建筑材料的再生循环与利用

长期以来，建筑材料主要依据对其提出的力学与功能要求进行开发。结构材料主要追求高强度、高耐久性等，而装饰材料则追求高功能性和造型图案的美观性。但是，随着地球环境的曰益恶化和资源日趋减少。作为建材不仅应具有高强度和高功能性，还必须考虑再生循环的利用问题，使建材工业走可持续发展之路。

建筑材料作为一种产业，节约资源、能源也是为了本身能够持续发展的需要。例如，利用煤矸石制作砖和水泥；利用粉煤灰和煤渣制作蒸养砖和烧结砖，生产陶粒硅酸盐砌块，作混凝土和水泥砂浆的掺合料；利用高炉渣制作水泥和湿碾矿渣混凝土；利用钢渣制作砖和水泥等。

一般来说，传统材料主要追求材料的使用性能。而可持续发展的材料追求的不仅是良好的使用性能，而且从材料的制造、使用、废弃直至再生利用的整个寿命周期中，必须具备与生态环境的协调共存性、舒适性，对资源、能源消耗少，生态环境影响小，再生资源利用率高，或可降解使用的具有优异使用性能的新型材料。

统计表明，我国单位数量产品的能耗与资源消耗比工业先进国家高得多，资源再生利用率低，最终产品只是原料投入的30％，大部分原料变成了废弃物。既消耗了宝贵的资源、能源，又污染了环境。

20世纪90年代以来，我国的主要建材产品(如水泥、玻璃、建筑陶瓷、粘土砖、石灰)的产量，均达到世界第一。然而，另一方面的严重问题是：资源与环境的沉重负荷制约着建材工业的可持续发展。

目前，我国每年生产各种建筑材料要消耗资源50亿t以上，消耗能源达2．3亿t标准煤，保温不良的墙体材料造成的热损失达1．2亿t标准煤，破坏农田6700多万ha．同时还排放大量的二氧化碳、二氧化硫和二氧化氮等有害气体和粉尘。如每生产1t水泥熟料要排放1t二氧化碳、0．74 kg二氧化硫、130妇粉尘，每生产1t石灰排放1．8t二氧化碳，仅此两种产品每年排放二氧化碳多达6亿t。又如粘土砖全国每年毁掉约6000多ha土地来烧制，这使本来缺少耕地的我国雪上加霜，所以国家规定要淘汰实心粘土砖，代之以其他再生制品(如利用废渣制砖等)。并从结构上强调逐步取消砖混结构。

我国每年工业固体废弃物的排放量很大，例如火力发电厂产生粉煤灰渣1995年为1.02亿t，到2000年已达到1.53亿t，有6亿t粉煤灰要排入灰场，需占地4000 ha；金属矿山尾矿每年3.5亿t,占地2000-3400ha，每年由此造成的经济损失高达300亿元。据中国环境公报统计，1995年工业固态废弃物累计堆积达66.41亿t，占地5.5万ha，而且问题越来越严重；另外还有大量的建筑废弃物、城市垃圾等。因此，要保持建筑材料的可持续发展，就应寻求新的发展道路，提高生产技术水平，开展建材的再生循环与利用，提高能源、资源的综合利用率。同时进行环境保护,减少环境污染。

最近，日本研究成功利用垃圾焚烧灰和下水道污泥生产特种水泥的技术。他们把这种水泥称为生态水泥．现已建成了日产50t生态水泥的实验生产线。其烧成温度仅为1000℃左右．使能耗大大降低。目前，我国一些单位也正在开展用城市垃圾生产水泥的研究试验工作。

由于在设计上偏重结构性方面的考虑。大多数建材及其构件废弃后。几乎都变成了难以处理的残留物。拆卸和再生利用都很困难。因此，在进行建材及其构件设计时必须有新的设计思想。例如，设想一种像毛衣那样的、当拔出一根线就一下子破坏了整个结构，使之在有效使用期限届满之后能够迅速解体，进行再生循环。因此，要建立新型增强混凝土构件长寿命与再生循环相互兼容的总体寿命设计及其相关技术。还必须从兼顾材料科学和建筑工程学的观点。选用合理的建筑材料及构件，并采用新的建筑技术。

这种可再生循环建筑复合结构及其材料构件的设计概念可用如下实例说明。采用现场整体灌筑方式，一半利用工厂生产的预制构件，只将结合部在现场施工。如柱体是钢筋混凝土构件，梁体是新型增强混凝土构件，结合部由钢制接头做成混合结构形式，这样解体时就比较容易。从建筑材料的再生利用这一观点来讲，混合结构形式是今后建筑技术开发的方向之一。

建筑物解体时，不仅会产生大量的砖头和混凝土废块、木材及金属废料等废弃物，而且无论新建还是拆毁时都会留下建筑残土、污泥等建筑废物。如果能将其大部分作为建材使用，就意味着"建筑废弃物"是"建筑副产品"，这将是认识上的一次飞跃。

建筑污泥的再利用及高质量混凝土骨料的开发。是迫切需要解决的问题。目前．国外处理建筑废土、建筑污泥和混凝土副产物的工作正在进行，例如，将建筑污泥作为混凝土骨料和农业培土：混凝土块作为填筑材料、路基材料、混凝土骨料等。而曾大量排放的废旧沥青。

由于再生技术的进步与完善。大部分已通过工地和工厂再生，作为沥青铺设材料被广泛再生利用。

我国的现状是幅员辽阔，人口众多，纯天然材料的资源有限。结构材料不能像日本及西欧国家那样过分强调纯天然制品。对传统的量大面广的建筑材料。应主要强调进行生态环境化的替代和改造。如加强二次资源综合利用，提高材料的再生循环利用率，有必要禁止采用瓷砖对大型建筑物进行外表面装修等。

未来建材工业总的发展原则应该是：具有健康、安全、环保的基本特征，具有轻质、高强、耐用、多功能的优良技术性能和美学功能。还必须符合节能、节地、利废三个条件。

建筑材料的再生利用还涉及处理成本、机械设备、工艺流程等技术经济问题。目前，与新材料相比，再生材料有价格高、现场通用性差等问题，综合利用时有一些不足之处。但是，一定要从环境保护及资源利用效率的角度出发，来进行成本效益的综合分析，并确定再生利用经济效益的评价方法。

总之。从环境和再生利用的角度看，许多建材加工、生产技术及制品都值得加以改进，人们的观念也需要从社会的和环境的角度进一步更新。尤其是新材料的开发应用，要最大限度地降低环境污染。整个建材系统在保证物质生产和文明水平不断提高的同时，还要有利于维护地球生态环境和资源利用，使建筑材料真正成为可持续发展的产业