国内外建筑垃圾处理回收利用技术比较

国内外建筑垃圾处理回收利用技术比较

1 引言

随着城市化进程加快，城市改造和建筑工业的迅速发展，混凝土作为水泥、砂子、卵石与碎石等天然资源的最大消费者，全球混凝土产业现在正以每年约80亿吨的速度消耗天然骨料。与此同时，一些老旧建筑物、构筑物、城市基础设施的老化和服务年限的到期，使得越来越多的土木工程建设项目报废拆除，而产生大量的建筑拆除废料和垃圾。据1996

年在英国召开的混凝土会议资料，全世界从1991～2000年的十年间，废弃的混凝土（包括钢筋混凝土工厂不合格的产品）总量将超过10亿吨。美国混凝土废料的产量也从1998年的1亿吨[1]增加到现在的1.5亿吨[2]。德国联邦统计局20世纪90年代中前期的大量统计数据表明，德国每年产生的废料总量近3亿吨，而这个数字还在不断增加。现在德国每年的废料总量估计可达4亿吨，其中建筑废料占总重量的75% [3]。我国台湾省每年建筑拆除废料约726万m3，香港建筑产业每天产出的施工和拆除废料就达3万7千吨，这比市政固体废料要高出大约四倍[4]。上海市2002年排放的建筑垃圾总量在2000万吨左右，而废弃混凝土约占渣土总量的40%，即800万吨左右。我国大陆每年建筑垃圾的产量还没有权威的统计数字，估计其数值要达到几十亿吨。如何处理这些越来越多的建筑废料的各国政府棘手的问题之一。而将建筑废料经过回收处理后再重新利用，为该问题提供了一个合理的解决办法。这样既能保护天然资源，又能降低建筑垃圾对环境的影响。

2 建筑垃圾的回收与处理

建筑垃圾是指建造、修缮和拆除建筑物时所产生的废弃物，包括砂石、砖瓦、混凝土块、废木料、玻璃、石棉、纸屑、纤维屑、废塑料、金属类及其它。依照不同地区人们生活习惯和所用建筑材料、建筑物结构形式(砖混、框架，框架剪力墙等)、使用用途（如医院、学校、住宅、办公大楼、厂房等）的不同，建筑废料的种类、组成及数量差异较大。笔者对建筑拆除废料进行过专项调查。调查了一栋5层的住宅建筑（砌体结构），一栋5层的办公楼（混凝土框架结构）和一栋工业厂房（钢筋混凝土排架结构）。调查结果见图1。美国[5]和香港地区[6]建筑废料组成比例见图2。对钢筋混凝土结构而言，建筑垃圾废料中混凝土的含量达到60%以上。如果能够回收和利用这些材料，这将对节约能源、保护环境和可持续发展有重要作用。可以看出其中废弃混凝土占有绝对比重，达废料总量的60%以上。

目前国内外建筑废料的回收处理方法，多数是针对废弃混凝土。建筑废料的回收处理就是把不同的破碎设备、筛分设备、传送设备及除去杂质的设备合理地组合在一起的生产工艺过程。再生材料的质量与回收过程和处理方法关系密切，所以生产过程需要一套经济适用的分选、破碎、筛分、洁净的技术处理方法，处理过程应经过系统规划，并合理选择质量较高的处理设备。建筑废料处理的基本硬件要求包括桥式起重机（搬运碎石和产出的骨料）、储备空间（贮存不同类型的废料和再生产品）、预处理设备(振动锤等，用于破碎大块废料)、装卸设备（填料和装卸料）、初步筛分装置（在破碎前去除土、石膏、砂等杂质）、初步破碎机（一般是颚式破碎机）、电磁系统（从碎石中分离出铁质）、筛分设备（用于分离较小粒径的骨料）、二次破碎和筛分设备（分别将骨料破碎成需要的粒径和分成不同的部分）。

废弃混凝土的再回收处理一般有两种方法。一是把废弃混凝土运到处理厂加工；二是在现场对废弃混凝土进行处理。目前德国、日本等国家对废弃混凝土较成熟的回收处理方法[7]。

3 建筑垃圾的应用

将建筑废料经过回收处理后再重新利用，为该问题提供了一个合理的解决办法。这样既能保护天然资源，又能降低建筑垃圾对环境的影响。纵观世界上建筑废料利用较好的国家的使用情况，建筑废料的再利用大致可以分为三个级别：（1）低级利用，如一般性回填；（2）中级利用，如用作建筑物或道路的基础材料（建筑物基础除外）；（3）高级利用，如作为粗细骨料配制混凝土用于建筑结构构件（如砌块）、道路面层、制造水泥等。目前世界上各国建筑废料的回收利用率不同，发达国家的利用率较高，发展中国家利用率较低或没有利用。美国伊利诺伊州建筑材料回收委员会的William Turley报告指出，每年有一亿吨废弃混凝土被以再生骨料的形式被循环利用，占全部骨料总量的5%（美国每年骨料总用量超过20亿吨）。再生骨料中约68%用于道路基层和基础，6%用于拌制新混凝土，9%用于拌制沥青混凝土，3%用于边坡防护，7%的用于一般回填，其他应用为7%。M.G. Winter 和C. Henderson对苏格兰156处垃圾掩埋处理场地进行的调查结果表明，建筑废料的回收率为48%，其余的52%仍是以掩埋的方式处理掉。在回收的废料中，低级利用占绝对比重，达回收废料总重的94%，而中级和高级利用率很低，分别仅占2%和4%。日本是建筑废料回收利用较好的国家，1990年、1993年和1995年废弃混凝土的利用率到达48％、67％和65％；1995年的65％中，20％用于道路配料，80％作为填方。新加坡1996～1998年统计资料显示，每年生产约30万吨建筑废料，其中约63％回收利用，其余37％则掩埋掉。中国香港地区2000年的建筑拆除废料的再利用率为80％，台湾地区预计2005年废弃混凝土利用率达到50％，2009年达到100％。中国大陆建筑废料回收再利用方面的报道较少，建筑废料的利用率较低，一般用作回填和公路建筑。

在西方国家，回收处理后的建筑废料已广泛应用于回填、公路建设、道路及铁轨的垫层等，有资料表明在振动桩基、挡墙和边坡稳定等加固工程中也有应用。但是，与天然材料相比，再生材料的强度弱，吸水性高，耐久性差，这在一定程度上限制了其在结构构件中的应用。国外大量试验研究表明，在一定条件下，再生材料完全可以用于结构中。日本、美国、德国、荷兰、英国等发达国家在试验的基础上已经建立起相应的规范、指南（如日本的JIS TR A 0006——Japanese Industrial Standard Technical Report A 0006和德国钢筋混凝土委员会颁布的《再生骨料混凝土指南》——Beton mit rezykliertem Zuschlag），以规范再生材料在建筑结构中的应用。目前日本和德国已经有了再生材料结构应用的成功范例（如德国达姆施特塔的Vibler Weg和Waldspirale建筑，日本的ACROS Shin -Osaka 建筑）。

国内建筑垃圾处理技术

在我国，近些年来，深圳、杭州、昆明等地区对建筑垃圾的回收利用作了一些大胆的尝试，而且获得了非常好的效果！

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