建筑垃圾綜合利用及管理的現(xiàn)狀和進(jìn)展

建筑垃圾綜合利用及管理的現(xiàn)狀和進(jìn)展

摘要對(duì)國(guó)內(nèi)外建筑垃圾的管理現(xiàn)狀及綜合利用技術(shù)進(jìn)行了全面的調(diào)查和總結(jié)。分析了建筑垃圾的成分及特征，指出了我國(guó)建筑垃圾綜合利用和管理方面存在的問(wèn)題，提出了適合我國(guó)國(guó)情的建筑垃圾循環(huán)管理模式。

關(guān)鍵詞建筑垃圾綜合利用處置線性模式循環(huán)模式

建筑垃圾的管理是城市管理的重要環(huán)節(jié)之一[1]。建筑垃圾是在建筑物的建設(shè)、維修、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的，主要為固體廢棄物，包括廢混凝土塊、瀝青混凝土塊、施工過(guò)程中散落的砂漿和混凝土、碎磚渣、金屬、竹木材、裝飾裝修產(chǎn)生的廢料、各種包裝材料和其他廢棄物等[2,3]。鑒于建筑垃圾的組成特點(diǎn)和它產(chǎn)生于建設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將其回收作為建筑材料，是建筑垃圾回收利用的有效手段[4,5]。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外建筑垃圾的管理現(xiàn)狀及綜合利用技術(shù)進(jìn)行了全面的調(diào)查和總結(jié)，分析了建筑垃圾的成分及特征，對(duì)我國(guó)建筑垃圾綜合利用和管理方面的問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并提出了適合我國(guó)國(guó)情的建筑垃圾循環(huán)管理模式。

1建筑垃圾的種類及組分

建筑垃圾主要包括：舊城改造過(guò)程中拆除舊建筑產(chǎn)生的建筑垃圾；建筑物在施工過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾。表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1建筑施工垃圾的數(shù)量和組成

垃圾組成施工垃圾組成比例施工垃圾主要組成部分占其材料購(gòu)買量的比例磚混結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)碎磚30～5015～3010～203～12砂漿8～1510～2010～205～10混凝土8～1515～3015～351～4樁頭—8～158～205～15包裝材料5～155～2010～20—屋面材料2～52～52～53～8鋼材1～52～82～82～8木材1～51～51～55～10其他10～2010～2010～20—合計(jì)100100100—垃圾產(chǎn)生量1)(kg/m2)50～20045～15040～150—

1)單位建筑面積產(chǎn)生的施工垃圾量。

從表1可見(jiàn)，建筑施工垃圾的成分有：土、渣土、廢鋼筋、廢鐵絲和各種廢鋼配件、金屬管線廢料、廢竹木、木屑、刨花、各種裝飾材料的包裝箱、包裝袋、散落的砂漿和混凝土、碎磚和碎混凝土塊、搬運(yùn)過(guò)程中散落的黃砂、石子和塊石等。這些材料約占建筑施工垃圾總量的80%。對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工地，垃圾組成比例略有不同。而垃圾數(shù)量因施工管理情況不同在各工地差異很大。

中國(guó)香港特區(qū)舊城改造和建筑施工中建筑垃圾的典型組成和比例[1]見(jiàn)圖1、2。圖1中國(guó)香港特區(qū)舊城改造建筑垃圾的典型組成和比例圖2中國(guó)香港特區(qū)建筑施工垃圾的典型組成和比例

由圖1、2可知，香港進(jìn)行舊城改造時(shí)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(dá)到65%。而建筑施工中產(chǎn)生的垃圾主要是渣土、碎石、木材，其總和達(dá)到55%。

1998年，香港特區(qū)的建筑垃圾產(chǎn)生量約為32710t/d。為了處理如此大量的建筑垃圾，香港采用了如下戰(zhàn)略：將其中的惰性部分進(jìn)行回收利用；非惰性部分作為廢物在填埋場(chǎng)填埋。香港歷年建筑垃圾的產(chǎn)生量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖3，建筑垃圾中惰性與非惰性部分的比例[1]見(jiàn)圖4。圖3中國(guó)香港特區(qū)1980～1998年建筑垃圾的產(chǎn)生量統(tǒng)計(jì)圖4中國(guó)香港特區(qū)建筑垃圾中惰性部分與非惰性部分的比例

2國(guó)外建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀

建筑垃圾中的許多廢棄物經(jīng)過(guò)分撿、剔除或粉碎后，大多可作為再生資源重新利用。綜合利用建筑垃圾是節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)的有效途徑。在這方面，日本、美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行的比較早，給我們提供了許多先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和處理方法。

通常，建筑材料，如石塊，其原料價(jià)格要比再循環(huán)的材料價(jià)廉。由于國(guó)土面積小，資源相對(duì)匱乏，日本的構(gòu)造原料價(jià)格要比歐洲高。因此，日本人將建筑垃圾視為“建筑副產(chǎn)品”，十分重視將其作為可再生資源而重新開(kāi)發(fā)利用。比如港埠設(shè)施，以及其他改造工程的基礎(chǔ)設(shè)施配件可以利用再循環(huán)的石料，代替相當(dāng)量的自然采石場(chǎng)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(jìn)法》，規(guī)定建筑施工過(guò)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(shè)施”進(jìn)行處理。日本對(duì)于建筑垃圾的主導(dǎo)方針是：盡可能不從施工現(xiàn)場(chǎng)排出建筑垃圾；建筑垃圾要盡可能的重新利用；對(duì)于重新利用有困難的則應(yīng)適當(dāng)予以處理。

美國(guó)政府則制定了《超級(jí)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(jué)的尋求建筑垃圾資源化利用途徑。美國(guó)住宅營(yíng)造商協(xié)會(huì)正在推廣一種“資源保護(hù)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(lái)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(bào)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(hù)之間的矛盾。

此外，美國(guó)的CYCLEAN公司采用微波技術(shù)，可以100%的回收利用再生舊瀝青路面料，其質(zhì)量與新拌瀝青路面料相同，而成本可降低1/3，同時(shí)節(jié)約了垃圾清運(yùn)和處理等費(fèi)用，大大減輕了城市的環(huán)境污染；對(duì)已經(jīng)過(guò)預(yù)處理的建筑垃圾，則運(yùn)往“再資源化處理中心”，采用焚燒法進(jìn)行集中處理。

法國(guó)CSTB公司是歐洲首屈一指的“廢物及建筑業(yè)”集團(tuán)，專門統(tǒng)籌在歐洲的“廢物及建筑業(yè)”業(yè)務(wù)。公司提出的廢物管理整體方案有兩大目標(biāo)：一是通過(guò)對(duì)新設(shè)計(jì)建筑產(chǎn)品的環(huán)保特性進(jìn)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(guò)對(duì)工地廢物的生產(chǎn)及收集作出預(yù)測(cè)評(píng)估，以確定有關(guān)的回收應(yīng)用程序，從而提升廢物管理的層次。該公司以強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，使用軟件工具對(duì)建筑垃圾進(jìn)行從產(chǎn)生到處理的全過(guò)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(píng)估建筑產(chǎn)品的整體環(huán)保；可依據(jù)有關(guān)執(zhí)行過(guò)程、維修類別，以及不同的建筑物清拆類型，對(duì)減少某種產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢物量進(jìn)行評(píng)估；可向顧問(wèn)人員、總承建商，以及承包機(jī)構(gòu)，就某一產(chǎn)品或產(chǎn)品系列對(duì)環(huán)保及健康影響提供相關(guān)的概覽資料；可以對(duì)廢物管理所需的程序及物料作出預(yù)測(cè)；可根據(jù)廢物的最終用途或質(zhì)量制訂運(yùn)輸方案；就任何使用“再造”原料的新工藝，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境方面的可行性作出評(píng)核，而且可估計(jì)產(chǎn)品的性能。

在荷蘭，建筑業(yè)每年產(chǎn)生的廢物大約為14×106t，大多數(shù)是拆毀和改造舊建筑物的產(chǎn)物。目前，已有70%的建筑廢物可以被再循環(huán)利用，但是荷蘭政府希望將這個(gè)百分比增加到90%。因此，他們制定了一系列法律，建立限制廢物的傾卸處理、強(qiáng)制再循環(huán)運(yùn)行的質(zhì)量控制制度。荷蘭建筑廢物循環(huán)再利用的重要副產(chǎn)品是篩砂，產(chǎn)量大約1×106t/a。砂很容易被污染，其再利用是有限制的。為此荷蘭采用了砂再循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，由揀分公司負(fù)責(zé)有效篩砂：依照它的污染水平分類，儲(chǔ)存干凈的砂，清理被污染的砂。

德國(guó)將建筑垃圾分成土地開(kāi)挖、碎舊建筑材料、道路開(kāi)挖和建筑施工工地垃圾，1987～1995年各類建筑垃圾的再利用情況見(jiàn)表2。德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境基金會(huì)總部的建筑就是用了舊混凝土集料。德國(guó)西門子公司開(kāi)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(lái)，再回收利用，對(duì)于處理過(guò)程中產(chǎn)生的燃?xì)鈩t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(wèn)題。表2德國(guó)1987～1995年各類建筑垃圾的再生利用率垃圾類別19871989199119931995碎舊建筑材料2017396260建筑工地垃圾1）0002740道路開(kāi)挖垃圾6955838790

1）碎舊建筑材料主要用作道路路基、造垃圾填埋場(chǎng)、人造風(fēng)景和種植等。

總之，這些國(guó)家大多施行的是“建筑垃圾源頭削減策略”，即在建筑垃圾形成之前，就通過(guò)科學(xué)管理和有效的控制措施將其減量化。對(duì)于產(chǎn)生的建筑垃圾則采用科學(xué)手段，使其具有再生資源的功能。

3國(guó)內(nèi)建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的建筑垃圾再利用沒(méi)有引起很大重視，通常是未經(jīng)任何處理就被運(yùn)到郊外或農(nóng)村，采用露天堆放或填埋的方式進(jìn)行處理。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，建筑垃圾的產(chǎn)生量也與日俱增。目前，我國(guó)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，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(duì)建筑垃圾的回收利用方面作了一些嘗試。

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”2項(xiàng)工程的7幢高層建筑施工過(guò)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，與標(biāo)準(zhǔn)砂按1:1的比例拌合作為細(xì)骨料，用于抹灰砂漿和砌筑砂漿。共計(jì)回收利用建筑廢渣480t，節(jié)約砂子材料費(fèi)萬(wàn)元和垃圾清運(yùn)費(fèi)3360元，扣除粉碎設(shè)備等購(gòu)置費(fèi)，凈收益余萬(wàn)元。1992年6月，北京城建集團(tuán)一公司先后在9萬(wàn)m2不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑的施工過(guò)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、細(xì)石混凝土樓地面和混凝土墊層，使用面積達(dá)3萬(wàn)多平方米，節(jié)約資金萬(wàn)余元。

最近，河北工專新興科技服務(wù)總公司開(kāi)發(fā)成功一種“用建筑垃圾夯擴(kuò)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(jìn)展。該項(xiàng)技術(shù)是采用舊房改造、拆遷過(guò)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(kuò)形成擴(kuò)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(kuò)大樁端面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值可達(dá)500～700kN。經(jīng)測(cè)算，該項(xiàng)技術(shù)較其它常用技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資20%左右。

4我國(guó)建筑垃圾管理基本對(duì)策

我國(guó)目前余泥渣土的管理體制

我國(guó)目前對(duì)余泥渣土的管理，各個(gè)城市有所不同，管理部門也有所不同，基本上可以分為2種。

二級(jí)管理體制主要運(yùn)用于大城市以及較發(fā)達(dá)地區(qū)，例如北京、上海、廣州等。通常是在行政市里設(shè)立建筑垃圾排放管理部門，以市政管理委員會(huì)為行政主管機(jī)關(guān)，是獨(dú)立的法人核算單位。下屬各區(qū)再設(shè)立建筑垃圾的排放管理部門，屬各區(qū)市容環(huán)衛(wèi)部門領(lǐng)導(dǎo)。運(yùn)輸方面由經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的車輛或運(yùn)輸公司負(fù)責(zé)，執(zhí)法由城市綜合執(zhí)法部門派隊(duì)員到建筑垃圾排放管理部門合署辦公。

統(tǒng)一管理體制主要用于面積較小的地區(qū)，例如鹽城、南通、石家莊、廈門、濟(jì)南等。成立全市的建筑垃圾管理部門，實(shí)行一體化的建筑垃圾管理及執(zhí)法運(yùn)作機(jī)制，受市城市管理部門法律委托，具體負(fù)責(zé)渣土管理及執(zhí)法工作。一是行政許可，對(duì)施工活動(dòng)中產(chǎn)生的建筑垃圾、工程渣土的處置進(jìn)行審批發(fā)證，規(guī)范清運(yùn)過(guò)程的時(shí)間、線路，指定或經(jīng)審查后確認(rèn)處置地點(diǎn)；二是行政處罰，依據(jù)國(guó)家、省、市法規(guī)或規(guī)章，對(duì)影響市容、污染環(huán)境、不服從管理等違章行為進(jìn)行處罰，確保審批工作的權(quán)威性。

我國(guó)建筑垃圾目前存在的問(wèn)題

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的建筑行業(yè)都是采用傳統(tǒng)方式施工，原料消耗大，加上管理的落后，從而產(chǎn)生大量的建筑垃圾。雖然已開(kāi)始進(jìn)行新型建材開(kāi)發(fā)和利用，但規(guī)模和數(shù)量還非常有限。

我國(guó)在利用工業(yè)廢料(如煤矸石、石煤、粉煤灰、爐渣等)取代粘土原料生產(chǎn)墻體材料方面取得了顯著成就。而對(duì)建筑垃圾的利用剛剛起步，還沒(méi)有一套適合我國(guó)國(guó)情的建筑垃圾資源化手段。

解決我國(guó)建筑垃圾存在問(wèn)題的基本對(duì)策

要想從根本上解決我國(guó)建筑垃圾存在的問(wèn)題，應(yīng)采取建筑周期全過(guò)程的管理模式。改變傳統(tǒng)的建筑原料——建筑物——建筑垃圾的線性模式，形成建筑原料——建筑物——建筑垃圾——再生原料的循環(huán)模式[總消耗=消耗+消耗+消耗]。在建筑過(guò)程中讓原材料得到最大限度地合理、高效、持久地利用，并將其對(duì)自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度，從而形成高利用、低排放的新型建筑模式，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也取得了更大的經(jīng)濟(jì)利益。

從源頭上加以控制，大力開(kāi)發(fā)和推廣節(jié)能降耗的建筑新技術(shù)和新工藝，從而減少建筑垃圾的產(chǎn)生。在建筑物的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮提高建筑物的耐久性，采用盡量少產(chǎn)生建筑垃圾的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用環(huán)保型建筑材料，考慮建筑物將來(lái)進(jìn)行維修和改造時(shí)建筑垃圾產(chǎn)生量少，考慮建筑物在將來(lái)拆除時(shí)的再生問(wèn)題。

在建筑過(guò)程中堅(jiān)決杜絕偷工減料、以次充好、隨意更改設(shè)計(jì)方案等降低工程質(zhì)量的現(xiàn)象發(fā)生，保證建筑物的質(zhì)量和耐久性，減少不必要的維修、加固甚至重建工作。注意廢料的直接再利用，例如碎磚、混凝土塊等廢料經(jīng)破碎后，可以代砂，直接在施工現(xiàn)場(chǎng)利用，減少需被轉(zhuǎn)移的建筑垃圾產(chǎn)生量。同時(shí)，制定相關(guān)的建筑垃圾產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)作為法律依據(jù)，使政府可以對(duì)建筑垃圾的產(chǎn)生量予以控制。

運(yùn)出場(chǎng)外的建筑垃圾，對(duì)其進(jìn)行分揀、集中，將其中可作為原材料再生利用的成分進(jìn)行回收再利用。例如廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬，經(jīng)分揀、集中、重新回爐后可以再加工制成各種規(guī)格的鋼材；廢竹木、木屑等則可用于制造各種人造板材；混凝土廢料用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等。這些需要政府部門、環(huán)保部門、建筑建材行業(yè)等各部門共同努力，采取各項(xiàng)優(yōu)惠政策，大力扶持創(chuàng)辦建筑垃圾的加工企業(yè)，大力開(kāi)發(fā)和推廣再生材料產(chǎn)品；采取積極措施，鼓勵(lì)對(duì)建筑垃圾的再利用。逐步實(shí)施建筑垃圾經(jīng)再加工后，作為建材產(chǎn)品的循環(huán)再利用。

總之，建筑垃圾作為各種建材產(chǎn)品廢料的混合物，未加處理直接填埋，不僅破壞了人類賴以生存的自然環(huán)境，而且也是資源的巨大浪費(fèi)。惟有采取積極措施，才能確保建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。