对建筑工程废弃材料的再生与利用的探讨1 前言随着科技的进步，社会的发展，我国经济的快速发展，城市的建筑业也在不 断发展。几乎每天都有旧的建筑物要拆除，每天都有新的建筑要兴建。无论是从 废旧建筑物上拆下的废弃混凝土，还是新建筑物兴建过程中所产生的废渣，都属 于建筑垃圾。这些垃圾影响了城市生活环境，造成了环境污染。如将它们运送到 郊外进行掩埋，不仅要花费大量的运费，还会给城市郊区造成二次污染。其次， 堆放掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源。这不仅影响着生存环境， 同时也造成巨大的能源和资源浪费，对国民经济的发展和和谐社会的构建有显著 的不利影响，甚至构成严重威胁。特别是四川汶川特大地震灾害发生后，受灾地 区建筑物大面积倒塌、损毁，造成的大量建筑废物急待处理，灾后重建也会遇到 附近建筑原材料匮乏的困难。因此对建筑垃圾进行资源化再生利用，就变的越来 越重要和迫切了。2 建筑废料的构成建筑垃圾是指在工程中由于人为或者自然等原因产生的建筑废料，包括废渣 土、弃土、余泥以及弃料等。这些材料对于建筑本身而言是没有任何帮助的，但 却是在建筑的过程中产生的物质，需要进行相应的处理，这样才能够达到理想的 工程项目建设，正因为是一个整体的过程，所以其环节的考虑是更重要的。2.1建筑废料的基本构成根据城市建筑垃圾和工程渣土管理规定（修订稿），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、修缮及居民装饰房屋 过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物。按照来源分类，建筑垃圾可分 为土地开挖、道路开挖、旧建筑物拆除、建筑施工和建材生产垃圾五类，主要由 渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块、沥青块、废塑料、废金属料、废 竹木等组成。2.2建筑废料的分类1. 土地开挖垃圾分为表层土和深层土。前者可用于种植，后者主要用于回填、造景等。2. 道路开挖垃圾分为混凝土道路开挖和沥青道路开挖。包括废混凝土块、沥青混凝土块。3. 旧建筑物拆除垃圾主要分为砖和石头、混凝土、木材、塑料、石膏和灰浆、屋面废料、钢铁和 非铁金属等几类，数量巨大。4. 建筑施工垃圾分为剩余混凝土、建筑碎料以及房屋装饰装修产生的废料。剩余混凝土是指 工程中没有使用掉而多余出来的混凝土，也包括由于某种原因（如天气变化）而暂 停施工而未及时使用的混凝土。建筑碎料包括凿除、抹灰等产生的旧混凝土、砂 浆等矿物材料，以及木材、纸、金属和其他废料等类型.房屋装饰装修产生的废 料主要有:废钢筋、废铁丝和各种废钢配件、金属管线废料，废竹木、木屑、刨 花、各种装饰材料的包装箱、包装袋，散落的砂浆和混凝土、碎砖和碎混凝土块， 搬运过程中散落的黄砂、石子和块石等。其中，主要成分为碎砖、混凝土、砂浆、 桩头、包装材料等，约占建筑施工垃圾总量的 80%。1）碎砖（碎砌块）砖（砌块）主要用于建筑物承重和围护墙体。产生碎砖（碎砌块）的主要原因 是:组砌不当、设计不符合建筑模数或选择砖（砌块）规格不当、砖（砌块）尺寸 和形状不准等原因引起的砍砖;运输破损;设计选用过低强度等级的砖（砌块） 或砖（砌块）本身质量差;承包商管理不当;订货太多等。（ 2 ）砂浆砂浆主要用于砌筑和抹灰。产生砂浆废料的主要原因是在施工操作过程中不 可避免的散落;拌合过多、运输散落等也是造成砂浆废料的原因。（ 3 ）混凝土混凝土是重要的建筑材料，用于基础、构造柱、圈梁、柱、楼板和剪力墙等 结构部位.施工中产生混凝土垃圾废料的主要原因是浇筑时的散落和滋出、运输 时的散落以及商品混凝土订货过多或由于某种原因（如天气变化）而暂停施工而 未及时使用。（ 4 ）桩头 对于预制桩，达到设计标高后，将尺寸过长的桩头部分截去;对于灌注桩， 开挖后要将上部浮浆层截去。截下的桩头成为施工垃圾废料。（5）包装材料散落在施工现场的各类建筑材料的包装材料也是垃圾废料的一部分。3 建筑废料与再生与利用的应用状况随着经济发展和城市建设加快资源消费量非常之大，混凝土是最大宗的 建筑材料，而生产lm3混凝土约需1 7 0 02 0 0 0 kg的砂石。可见.混 凝土的生产对砂石资源的需求非常巨大，在我国，砂石资源已面临着桔竭的危险。 随着建筑业的发展，同时1二程建设中副产物及其旧建筑结构废弃物量随之增 加，巨量的废弁混凝土除处理费州惊人外，还需要占用大量的空地存放，污染环 境，浪费耕地，成为城市的一大公害。尽管其中进行了一些再循环，但大部分仪 限于作路基材料、建筑物垫层和同填使用。必须进行这方面研究，开发高质量的 再生回收设备和技术，形成一个产业，进行综合回收再生循环使用。3.1 建筑结构废弃物处理从社会发展趋势来看，今后混凝土使用量将急剧增加，废弃混凝土的量会越 来越大。过左对建筑结构废弃物进行简单的人工分检的处理方法已经很不适应， 需要成立专业的机构和公司，以科学、合理的方法对建筑结构废弃物进行专业化、 机械化的分检处理。建筑结构废弃物中成分比较复杂首先要对建筑结构废弃物 进行分检，按各类物质进行分门别类的处理，然后进行回收利用，再生循环使用。 3.2 混凝土骨料再生关于再牛骨料的应用，国内外都进行了许多研究。但以往的再乍技术因使用 岩石破碎机等不能充分去除附着在骨料上的水泥浆，存在混凝土质量问题，故不 能用作结构用混凝土。用加热搓擦法回收再生骨料时，只要施以不破坏骨料的轻 微冲击力和搓擦作川，就能选择性去除水泥浆，回收符合标准质量的粗、细骨料。 粗骨料回收设备，采用以钢球为媒介物的卧式回转式筒形粉碎设备（可用淘汰立 窑水泥厂的球磨机改造），对混凝土块进行连续搓擦处理。粉碎机内部为双层圆 筒结构，内筒设有7 mm筛孔用来排出砂浆及微粉成分，以防止细骨料的破坏并 提高搓擦处理效率。若送人热风更能提高效率和回收率。细骨料回收设备与粗骨 料相同，但必须利用媒介物抑制细骨料的粉碎程度，故用比钢球比重小的粗骨料 作媒介物，利用砂浆成分进行搓擦，回收再生细骨料。3.3 再生混凝土使用废弃混凝土块、再生骨料配制的混凝土称再生混凝土。再生混凝土的主 要性能：由于再生骨料表面粗糙、棱角较多，骨料表面还包裹着相当数量的水 泥砂浆，并且混凝土块在解体、破碎过程中由于损伤积累使再生骨料内部存在大 量微裂纹这些因素都会使再生骨料的吸水率增大。导致在同样水灰比条件下再 生混凝土的流动性比普通混凝土差。坍落度随再生骨料使用比例的增加而降低。 再生混凝土的强度，与天然骨料混凝土相比，同一水灰比的再生混凝土2 8d 抗压强度低6%15%,抗拉强度低7%2 8%。再生混凝土其粘聚性和 保水性较好，但干燥收缩和蠕变大。一些试验表明，再生混凝土比普通混凝土 的抗裂性要好，延性也比较好，可用于抗震结构。在制备再生混凝土时，应注意再生混凝土的配合比设计，控制再生骨料替代天然 骨料的最佳比例为4 5 6 0 %,特别注意再生集料的高吸水率问题，掺人高效 减水剂，提高混凝土的流动性，掺入超细矿渣或超细粉煤灰提高混凝土和易性， 满足施工要求。由于再生骨料的收集和制备需要耗费一定的机械设备和人力，从纯经济指标的角 度来讲，再生骨科的生产是微利甚至无利或亏损，因此再生混凝土的生产成本价 格相对灭然骨料混凝土要高，因此往往不易被用户接受。但是，再生混凝土的经 济性不能简单地用其生产成本来衡量，应当从多方面综合考虑其经济指标。再生 混凝土的技术经济分析除要考虑其本身的生产成本外，还应当综合考虑城市垃圾 处理的有关费用和再生混凝土产生的环保效益以及本地区天然骨料的储量、生 产、运输、价格、年需求量。随着科学技术的进步和生产水平的发展以及人类 对环保的日益重视，经济性的概念也会随之变化。3.4 建筑废弃物的其他利用废弃混凝土的组成中除粗骨料、细骨料外，主要还包括水泥和其他辅助胶凝 材料的水化产物，未水化的水泥和辅助胶凝材料。（1）将废弃混凝土中的砂浆分离出来后经粉磨至一定细度，与一定比例的石灰 和水相配合，在采用水热压蒸的方法，町以制备得到高强度钙硅制品。其原理是 在10C以上的水热介质中，石灰中的Cd （OHh和砂中的SO：发生急剧的 化学反应生成各种类型的水化硅酸钙，将未反应的颗粒包裹交联形成空间网络 结构，从而使硬化体具有良好的物理力学性能。在常温下Ca(OH)：和结晶 态SiO：问的化学反应过程非常缓慢，砂中结晶态的SiO：只有在高温水中 才能较快地溶解，凶此必须采用压蒸的手段促使其发生反应。该方法也可以在现 有的灰砂砖厂使用建筑废弃物生产灰砂砖。( 2)很多旧民宅、建筑等大都使用烧结砖作为主要建筑材料，随着这些旧建筑 的拆除，大量以黏土砖为主的建筑垃圾的排放量也在不断增加，再加上废弃混 凝土中的粉状物，也已成为污染环境、占用填埋土地的主要污染源之一。可以综 合利用废黏土砖、废弃混凝土中的粉状物，经一定的处理后加上一定量的粉煤 灰，进行再生混凝土砌块的生产。这样不仅可以节约天然砂石资源，同时义能对 上述废弃物加以再生循环利用。(3)凡强度等级不很高的混凝土、非承重结构混凝土、基础垫层、广场砖、道 路垫层、水沟、排水槽、重力护壁、海岸防护堤、砌块，都适合大量使用再生骨 料、再生混凝土、建筑垃圾废弃物等。4 建筑废料回收与利用的应用前景建筑垃圾处理一直是城市环境整治的难题之一。工业化、城市化进程的加速, 城市新建、扩建拆迁或维修施工中产生的建筑垃圾，成为城市垃圾的组成部分。 数据显示，砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑，每一万平方米建筑施工过 程中产生500吨一600吨建筑废弃物，每拆除旧楼一万平方米就产生近万吨废弃 物。目前，我国建筑废弃物的数量已占到城市垃圾总量的30%40%。近几年来, 各城市的建筑废弃物的处理方式除了自发的建设工程回填利用和填海、填洼地 外，绝大部分是未经任何处理便被运往填埋场。不少城市环卫部门在城市建筑废 弃物回收、运输和处理方面都投入了大量人力、物力、财力。4.1 建筑垃圾应用于道路建设道路工程具有工程数量大，耗用建材多的特点。因此因地制宜，就地取材是 道路设计的一项基本原则，也是降低工程造价的根本。而建筑垃圾具有其他建材 无可比拟的优点：成本低、数量大、质量好，是道路建设的常用材料。2010 年上海世博会选址于上海市区黄浦江两岸，原址基本为工业用地。原有厂 房建筑拆迁产生的大量建筑废弃物与建设场地原状土体相混合，形成建筑垃圾渣 土。使用高强高耐水土体固结剂使建筑垃圾渣土变成胶凝材料，并应用渣土材料 完成了世博园区内的大量道路建设。节省了外运堆放渣土和外调土方的大量费 用，也免除了对周围土地和环境的不利影响，实现了“可持续发展”的理念和“城 市，让生活更美好”的办博宗旨。4.2 利用废弃建筑混凝土、砖石生产粗细骨料目前，混凝土砂石料供应日益紧张，有些地区优质的天然骨料已趋枯竭，致 使建筑工程的成本逐渐增加、质量下降。建筑垃圾中废弃混凝土经加工后代替天 然骨料生产再生混凝士材料，既能节约天然矿物资源，使废弃混凝土得到再生利 用，又可以减少对环境的污染，体现了可持续的经济发展特点。上海市第二建筑 工程公司曾在市中心“华亭”和“霍兰”两项工程的7 幢高层建筑施工中，将结 构施工阶段产生的建筑垃圾，经分拣、剔除并将有用的废渣碎块粉碎后，与标准 砂按1：1 的比例拌合作为细骨料用于抹灰砂浆和砌筑砂浆。北京城建集团一公 司先后在9 万平米不同结构类型的多层和高层建筑的施工中，回收利用各种建筑 废渣 840 多吨，用于砌筑砂浆、内墙和顶棚抹灰、细石混凝土楼地面和混凝土垫 层；使用面积达三万多平方米。 5建筑废料的处理对策及处理方在我国，建筑也作为国民经济的支柱产业之一，二十余年来得到了突飞猛 进的发展。相应的，在其生产过程中产生的建筑垃圾也空前增加，据不完全统计， 其数量已经占到城市垃圾总量的 30%40%，我国每年建筑垃圾的排放量高达数