jié)能、清潔生產(chǎn)、信息化、安全八個(gè)子體系共計(jì)106項(xiàng)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貥?gòu)成了聯(lián)盟的整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系。何時(shí)該進(jìn)行哪道工序、垃圾資源化的質(zhì)量控制如何……在北京聯(lián)綠建筑垃圾資源處置與利用一體化項(xiàng)目中，無處不在的標(biāo)準(zhǔn)是其能夠達(dá)到“3個(gè)100%”以及“再生產(chǎn)品附加值更高、更綠色環(huán)?！钡闹匾Ｕ?，標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在北京聯(lián)綠一體化工廠項(xiàng)目中均已充分驗(yàn)證并有效實(shí)施。這套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)提高行業(yè)技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)建筑垃圾資源化進(jìn)程，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化升級(jí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展將起到重要的支撐作用。

  隨著一體化工廠的國(guó)際化戰(zhàn)略發(fā)展路線，聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)體系通過更多的融合專利技術(shù)，參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定等方式，在全球推廣一體化工廠項(xiàng)目并掌握建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)鏈，為帶動(dòng)我國(guó)建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)“走出去”創(chuàng)造良好的標(biāo)準(zhǔn)等支撐環(huán)境。

  進(jìn)入2016年后，借助互聯(lián)網(wǎng)的興起，聯(lián)盟的一體化項(xiàng)目已經(jīng)開始4.0模式的設(shè)想與研究，即在3.0的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化3個(gè)100%的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與水平，再生產(chǎn)品附加值更高、更綠色環(huán)保，并能通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)營(yíng)模式。在該一體化項(xiàng)目的中控室，數(shù)字化的控制模式和智能化的生產(chǎn)方式，已經(jīng)初現(xiàn)端倪。不久的將來，工廠將能通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)營(yíng)模式將數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化施工、數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)化融合、智能化生產(chǎn)與管理，將材料技術(shù)、能源技術(shù)、生物技術(shù)、3D打印技術(shù)進(jìn)行高度融合。在建筑垃圾資源化行業(yè)中，4.0模式的建立和推廣必將成為未來我國(guó)新興綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要增長(zhǎng)點(diǎn)。

  再生建材亟需先進(jìn)技術(shù)設(shè)備支撐

  先進(jìn)技術(shù)設(shè)備對(duì)再生建材極其重要。以下將通過對(duì)廢棄混凝土的資源化利用方式來說明。我國(guó)的混凝土年需求量占世界總量的50%以上。在混凝土原材料中,骨料占混凝土總量的75%左右,而骨料的來源主要是開山取石并將其加工成砂石料,或者挖取河道中的砂、卵石及礫石。這樣，破壞自然環(huán)境，也嚴(yán)重影響了建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。生產(chǎn)混凝土需要消耗水泥和砂石，而生產(chǎn)水泥要排放大量的二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害氣體和粉塵。廢棄混凝土的來源廣泛,數(shù)量也非常驚人。絕大部分廢棄混凝土未經(jīng)任何處理，有的露天堆放，有的填埋于地勢(shì)低洼之處，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。將其運(yùn)送到郊外掩埋,不僅要花費(fèi)大量的運(yùn)費(fèi)，還會(huì)造成二次污染。如果將這些廢棄混凝土收集加工后再生利用,不但可以節(jié)約天然資源，而且減少了環(huán)境污染,促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，越來越多的混凝土結(jié)構(gòu)建筑因達(dá)到使用年限或不能滿足應(yīng)用需求而被拆除，由此產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因拆除建筑產(chǎn)生的固體廢棄物在2億噸以上，其中絕大多數(shù)是廢棄混凝土。然而，對(duì)于這些廢舊混凝土的有效處理方法卻不多，傳統(tǒng)的處理方法主要是運(yùn)往郊外露天堆放或填埋，這種方法會(huì)帶來高昂的處理費(fèi)用并引發(fā)一系列環(huán)境問題。將廢棄混凝土破碎后代替?zhèn)鹘y(tǒng)礦料作為新拌混凝土的骨料，將是解決這兩方面問題的最優(yōu)方案。

  廢棄混凝土最常用的回收方式是將廢棄混凝土塊破碎、篩分、分級(jí)并按一定的比例混合后，作為新拌混凝土的骨料，稱為再生骨料，而使用再生骨料配制的混凝土，稱為再生骨料混凝土，簡(jiǎn)稱為再生混凝土。再生混凝土按骨料的組合形式可以有以下幾種：骨料全部為再生骨料；粗骨料為再生骨料，細(xì)骨料為天然砂；粗骨料為天然碎石或卵石，細(xì)骨料為再生骨料；再生骨料替代部分粗骨料或細(xì)骨料。而這些都需要用先進(jìn)而精細(xì)的設(shè)備來對(duì)建筑垃圾實(shí)行轉(zhuǎn)化。

  通過對(duì)廢棄物資源化利用的政策研究，我們可以看到對(duì)建筑廢物關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)發(fā)展方向與趨勢(shì)：研發(fā)建(構(gòu))筑物的拆除技術(shù)、建筑廢物的分類與再生骨料處理技術(shù)、建筑廢物資源化再生關(guān)鍵裝備、新型再生建筑材料應(yīng)用技術(shù)工藝。先進(jìn)技術(shù)與裝備推廣：推廣再生混凝土及其制品制備關(guān)鍵技術(shù)、再生混凝土及其制品施工。還有期待關(guān)鍵技術(shù)、再生無機(jī)料在道路工程中的應(yīng)用技術(shù)。目前在重點(diǎn)領(lǐng)域?yàn)橘Y源循環(huán)利用裝備制造已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，如針對(duì)共伴生礦產(chǎn)資源、尾礦、粉煤灰、煤矸石、脫硫石膏、赤泥、建筑廢棄物、廢礦物油等領(lǐng)域，研發(fā)各類產(chǎn)業(yè)廢物回收利用成套設(shè)備，推廣應(yīng)用尾礦生產(chǎn)建筑材料生產(chǎn)設(shè)備，建筑垃圾、道路瀝青處理及利用設(shè)備等。

  一年多來，新涌現(xiàn)的建筑垃圾資源化技術(shù)主要由大尺度廢舊混凝土塊體在建筑結(jié)構(gòu)中的循環(huán)利用，這是一種將廢混凝土加工成直徑在100mm左右，甚至200mm的大骨料直接用于鋼管混凝土的技術(shù)，節(jié)省了加工成本，降低了能耗，目前正在編制應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。

  用移動(dòng)式的設(shè)備加工建筑垃圾一般都是先破后篩的工藝，但是，由于直接將建筑垃圾進(jìn)入破碎機(jī)，加重了破碎機(jī)的負(fù)擔(dān)，且效率低。有的在破碎機(jī)前加入了強(qiáng)力篩，先篩后破，將小粒徑的建筑垃圾先篩除，然后再經(jīng)過人工分選出大的塑料布等雜物，再進(jìn)入破碎機(jī)，明顯提高了破碎效率達(dá)30%以上，同時(shí)，減少了雜物的混入，改善了末端骨料的質(zhì)量。在設(shè)備研發(fā)方面，針對(duì)建筑垃圾原料的復(fù)雜性和現(xiàn)有設(shè)備匹配性差，設(shè)備產(chǎn)效低，人力勞動(dòng)強(qiáng)度高，環(huán)保不達(dá)標(biāo)等問題，通過改進(jìn)了給料工藝和設(shè)備、優(yōu)化各設(shè)備系統(tǒng)之間的連接構(gòu)造、研發(fā)二級(jí)破碎設(shè)備的只能除塵裝置、開發(fā)再生骨料篩分整形和水系設(shè)備，解決了物料加工過程中的堵塞、揚(yáng)塵、雜質(zhì)分離等問題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，產(chǎn)能達(dá)標(biāo)和產(chǎn)品的較高質(zhì)量。

  目前，技術(shù)和設(shè)備的問題解決都靠建筑垃圾資源化利用企業(yè)自行努力。以企業(yè)為主研究應(yīng)用類項(xiàng)目也是國(guó)家支持的方向。為了使研究目標(biāo)一致，齊心協(xié)力，行業(yè)中應(yīng)重點(diǎn)研究建筑垃圾資源化成套裝備及配套關(guān)鍵技術(shù)與示范，主要內(nèi)容應(yīng)包括“固定式高效穩(wěn)定再生骨料生產(chǎn)工藝與裝備研究及示范”和“利用移動(dòng)式設(shè)備生產(chǎn)高質(zhì)量再生骨料的工藝和裝備研究及示范”以及“渣土類建筑垃圾再生利用產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”，雖國(guó)內(nèi)有少數(shù)企業(yè)利用渣土進(jìn)行了路基和制品的試驗(yàn)研究，但該技術(shù)的可靠性、產(chǎn)品的耐久性及大規(guī)模推廣的實(shí)用性和適應(yīng)性都需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究。人們期待著先進(jìn)的技術(shù)裝備對(duì)建筑垃圾資源化更強(qiáng)大的支撐。