對我國建筑垃圾資源化利用技術(shù)的認(rèn)識與希望

□ 北京建筑大學(xué) 中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會建筑垃圾管理與資源化工作委員會 陳家瓏

首鋼高混雜特性資源化處理技術(shù)建成的北京晾水池東路（二灰穩(wěn)定再生無機(jī)混合料、再生透水混凝土、再生透水磚）

摘要：本文通過對現(xiàn)有建筑垃圾資源化技術(shù)的回顧和分析，提出了研究建筑垃圾資源化技術(shù)，不僅是對建筑垃圾本身和再利用的研究，而是研究建設(shè)工程全壽命周期的最后一程，通過對最后一程的研究促進(jìn)對整個(gè)建設(shè)工程的再認(rèn)識。要從建筑垃圾工程全壽命周期、項(xiàng)目建設(shè)過程、資源化全產(chǎn)業(yè)鏈去考慮和著手。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、拆除、運(yùn)輸、處置、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)開始，大力發(fā)展減量化和可循環(huán)技術(shù)，低成本、大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)，建筑垃圾專用工藝和裝備等。

關(guān)鍵詞：建筑垃圾；建設(shè)工程；資源化；技術(shù)

一、提高對開展建筑垃圾資源化技術(shù)研究認(rèn)識

我國開展建筑垃圾資源化技術(shù)研究已有近20多年的歷史，取得了一定的成績，但由于實(shí)踐和認(rèn)識的限制，基本限于對建筑垃圾的處理，即將建筑垃圾為原料做再生建材的研究。隨著建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)的起步發(fā)展，發(fā)現(xiàn)這樣的研究對建筑垃圾的減量化作用不大，對提升建筑垃圾資源化率和推動整個(gè)資源化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用受限。

研究建筑垃圾資源化技術(shù)，不僅是對建筑垃圾本身和再利用的研究，而是研究建設(shè)工程全壽命周期的最后一程，通過對最后一程的研究促進(jìn)對整個(gè)建設(shè)工程的再認(rèn)識。過去，我們投入了大量的人、物、財(cái)力對建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工、結(jié)構(gòu)、材料等方面的技術(shù)研究，而對建設(shè)工程的拆除、廢棄物處理、材料的循環(huán)利用等研究的不多；只重視建，不重視拆，只管“生”，不管“死”。這樣的結(jié)果，就是天然資源越耗越多、建筑垃圾越來越多，與綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展不符。

研究建筑垃圾資源化技術(shù)實(shí)際是研究建設(shè)工程的可持續(xù)發(fā)展和資源的循環(huán)利用技術(shù)，是建設(shè)工程能持續(xù)發(fā)展的保證。據(jù)測算，1萬噸堆高5米的建筑垃圾就要占地2畝，按目前我國每年產(chǎn)生建筑垃圾15億噸計(jì)算，每年就占地30萬畝。由國土資源部組織開展全國城鎮(zhèn)土地利用數(shù)據(jù)匯總數(shù)據(jù)表明，截至2013年12月31日，全國城鎮(zhèn)土地總面積：858.1萬公頃（12872萬畝）。其中，城市面積占47%，建制鎮(zhèn)面積占53%。也就是說，如果建筑垃圾總是堆放，用不到200年，我國的城市都將被建筑垃圾所占滿，連生存之地都沒了，何以談建設(shè)。因此，研究建筑垃圾資源化技術(shù)要從建筑垃圾工程全壽命周期、項(xiàng)目建設(shè)過程，資源化全產(chǎn)業(yè)鏈去考慮和著手。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、拆除、運(yùn)輸、處置、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)開始。減量為先，預(yù)防為主。

二、大力發(fā)展減量化和可循環(huán)技術(shù)

目前我們的建設(shè)工程設(shè)計(jì)基本不考慮建設(shè)工程有1天成為廢棄物后的預(yù)防、處置和減量問題。而在發(fā)達(dá)國家，從源頭開展減量化和循環(huán)利用技術(shù)研究已成為習(xí)慣。英國皇家建筑師協(xié)會指出：減少建筑垃圾的最佳時(shí)機(jī)是在整個(gè)建造過程的最開始階段，所以促使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中減少建筑垃圾的產(chǎn)生具有重要意義。在日本，46年前就發(fā)布的《廢棄物處理法》中規(guī)定“企業(yè)必須自行妥善處理因生產(chǎn)而產(chǎn)生的廢棄物”，“在進(jìn)行物品的生產(chǎn)、加工、銷售等時(shí)，事先對該產(chǎn)品、容器等變?yōu)閺U棄物時(shí)的處理困難性進(jìn)行評估，并開發(fā)出易于進(jìn)行妥善處理的產(chǎn)品、容器等”。也就是說，產(chǎn)品在出生前就考慮“死后”的處理，明確要求建筑師在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑在50年或者100年后拆除的回收效率，建造者在建造時(shí)采用可回收的建筑材料和方法，在設(shè)計(jì)中就考慮并爭取建造零排放。在丹麥，已把BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑垃圾的減量和再利用方面。 因此，我們也要樹立這種的理念，研究這方面的技術(shù)，即在工程建設(shè)前，通過建筑設(shè)計(jì)本身運(yùn)用減量化的設(shè)計(jì)理念和方法，盡可能減少廢棄物在建造、運(yùn)維和拆除過程中的產(chǎn)生量，并努力使產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行直接再利用。在我國，這方面技術(shù)研究還是完全的空白，大有研究的空間，比如，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮建筑物未來的可改造性，設(shè)計(jì)階段就考慮工程報(bào)廢后的拆解問題，選用耐久、可循環(huán)利用的材料或部品，進(jìn)行預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，減少不必要的裝潢，提供拎包入住式住宅的設(shè)計(jì)等等。這些都需要設(shè)計(jì)師們努力探索研究，形成體系，形成標(biāo)準(zhǔn)。在施工方面，通過研究施工組織設(shè)計(jì)的優(yōu)化、成本控制、設(shè)施以永久代臨時(shí)、建筑垃圾分類、現(xiàn)場就地回用等技術(shù)與裝備，減少建筑垃圾的產(chǎn)生量，提高回用率。在拆除方面，除應(yīng)建立拆除評估制度之外，在技術(shù)方面也要改變傳統(tǒng)的“拆毀式”方式，研究“拆解式”拆除技術(shù)和裝備，提高廢棄物直接回用率、減少建筑垃圾產(chǎn)生量。在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，研究建筑垃圾分類裝儲吊運(yùn)等技術(shù)與裝備，做好分類，為后期資源化處置打好基礎(chǔ)。

三、研究低成本，高效率，大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)

改革開放以前，建筑垃圾基本由業(yè)內(nèi)消納，未能引起足夠重視。改革開放以后，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展、建筑結(jié)構(gòu)形式的改變和地下工程的建設(shè)，建筑垃圾產(chǎn)生量急劇增加，由于準(zhǔn)備不足，全國幾乎所有城市都缺少規(guī)劃與處理設(shè)施，就是填埋也沒有規(guī)劃用地，大量的建筑垃圾沒有出路，加上其他政策和經(jīng)濟(jì)原因，建筑垃圾才出現(xiàn)隨意傾倒、占用土地、污染環(huán)境等一系列問題。解決當(dāng)前垃圾無處又急需消納的問題，是建筑垃圾資源化技術(shù)研究的又一重要方面。建筑垃圾資源化技術(shù)首先要解決規(guī)?；⒔鉀Q量的問題。研究資源化技術(shù)一定要有量的概念，據(jù)介紹：一個(gè)地鐵站施工所產(chǎn)生土方量能達(dá)到8.7萬立方米，約13萬噸，長1公里直徑6米的地鐵隧道施工產(chǎn)生會土方量6.8萬立方米，約10萬噸，以北京最早的地鐵1號線為例，總長30公里，地鐵站23座，計(jì)算總土方量為600萬噸。2016年，北京新建地鐵總長近300公里，上海新建216公里，產(chǎn)生的土方量可想而知。此外，拆除1平方米建筑平均產(chǎn)生約1噸的建筑垃圾，北京市2016年拆違面積達(dá)3000萬平方米，上海為7000萬平方米，這又是一個(gè)巨大的數(shù)量。如果僅堆放，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場堆高5米，才只能堆放5萬多噸建筑垃圾。如何破解幾千萬噸建筑垃圾出路是研究建筑垃圾資源化技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。否則，資源化技術(shù)就得不到重視和支持。目前，有些地區(qū)和企業(yè)嘗試將建筑垃圾用在道路建設(shè)上，取得了可喜的效果。例如，陜交集團(tuán)等單位在西咸北環(huán)線高速公路建設(shè)中將建筑垃圾應(yīng)用于臨建、地基、路堤、路床、路面、預(yù)制構(gòu)件等方面，總處置量達(dá)600萬噸。盛天環(huán)保公司在河南機(jī)西高速公路二期工程中進(jìn)行建筑垃圾填筑橋、涵洞（通道）臺背施工，技術(shù)應(yīng)用效果良好，使用建筑垃圾在150萬噸以上。在公路應(yīng)用還有對建筑垃圾原料要求低，能就地解決等特點(diǎn)。業(yè)內(nèi)人稱，由于公路建設(shè)也有防滲、防污染、防沉降等措施，其實(shí)就是最好的建筑垃圾填埋場。因此，研發(fā)在道路工程中大規(guī)模使用建筑垃圾是今后一個(gè)主要方向。另外，建筑垃圾再生骨料在海綿城市蓄水層、污水凈化、和市政填充用混泥土等應(yīng)用技術(shù)方面都可以大有作為，也都是可以大量處置建筑垃圾的有效途徑。

此外，要研究低加工成本技術(shù)。目前，全國資源化處置建筑垃圾的企業(yè)經(jīng)營普遍存在困難，究其原因，主要是建筑垃圾原料復(fù)雜和工藝不夠成熟穩(wěn)定。建筑垃圾一是來源不固定，成分多變，數(shù)量不穩(wěn)定；二是混有金屬、木材、塑料、紡織品、土和生活垃圾；三是形狀、規(guī)格、尺寸變化很大；四是原料破碎強(qiáng)度不一。研究低成本加工技術(shù)，首要和關(guān)鍵是要解決建筑垃圾的分類技術(shù)與裝備，解決在施工現(xiàn)場分類問題。分類問題解決不了，建筑垃圾的加工成本永遠(yuǎn)降不下來。分類有管理問題，也有技術(shù)問題。比如，分類的標(biāo)準(zhǔn)；拆除工地如何分類、在建工程如何分類；分類后如何儲存、如何運(yùn)輸?shù)鹊?。這些研究，一定要以企業(yè)為主導(dǎo)，包括施工、運(yùn)輸、裝備制造企業(yè)等。目前，受能力范圍的限制，資源化處置企業(yè)往往靠自己搞分類，這不是最好的辦法，其效率和效果都遠(yuǎn)不如源頭分類，加工成本反更高。另外，研究低成本加工技術(shù)要與再生產(chǎn)品應(yīng)用量結(jié)合起來，應(yīng)用量大的產(chǎn)品才有可能降低成本；還要與現(xiàn)場就地回用結(jié)合起來，減少運(yùn)輸和裝倒成本。

四、研究建筑垃圾專用工藝和裝備

建筑垃圾資源化處置前些年是照搬機(jī)制砂石的加工工藝與裝備，幾年實(shí)踐下來，發(fā)現(xiàn)存在很多不適應(yīng)。主要原因還是因原料的不同。天然原料規(guī)格、尺寸、成分、硬度基本一致，無金屬、木料等雜質(zhì)。一般是先破后篩，三級破碎。而建筑垃圾要復(fù)雜得多，且原料以磚為主。在目前還未實(shí)行源頭分類的情況下，有些企業(yè)采取了先篩后破的工藝，取得了較好的效果，減少了近1/3的破碎量，減少能耗和機(jī)械磨損，也減少了雜質(zhì)含量。從國外和國內(nèi)實(shí)踐看，破碎層級也易少不宜多。因?yàn)榻ㄖ鴱?qiáng)度比天然原料相對低，易破碎，同時(shí)也易產(chǎn)生粉塵，破碎層級越多粉塵越多，另外，機(jī)制砂石中用于硬質(zhì)原料加工的圓錐破碎機(jī)和用于整形和制砂用的沖擊式破碎機(jī)更不易在一般再生骨料加工工藝中選用，能耗大、粉塵多、效果并不好。破碎機(jī)選型、使用的錘頭材質(zhì)要適應(yīng)原料與再生產(chǎn)品要求；入料與破碎、出料與傳輸?shù)谋仨毢侠砼渲?，連續(xù)流暢；鋼筋、輕物質(zhì)分離可多級設(shè)置等。以上為筆者從事建筑垃圾資源化技術(shù)實(shí)踐20多年來的看法，主要想通過這些舉例說明研究建筑垃圾專用工藝和裝備必要性，希望引起更多的人給予關(guān)注和研究。

對選用移動還是固定式技術(shù)與裝備，目前總體認(rèn)識不深，也存在不同的認(rèn)識，這是因?yàn)楦饔型怀龅奶攸c(diǎn)。比如，選擇固定式技術(shù)與裝備建廠，理想的占地要在300畝左右，但由于缺少前期規(guī)劃，在城市中找地很難，廠址位置的選擇也難，還要保證原料的來源充足。由于建廠前普遍對進(jìn)廠的建筑垃圾原料種類、成分復(fù)雜情況、供應(yīng)數(shù)量和時(shí)間規(guī)律難以把握，建廠規(guī)劃設(shè)計(jì)就比較復(fù)雜、各部分之間合適的匹配難度大、后期不易改造，還有環(huán)保要求高、附屬工程多、投資大等問題。優(yōu)點(diǎn)是能直接提供滿足市場需求的再生產(chǎn)品、環(huán)保能達(dá)標(biāo)、生產(chǎn)穩(wěn)定等。移動式技術(shù)和裝備無需建設(shè)及安裝調(diào)試周期，可現(xiàn)場直接生產(chǎn)、使用靈活、并根據(jù)現(xiàn)場情況靈活布局重新組合，對差異性大的建筑垃圾適應(yīng)性強(qiáng)，減少運(yùn)輸成本，無需大的廠房和占地，無需申請及架設(shè)電力線路，附屬工程少，投資小， 一套移動式生產(chǎn)線能夠解決多個(gè)原料場地的需要等，是一個(gè)發(fā)展方向?？傊?，這些都需要大家深入研究。我現(xiàn)在的認(rèn)識是，選取那種方式，一定要因地制宜。在選擇固定式時(shí)，工藝裝備布置越簡便越好，給后期留有充分的空間和余地。目前的建筑垃圾是這樣，過些年，有可能有變化。

五、加強(qiáng)建筑垃圾資源化技術(shù)基礎(chǔ)和貢獻(xiàn)研究

由于建筑垃圾資源化在我國還是一個(gè)新的事物，有很多基礎(chǔ)性的事情有待研究。比如，建筑垃圾的稱謂，目前主要有二類，一是原稱，二是建筑廢棄物，各有各的道理，強(qiáng)調(diào)它的環(huán)境屬性為第一種稱謂，第二種稱謂多為強(qiáng)調(diào)它的資源屬性，減少社會誤解。我以為，如為資源化，叫建筑棄物更好，沒有廢之說。日本叫建筑垃圾為建筑副產(chǎn)物、德國叫含礦物材料，丹麥稱建筑是建材的銀行，都為突出其循環(huán)利用的功能。我國到底如何叫，大家去研究，但無論如何叫只應(yīng)有一個(gè)名稱，便于統(tǒng)一和長遠(yuǎn)發(fā)展。還有，我們的標(biāo)準(zhǔn)體系研究建設(shè)。生活垃圾有標(biāo)準(zhǔn)130項(xiàng)左右，建筑垃圾才十幾項(xiàng)，連基本術(shù)語都沒有，設(shè)計(jì)、拆除、資源化生產(chǎn)等方面的標(biāo)準(zhǔn)都欠缺。此外，通過建筑垃圾資源化究竟能起到多大的節(jié)能減排貢獻(xiàn)？建筑垃圾運(yùn)距控制多少才能減少二氧化碳的排放？國外這方面研究得較多，而國內(nèi)這方面研究還很少，只有用數(shù)據(jù)說話，才能得到全社會的理解、支持與投入。

六、對現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)識

再生混凝土制品技術(shù)，主要以磚骨料為主，產(chǎn)品有再生普通磚、裝飾磚、透水磚、再生廣場磚、再生路沿石、再生擋土砌塊、再生護(hù)坡砌塊、再生連鎖砌塊等，是目前主要產(chǎn)品，應(yīng)用普遍。存在的問題，消耗建筑垃圾量小，附加值不高，中小企業(yè)偏多。 再生混凝土技術(shù)，對骨料的來源有限制，以廢混凝土骨料為主。在再生骨料品質(zhì)、摻合料對再生混凝土性能的影響、配合比設(shè)計(jì)、外加劑適用性、高性能再生混凝土等多方面開展的研究，實(shí)驗(yàn)室和理論研究成果較多。但由于實(shí)際骨料的現(xiàn)狀和對其品質(zhì)的擔(dān)心、攪拌站的技術(shù)及生產(chǎn)水平限制，實(shí)際摻加應(yīng)用比例并不高。大規(guī)模的再生混凝土生產(chǎn)與應(yīng)用實(shí)踐尚未展開，目前正編制的兩部技術(shù)規(guī)范《再生混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《再生混合混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的實(shí)施，將對再生混凝土技術(shù)有推動作用。再生砂漿技術(shù)，對骨料沒有限制，用再生砂適量替代天然砂可以改善骨料的級配，再生細(xì)粉可以起到填充作用，高的吸水能力利于水泥的水化和強(qiáng)度的持續(xù)發(fā)展，較多孔隙不僅降低砂漿自重，對砂漿的保溫隔熱能力有所提高，稠而不粘的特性易于施工，又不存在安全顧慮，因此，再生砂漿近幾年發(fā)展較快，易于接受與推廣。

利用再生粉體制備水泥技術(shù)，一是用15%左右的建筑垃圾再生粉體用作水泥摻和料；二是將建筑垃圾取代粘土用作生產(chǎn)水泥的原料，研究和實(shí)踐的效果都證明熱耗低，質(zhì)量穩(wěn)定，且生產(chǎn)工藝不需要改動等，但由于地域和原料的限制，推廣面較窄。所謂再生微粉可直接替代水泥只是一種理想，要經(jīng)過低溫煅燒才有可能。用再生微粉替代粉煤灰研究尚需大規(guī)模工程實(shí)踐檢驗(yàn)。

道路用建筑垃圾再生料技術(shù)，根據(jù)再生骨料的性質(zhì)可用作城市道路和高等級公路的基層、底基層、路床和附屬設(shè)施制品等，使用率從30%-100%，使用量大，技術(shù)成熟。

再生骨料滲蓄材料技術(shù)，由于再生磚骨料比天然石料有著高吸水、儲水能力和相同的透水能力，應(yīng)用在海綿城市建設(shè)中有著廣闊的前景。再生骨料在水環(huán)境治理工程中的開始有了少量的應(yīng)用研究與實(shí)踐，可提高再生骨料附加值。其它如利用建筑垃圾中的黏土燒結(jié)制品技術(shù)、利用棄土制CLSM（又稱混泥土）技術(shù)等，因?yàn)楝F(xiàn)有政策的限制或其它原因，都處于討論和研究階段。

七、其他需要研究的技術(shù)

除前面提到需要發(fā)展的技術(shù)外，還有分選裝備的制造與應(yīng)用技術(shù)、移動式資源化裝備制造技術(shù)、高質(zhì)量、高附加值再生制品的提升技術(shù)、適宜再生骨料特點(diǎn)的再利用技術(shù)、棄土利用技術(shù)、泥漿利用技術(shù)、利用大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)+進(jìn)行建筑垃圾管理和資源化生產(chǎn)控制技術(shù)等。我國的建筑垃圾每年的產(chǎn)生量是世界其他國家無法比擬的，且在近期內(nèi)還會增長或持續(xù)一段時(shí)間。因此，研究建筑垃圾資源化技術(shù)既是時(shí)代的需要，也同時(shí)給廣大科技工作者和致力于建筑垃圾資源化的從業(yè)者提供了一個(gè)難得的機(jī)遇和廣闊的創(chuàng)新舞臺，大有可為。只要我們認(rèn)識到位，行動到位，我們就一定能取得他人無法取得的成就，給子孫后代造福，為實(shí)現(xiàn)偉大的中國夢做出貢獻(xiàn)。C

DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2016.23.001