建筑垃圾处理及资源循环利用研究进展

建筑垃圾处理及资源循环利用研究进展

李清华

成都建工预筑科技有限公司 四川成都 610000

摘要：随着我国经济社会的高速发展和城镇化建设的快速推进，工程、房屋新建、扩建以及拆迁量不断增多，建筑垃圾的年产生量也随之逐年递增，若不对建筑垃圾进行妥善处理，将会对社会经济和环境产生严重危害，因此，建筑垃圾的资源循环利用迫在眉睫。

关键词：建筑垃圾；资源循环利用；再生混凝土

高速发展的社会经济和不断推进的城镇化建设，给我们的生活环境带来了极大改善，提高了国民的生活水平及幸福感，但同时，城市化的快速发展也导致了大量建筑垃圾的产生。建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物等进行建设、拆迁、修缮或装饰房屋过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物。2016年全球城镇化率达到了54.3%，在2018年则达到55%，预计到2050年全球城镇化率将达到68%，这将导致建筑垃圾产量的不断增加。目前大多数建筑垃圾不经任何处理直接运往郊区堆放或进行简单填埋，这不仅需要一定的清洁和运输成本，而且占用大量土地，严重污染环境，对人类生命也构成严重威胁，因此对于建筑垃圾的回收利用势在必行。

1 建筑垃圾的分类和危害

由于建筑垃圾的成分复杂，按照《城市建筑垃圾和工程渣土管理规定》，建筑垃圾分类如图1-1所示。

图1-1 建筑垃圾分类图

2013年，我国每年需要处理远超10亿吨的建筑垃圾，2017年后超过14亿吨，其中大部分建筑垃圾（约95%）被运到偏远地区进行简单的堆放或是直接原地进行回填，这将造成严重的环境污染，具体危害如下：

（1）侵占、污染土地

在未经任何处理直接将建筑垃圾进行随意的填埋和堆放，将侵占大量的土地，造成土地资源的浪费，据估计，每10000t建筑垃圾将占用约0.067hm²的土。同时，建筑垃圾及受污染的渗滤水会与土壤直接接触，过多杂质、重金属等有害物质进入土壤，将对土壤的物理结构和理化性质造成改变，使得土壤遭到破坏，降低土壤的生产能力，严重影响植物以及土壤生物的生存环境，破坏土壤的内部生态平衡。

（2）水资源污染

建筑垃圾中主要含有废弃混凝土以及废砂浆块，其含有大量的水化产物水化硅酸钙和氢氧化钙，在经过雨水的淋洗后形成强碱性渗滤液；同时，废弃石膏还含有大量的硫酸根离子。建筑垃圾被风吹、雨淋和暴晒后将会产生有害物质，造成渗滤水酸碱失衡或其他污染，如未对其进行任何处理和控制，这些渗滤水将会通过雨水浸泡、稀释，从而渗入地下或流入河流小溪等，严重污染地表水和地下水，这将对水中生物以及依靠这些水源的人或动植物造成严重危害。

（3）大气污染

大量建筑废弃物在进行堆放、回填和清运时，会有粉尘、灰沙飘拂产生，造成空气污染；同时堆放建筑废弃物的过程中，一些有机物质的分解会产生有害气体，污染大气，会严重污染空气质量，废物的焚化会产生有毒的致癌物质，造成二次空气污染。

（4）影响城市市容

目前我国大量建筑废弃物都在未进行任何处理或简单粉碎、焚烧等处理后，便被运送至偏远的城市郊区或者乡村进行堆放、填埋，在运输途中，运输车绝大部分并未完全封闭，从而会导致大量粉尘、废渣掉落问题，严重影响市容市貌，不利于美丽城市的发展。

2 国内外对建筑垃圾利用状况

国外在对于建筑垃圾的处理利用上相对成熟，许多国家比如日本、德国、美国等，在第二次世界大战之后，就开始了对建筑废弃混凝土回收利用的研究。日本、美国和欧盟等发达国家和地区已经基本实现建筑垃圾“减量化”、“资源化”、“无害化”以及“产业化”。

德国在第二次世界大战中主要城市被大规模轰炸，比如柏林和德累斯顿被损坏达80%以上，进行重建则需要大量建筑材料，但当时德国百废俱兴，无力生产，因此除无法处理的一些建筑瓦砾外，大多建筑废弃物被回收利用。德国是世界上第一个建筑垃圾大规模资源循环利用的国家，在1998年，就制定了《混凝土再生骨料应用指南》进行指导，再生混凝土的开发、应用从而得到稳定发展。

日本由于国土面积小，资源相对匮乏，因此对于垃圾处理有着极强的忧患意识，将建筑垃圾看作“建筑副产品”，并将其作为可再生资源进行再开发和利用。通过制定相关法律法规和行业规范，明确了建筑从业人员以及地方政府等相关人员和单位的责任，积极促进了建筑垃圾的规范化、市场化以及产业化处理。

我国在建筑垃圾回收再利用方面起步较晚，在建筑垃圾处理技术上还不够成熟，且主要研究废弃混凝土和废砖块的再生利用。随着我国建筑行业的快速发展以及城镇化建设的推进，使得建筑垃圾产生量逐年递增，而我国现阶段对于建筑垃圾的处置主要还是以露天堆放和填埋为主，极大浪费土地资源，且严重污染环境，因此，建筑垃圾处理问题越来越得到重视。从2004年开始先后制定了相关法律法规、技术规范及指导意见，进一步鼓励对建筑废弃物进行无害化处理和综合利用，指出要积极推进建筑废物资源化利用。

3 建筑垃圾资源循环利用研究

3.1 再生混凝土和砂浆

再生混凝土和砂浆是通过用建筑垃圾制备的再生骨料对混凝土和砂浆中的骨料进行部分替代所制得。再生骨料由于是由建筑垃圾所制备，具有孔隙率大、吸水率高、密度小、表面粗糙等特点，与天然骨料有着明显的差异，从而对再生混凝土的性能有着较大的影响。

有研究表明，通过向再生混凝土中掺入污泥超细粉，能够略微降低再生混凝土的早期力学性能，但能够提高后期力学性能；在掺入10%和20%的污泥超细粉后，能够降低再生混凝土中的有害孔，明显改善其微观结构。

通过用再生细骨料或冲洗后的再生细骨料取代标准砂，研究其对砂浆的影响，结果表明：随着再生细骨料的掺量增加，砂浆的弯曲性和抗压强度随之降低；再生骨料的质量可以通过对其进行冲洗和筛分来进行改善。

3.2 再生路基材料

建筑垃圾成分复杂且组分变异性大，其再生料中的砂浆和砖块具有大孔隙率和低强度等特点，因此与普通的路基材料有着明显差异（建筑垃圾再生料在路基工程中的应用综述）。

有研究人员用建筑垃圾细集料（废弃混凝土块以及砖混结构再生集料）作为路基回填材料，研究了其路用性能，结果表明：建筑垃圾再生集料粒径、塑性指数等指标均满足规范要求，同时在压实度满足要求时，两种建筑垃圾细集料CBR值，在强度上都能达到各级公路路基填料要求。研究人员对主要拆建废料的岩土工程及环境特性进行了综合实验室评估，研究结果表明：再生材料中存在高质量的集料，有助于提高粗集料的密度；采用再生混凝土、再生砖、塑料碎屑等再生料种类，通过击实成型后，当再生混凝土中加入5%的塑料碎屑，回弹性能优于传统填料。

3.3 再生微粉

有研究人员用废混凝土和废砖制备了两种再生超细微粉，并对其进行性能测试，结果表明废混凝土、废砖所制得的两种再生超细微粉颗粒形状大多不规则，且分布不均匀；有着与粉煤灰部分相似的化学成分，基本能够达到Ⅱ级粉煤灰标准。研究人员总结了再生微粉对水泥基材料各项性能的影响，并对当前的研究所存在的问题进行了深入分析，指出目前并没有太多地开展再生微粉对混凝土的大部分耐久性的影响，以及掺入再生微粉后混凝土界面过渡区的研究，未来还应该对微观机理进行更全面、更系统的分析。

4 结语

近几年我国经济快速发展以及城镇化建设的推进，大量建筑垃圾的产生是不可避免的。且目前，大家主要集中在对于建筑垃圾中的废混凝土、废砖等拆除垃圾的研究，而装修垃圾的研究却很少，也尚未有成熟的处理技术，还需要对其进行更加深入的研究，从而达到建筑垃圾资源化利用。随着整个社会对建筑垃圾处置意识的提高，以及国家的大力支持下，建筑垃圾的资源循环利用水平也将不断提升，最终实现建筑垃圾“减量化、资源化、无害化”。

参考文献

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