第一篇:如何处理建筑垃圾这个重要问题?
如何处理建筑垃圾这个重要问题?
目前,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。那建筑垃圾是如何产生的呢?随着经济的发展,越来越多的人们开始向往城市生活,农村与城市的差距也就在逐渐加大,城乡一体化的方案也在一步一步实现,造就了现在哪哪儿都是在拆迁,盖楼房等。其实,建筑垃圾是可以在回收利用的。
建筑垃圾处理设备就专门处理这些无人问津的建筑垃圾,这些垃圾不仅给人类生存环境带来严重危害,同时也影响了我们大家的正常生活习惯。绝大部分建筑垃圾未经任何处理,便被施工单位运往郊外或乡村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理,耗用大量的征用土地费、垃圾清运等建设经费,同时,清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。郑州中意为此重磅推出一款专门为大家服务的设备----建筑垃圾处理设备,不仅可以解决建筑垃圾问题,还可以给矿山行业带来巨大的经济效益,这样一举双得的事情,我们何乐而不为呢?
建筑垃圾大多为固体废弃物,一般是在建设过程中或旧建筑物维修、拆除过程中产生的。不同结构类型的建筑所产生的垃圾各种成分的含量虽有所不同,但其基本组成是一致的,主要由土、渣土、散落的砂浆和混凝土、剔凿产生的砖石和混凝土碎块、打桩截下的钢筋混凝土桩头、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其它废弃物等组成。建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后,大多是可以作为再生资源重新利用的,如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属,经分拣、集中、重新回炉后,可以再加工制造成各种规格的钢材,砖、石、混凝土等废料经过建筑垃圾处理设备破碎后,可以代砂,用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等,还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。
由此可见,合理利用建筑垃圾不仅是节约资源、保护生态环境的有效途径,而且还为我们带来经济效益。
第二篇:建筑垃圾的现状及处理
建筑垃圾的现状与处理
摘要:随着我国国民经济快速发展,城市化进程的加快,大规模的现代化建设推动了建筑业的蓬勃发展。而建筑垃圾已经成为废物管理及环境污染的一大难题。严重影响了社会的可持续发展。通过分析我国建筑垃圾的主要组成,并结合国外对建筑垃圾的处理的各项方针政策,并结合我国国情,提出适合我国的建筑垃圾处理新方式。
关键词:建筑垃圾 环境污染 综合利用
随着城市化进程的加速,经济的不停发展,城市加快了“新陈代谢”的速度。大批旧建筑物被拆除,在这个过程中,建筑垃圾无形中成为阻碍城市建设的“代谢物”。该怎样处理这些建筑垃圾,是一个越来越值得关注的社会课题。城市建筑垃圾主要包括城市建设部门建造新的建筑物所产生的开挖废料、拆除工程产生的废料,道路修建与养护过程产生的废料等。尽管大多数建筑垃圾无毒无害,但若简单填埋,不仅影响城市环境、浪费土地资源,还会造成巨大的能源和资源的浪费 [1]。
1、建筑垃圾的组成及危害
建筑垃圾大多为固体废弃物,一般是在建设过程中或旧建筑物维修,拆除等过程中产生的。不同结构类型的建筑所产生的垃圾各种的成分虽有所不同,但其基本组成是一致的,主要是由土、渣土、散落的泥浆和混凝土、剔凿产生的砖石和混凝土碎块、打桩截下的钢筋混凝土桩头金属、竹木材、装饰装修产生的废料,各种包装材料和其他废弃物等组成[2]。2006年结果统计,我国每年的房屋施工面积已超过34.2亿平方米,竣工面积突破11.2亿平方米。据测算,我国工程建设正以每年约70亿吨的速度消耗砂石(骨料)。无休止的大量开采和使用,已造成局部地区的资源枯竭、河道破坏、水土流失和自然景观恶化,而另一方面城市公用与民用建筑的更新、改造、新建,市政设施的重建、扩建与新建的过程均产生了大量的建筑垃圾。大量的建筑垃圾如不能适当加以利用,不仅不符合我国发展循环经济和可持续发展的国策,而且会给环境治理造成了很大的困难。如何科学有效的解决我国当前的建筑垃圾问题,实现建筑垃圾的资源化,是一个急迫并且重要的问题。
图1 建筑垃圾的组成
2、国内外发展现状
2.1国外发展现状
自上世纪90年代以后,世界上很多国家,特别是发达国家已经把城市建筑垃圾减量化与资源化处理作为环境保护和可持续发展的战略目标之一。在综合利用建筑垃圾方面,日本,欧美,韩国一些发达国家开展的较早,经过了数十年的发展与完善,在政策,技术和设备等方面均比较成熟[3]。美国是最早进行建筑垃圾综合处理的发达国家之一,早在1915年就对筑路中产生的废旧沥青进行了研究利用;在长达近一个世纪的实践中,美国在建筑垃圾处理方面,形成了一系列完整、全面、有效的管理措施和政策、法规,使得美国建筑垃圾再生利用率接近100%,同时美国也具有 100%回收利用旧沥青混凝土废料的先进技术。日本由于国土面积狭小,资源十分匮乏,因此十分重视资源的再生利用。日本也是对环境保护、资源再生利用立法最为完备的国家,如图表二是日本有关垃圾处理的法制进程。自从上世纪初就开始制定建筑垃圾处理的相关法律,并认为建筑垃圾是“建筑副产品”,不能随意丢弃。经过几十年的努力,建筑垃圾的再生利用取得了明显的效果,1995 年时再生利用率都已超过65%,在2000年时达到90%的利用率。德国的建筑垃圾循环利用率也较高,例如混凝土的再利用率有望达到80%以上。
欧洲共同体、美国、日本等每年混凝土废料超过3.6亿吨,建筑垃圾的资源化利用已经成为目前研究的热点问题。对不同来源和组成的建筑垃圾,处理方式不同。如美国的CYCLEAN公司对道路开挖的建筑垃圾采用微波技术,100%回收利用再生旧沥青路面料,其质量与新拌沥青路面料相同,而成本可降低1/3。而对建筑拆除得到的建筑垃圾,新加坡SembCorp公司集合电脑化和输送带的模式,把它在循环和处理成铁、木材、纸皮等,建设了日处理能力达3000吨的建筑垃圾处理厂。对混凝土、砂、石等建筑材料,通过一定的手段进行再生制备建筑材料,如1977年日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》,并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂,生产再生水泥和再生骨料。而对可燃性建筑垃圾,德国西门子公司开发的干流燃烧垃圾处理工艺可使垃圾中的各种可再生材料十分干净地分离出来,再回收利用。
2.2国内发展现状
中国垃圾处理起步较晚,垃圾无害化处理能力较低,曾出现垃圾包围城市的严重局面。近年来,中国环境卫生行业有了较大的发展,使城镇垃圾处理水平提高,垃圾包围城市的现象有所缓解。但还有一些问题存在,垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足,垃圾处理的水平还很低,城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在,垃圾处理场的二次污染相当普遍。整体来看,我国城市建筑垃圾的处理呈现以下几个问题:①建筑垃圾分类收集的程度不高,目前只能是绝大部分进行混合收集。②建筑垃圾回收利用率低。③我国建筑垃圾处理及资源化利用技术水平落后,城市建筑垃圾处理多采用直接填埋的处理方式,既占用土地又污染环境。④城市建筑垃圾处理投资少,政策法规措施还不健全,建设工作者的环保意识不强[4]。针对这些城市建设垃圾的处理问题,应在技术和政策等方面加强解决问题的能力。
2007年武汉王家墩商务区首次实现了规模化应用建筑垃圾,使用超过15万吨的建筑垃圾用于基础设施建设。在施工建筑垃圾利用方面,上海市第二建筑工程公司在“华亭”和“霍兰”两项工程的施工过程中,将结构施工阶段产生的建筑垃圾,经分拣,与标准砂按1:1的比例拌和作为细骨料,用于抹灰砂浆和砌筑砂浆,回收利用建筑废渣480吨。
北京城建集团一公司先后在9万平方米不同结构类型的多层和高层建筑的施工过程中,回收利用各种建筑废渣840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3万平方米。
总的来说,我国建筑垃圾处理技术尽管思路与国外基本一致,但是在具体技术和实施规模上仍旧处于初级阶段,对于大量的成分复杂的城市建筑垃圾还没有成熟的规模化和成套利用技术路线。
3、国内政策
3.1 技术政策
3.1.1建筑垃圾减量化
建筑垃圾的减量化是指从源头减少建筑垃圾的产生量和排放量,是对建筑垃圾的数量、体积、种类、有害物质的全面管理,亦即开展清洁生产。它不仅要求减少建筑垃圾的数量和体积,还包括尽可能地减少其种类、降低其有害成分的浓度、减少或消除其危害特性等。减量化是防止建筑垃圾污染环境优先考虑的措施。对我国而言,应当鼓励和支持开展清洁生产,开发和推广先进的施工技术和设备,充分合理利用原材料等,通过这些政策措施的实施,达到建筑垃圾减量化的目的。3.1.2建筑垃圾资源化
建筑垃圾资源化是指采取管理和技术从建筑垃圾中回收有用的物质和能源。它包括以下三方面的内容。物质回收:指从建筑垃圾中回收二次物质不经过加工直接使用,例如,从建筑垃圾中回收废塑料、废金属、废竹木、废纸板、废玻璃等;物质转换:物质转换是指利用建筑垃圾制取新形态的物质。例如,利用混凝土块生产再生混凝土骨料;利用房屋面沥青作沥青道路的铺筑材料等;能量转换:能量转换是指从建筑垃圾处理过程中回收能量。例如,通过建筑垃圾中废塑料、废纸板和废竹木的焚烧处理回收热量。
3.1.3、建筑垃圾无害化
建筑垃圾的无害化是指通过各种技术方法对建筑垃圾进行处理处置,使建筑垃圾不损害人体健康,同时对周围环境不产生污染。建筑垃圾的无害化主要包括两方面的内容:分选出建筑垃圾中的有毒有害成分;建造专用的建筑垃圾填埋场对分选出有毒有害成分后的建筑垃圾进行填满处置。
3.2经济政策
我国目前在用经济手段管理建筑垃圾方面的力度不大,这里介绍几项国外比较普遍采用的经济政策,其中“排污收费”政策和“建筑垃圾填埋收费”政策已经在我国广泛实施,而“生产者责任制”和“税收、信贷优惠”政策还暂未施行。3.2.1“排污收费”政策
“排污收费”是根据固体废物的特点,征收总量排污费和超标排污费。固体废物产生者除了需承担正常的排污费外,如超标排放废物,还需额外负担超标排污费。目前我国尚未对不同建筑类所产生建筑垃圾的产生和排放量进行统计和分析,缺乏建筑垃圾产出和排放标准。3.2.2“生产者责任制”政策
“生产者责任制”是指产品的生产者(或销售者)对其产品被消费后所产生的垃圾的管理负有责任。建筑施工垃圾中废包装材料占 25%~3O%,由此可见,如果严格实行“生产者责任制”,建筑垃圾尤其是建筑施工垃圾的产量可以大大减少。3.2.3“税收、信贷优惠”政策
“税收、信贷优惠”政策就是通过税收的减免、信贷的优惠,鼓励和支持从事建筑垃圾管理规划和资源化的企业,促进环保产业的长期稳定的发展。建筑垃圾资源化是无利或微利的经济活动,政府要建立政策支持鼓励体系,一方面,对从事垃圾资源化的投资和产业活动免除一切税项,以增强垃圾资源化企业的自我生存能力;另一方面,政府对从事垃圾资源化投资经营活动的企业给予贷款贴息的优惠。
3.2.4“建筑垃圾填埋收费”政策
“建筑垃圾填埋收费”政策是指对进入建筑垃圾最终处置的建筑垃圾进行再次收费,其目的在于鼓励建筑垃圾的回收利用,提高建筑垃圾的综合利用率,以减少建筑垃圾的最终处置量,同时也是为了解决填埋土地短缺的问题。目前我国的建筑垃圾处置收费标准不一,据市市政市容委有关负责人介绍,上海、昆明、深圳等城市的建筑垃圾处置费平均达到每吨30元。而其他省市收费仍旧相当低廉,如北京市每吨处理费1.5元。低廉的排污收费标准,很难达到鼓励建筑垃圾回收利用、提高建筑垃圾综合利用率的目的,因此提高建筑垃圾填埋处置收费标准是当务之急。
3.3法律法规
虽然我国全国人大已经通过了《城市固体垃圾处理法》,要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费。这是从我国国情和现有技术考虑,在当时阶段采取的一种限制建筑垃圾大量产生和排放的有效措施。但应该看到这种收费办法,并不能从根本上堵住产生大量建筑垃圾的源头,并且它也没有呀涉及到建筑垃圾的从新利用的问题。目前,我国在建筑垃圾的回收利用上也取得了一定的成效,但是远没有形成规模。因此,我国有必要通过立法规范建筑垃圾处理以及回收利用。我国也有必要将环境保护与建筑垃圾管理办法纳入招标体系中,使承包单位树立环保意识和废料管理意识。建议建设项目在招标时,评标除了对投标价格,质量,工期,企业的业绩与信誉,施工设计等进行综合考虑外,还需要对承包单位的环境保护与垃圾管理办法进行综合的考虑。
[5]
4、建筑垃圾回收利用急需解决的问题
从节能、环保、可持续发展等方面考虑, 建筑垃圾的回收与利用势在必行。要全面实施对建筑垃圾的再生利用, 必须要着重解决好下列问题。
4.1加强对建筑垃圾回收利用的科学研究
建筑垃圾的回收利用主要是以再生骨料的形式。再生骨料的强度、表观密度和堆积密度、吸水率、压碎指标、骨料的弹性模量、杂质含量等直接影响对再生混凝土的物理力学性能产生影响。再生骨料的来源的多样性和地方差异性, 决定了再生骨料性能的不稳定性及试验结果的离散性。应加强对用于生产再生骨料的废弃混凝土的特性对再生骨料及再生骨料混凝土性能的影响的研究;加强对再生骨料的颗粒的组成对再生混凝土的影响;加强对再生骨料的加工处理方法对骨料性能的影响。加强对再生骨料力学性能的检测方法研究。由于再生骨料的离散性, 直接影响着再生混凝土的特性。必须加强对再生混凝土物理性能和力学性能的研究应更加深入进行[6]。如再生骨料不同掺量对再生混凝土强度、弹性模量等力学性能的影响;不影响混凝土物理力学性能和质量标准的再生骨料掺量的研究;再生混凝土耐久性能的研究, 如再生混凝土的抗冻融性、抗侵蚀和碳化性能等;对再生混凝土变形性能的研究, 如收缩和徐变等;加强对再生混凝土结构性能的研究。
4.2 制定相应的配套政策、技术规范(规程)和技术标准
如政府制定一些强制性和鼓励性的专项法规, 研究和制定鼓励建筑业回收和利用垃圾废料的政策、法规和行业标准, 从产业政策和法规制度上引导再生混凝土的健康发展;加强再生混凝土作为建筑材料的经济性分析, 研究提高经济性的途径;制定再生骨料和再生混凝土结构的有关规程和标准。
4.3 提高认识 加强宣传
加强对节约能源、环境保护的可持续发展的宣传, 改变人们对建筑垃圾循环利用的传统观念。
参考文献
[1] 梁忠凯.企业技术开发:下半月[J].论建筑垃圾的处理问题,2009,100-144.[2] 陆凯安.我国建筑垃圾的现状与综合利用[J].施工技术,1999,28(5):44-45.[3] 周文娟,陈家珑,路宏波.我国建筑垃圾资源化现状及对策[J].建筑技术,2009,08:741-744.[4] 梁忠凯.企业技术开发:下半月[J].论建筑垃圾的处理问题,2009,100-144.[5] 庞永师,杨丽.建筑垃圾资源化处理对策研究[J].建筑科学,2006,22(1):77-79.[6] 田洪臣,段绪胜,王福忠,冯 勇.建筑垃圾的综合应用[J].山东农业大学学报(自然科学版),2006, 37(1):109-112.
第三篇:建筑垃圾现状及处理办法
改革开放以来,随着我国城市化进程的加快,旧城区改造和新城区开发建设、房地产崛起以及市政基础设施建设产业大力发展等活动,产生了大量的建筑垃圾。我们在致力于解决“垃圾围城”问题时,将注意力投向了生活垃圾的处理处置,却在无意之中忽略了建筑垃圾。事实上,目前建筑垃圾的处置方式,主要是露天堆放或者简单的填埋,处理方式落后。随着建筑垃圾产生量逐年增长,这种处置方式不仅造成巨大的资源浪费,而且在不知不觉中污染了土壤、大气、地下水,使得环境问题更为突出。由于缺乏有效的政策引导与相应配套政策支持,我国建筑垃圾资源化率非常低,再利用率还不足5%,而发达国家的建筑垃圾再利用率超过90%。与发达国家相比,我国建筑垃圾循环利用产业还有相当大的差距。同时,城市建设在经济迅速发展的压力下对材料的需求急剧增加,回收循环利用建筑垃圾将成为一种趋势。建筑垃圾循环利用也是降低运输和处置成本、节约填埋空间、保护环境和促进可持续发展的一种必要措施。近年来,我国虽然已经有部分企业涉足建筑垃圾资源化产业,但是企业数量少,力量薄弱,没有合法的建筑垃圾收集与消纳权,企业用地得不到规划许可,缺乏产品质量标准,再生产品的市场认知度低。无论是从经济的角度还是从环保的角度,推动建筑垃圾回收利用产业的发展已经刻不容缓。
建筑垃圾主要包括废混凝土块、废沥青混凝土块以及施工过程中散落的砂浆、混凝土、碎砖渣、金属和木材等。随着我国工业化和城市化进程加快,相伴产生的建筑垃圾日益增多,目前我国是世界上城市建设规模最大的国家,据估计我国每年城市产出垃圾约为60 亿t,其中建筑垃圾为24 亿t 左右,已占到城市垃圾总量的40%[3]。每万吨建筑垃圾约占用填埋场1 亩的土地,不仅大大降低土地资源的利用效率,对生态环境也造成明显影响。面对严峻的建筑垃圾围城局面,如何合理控制建筑垃圾已成为政府部门和专家学者迫切需要解决的问题。从理论上讲,建筑垃圾产生量不会无限制增长,当社会经济发展到一定水平后,将开始呈现下降趋势,即呈现先上升后下降的抛物线趋势。目前国内外有不少关于环境质量与经济发展水平之间关系的研究,国内大部分关注环境污染指标(大气污染、水污染、固体废弃物)与经济发展水平之间的关系,国外除了关注城市固体废弃物外,还研究了有关家庭生活垃圾产生量与经济增长之间关系等方面内容,但国内外都较少关注数量庞大的建筑垃圾。
在20世纪90年代以前,我国处置建筑垃圾的方式一般是送到城市郊外或者农村,露天堆放或者填埋。进入90年代以后,随着城市建设的飞速发展,建筑垃圾不断增加。有研究显示,过去50年,中国至少生产了300亿立方米的黏土砖制品,未来50年大都将转化为建筑固体废弃物;中国现有500亿平方米建筑,未来100年大都将转化为建筑固体废弃物[4]。根据住建部统计年鉴,2000年,全国总施工面积为160 141万平方米,2009年为588 594万平方米,10年间,年均增长率为7.3%。有研究表明,1 000平方米的建筑施工面积平均产生550吨建筑垃圾。
以湖南省为例,通过调研发现,在省城长沙市仅有两家以建筑垃圾为原料生产再生砖的企业。其中一家已经断断续续坚持运作10年,其开发的加工设备已经取得国家发明专利。另一家以建筑垃圾的资源化为辅助业务。这两家企业均反映在原料上得不到保障,买来的原料都是混合原料,所以在加工前还得进行分选。由于原料不是分类拆解的,即使经过分选,加工后的产品也难以保持质量的一致性。这两家企业除了享受国家规定的税收优惠外,没有其他实际性的地方政策支持。尽管住建厅领导和市委市政府领导多次前往考察,给予了诸多精神鼓励,但由于整个产业链的关键环节分属不同的政府管理部门,所以领导的指示难以落实。特别是建筑垃圾填埋场属于环卫部门的下属单位,填埋场可以收取一定的消纳费用,受经济利益的驱动,环卫部门不愿意将建筑垃圾运送资源再生产单位。因原料供应得不到保障,这两家企业多年来徘徊在生存的边缘,得不到长足的发展。在湖南省各地州市及县城,还没有以建筑垃圾为原料进行再生产品加工为主营业务的企业。
建筑垃圾处理处置方式,目前大致有四种:一是非法倾倒,二是简易填埋,三是综合处理,四是现场资源化。非法倾倒是目前在县城及乡镇处置建筑垃圾的主流模式,该模式在地市级城市虽非主流,但仍然大量存在,在省城由于监管的加强,目前该模式已经少见;简易填埋是省城采用的主流模式,这是强制性监管的结果,这种模式近几年在地市级城市也呈现上升趋势;综合处理这种模式在极少数城市出现,属于自发性质,但是已经引起政府相关部门的关注和重视;现场资源化这种模式在极少数城市开始出现,规模很小,也属于自发性质。在整个产业链中,湖南省目前只有建筑垃圾收运管理环节是有序管理的。长沙、怀化、益阳、湘潭、株洲、常德、岳阳等城市先后出台了城市建筑垃圾管理办法,垃圾的收集、运输环节管理已经走上正轨。2010年2月,长沙市取消了延续13年的建筑垃圾处置收费项目,长沙市渣土管理处从繁杂的收费工作中解脱出来,回归到公共事务管理轨道中。
从技术角度而言,相关研究显示,对建筑垃圾进行回收利用,已经不是产业链发展的瓶颈,真正的瓶颈在于产业链通路存在阻梗。
事实上,目前我国在扶持建筑垃圾循环利用产业发展方面已经做了不少工作,包括在法律法规和财税政策方面的支持。比如1992年制定的《城市市容和环境卫生管理条例》、1995年制定的《中华人民共和国固体废物污染防治法》和《城市固体垃圾处理法》、2005年制定的《城市建筑垃圾管理规定》、2006年制定的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中,都涉及了建筑垃圾的处理处置和综合利用问题。2008年10月财政部出台《再生节能建筑材料生产利用财政补助资金暂行鼓励办法》,国家财政安排资金专项用于支持再生节能建筑材料的生产与推广利用,对再生节能建筑材料企业扩大产能给予贷款贴息。此举在一定程度上支持了再生节能建筑材料企业的发展。
国内主要城市,如北京、广州、上海、西安等,针对建筑垃圾处理处置的相关环节制定了相应的地方性法规,出台了有关财税和金融政策,以鼓励建筑垃圾综合利用,鼓励建筑单位和施工单位优先采用建筑垃圾综合利用产品。
调研发现,阻碍我国建筑垃圾回收利用产业发展的原因很多,但主要原因有四个。
一是缺乏配套的法规及产业政策。从事建筑垃圾回收利用行业的企业,除国家对建筑节能材料在财政、税收等方面的优惠政策外,无实际性的地方财政、税收及其他强有力的激励措施。先行进入的企业,经营状况比较艰难,都在等待国家层面出台相关扶持政策。这些企业目前主要存在以下困难:如最起码的投资回报和企业发展积累得不到保障、生产原材料的供应不稳定,消费者对产品内在质量和环保问题存在顾虑等,这些困难都需要政策予以实际性的支持。因此,要促进建筑垃圾回收利用产业的发展,建立配套的法规及产业政策是当务之急。
二是消费者对含“建筑垃圾”概念的再生产品心存疑虑。由于存在“建筑垃圾”这个概念,导致建筑垃圾循环利用产业链在原料采集使用和销售渠道上出现了两个障碍。一方面,因缺乏行业质量的标准,建筑企业不敢大胆使用以建筑垃圾为原料的再生砖,担心产品的质量问题;另一方面,客户对以“建筑垃圾”为原料的再生产品具有恐惧和排斥的心理。抽样调查数据显示,有46%的被调查者表示担心产品中含有危害健康的物质,对再生产品明确表示排斥;有31%的被调查者认为,只要产品符合国家的相关标准,且重金属、放射性物质和其他有害物质的含量对人体健康不产生危害,可以考虑使用;有17%的被调查者,表示支持使用再生环保产品,另10%的被调查者表示无所谓。
三是产业链关键节点存在诸多阻梗。在项目设计阶段无建筑垃圾处理处置预算,产生的建筑垃圾无处置费用。新建项目无使用再生建材的硬性指标。这使得再生建材的销售渠道缺乏制度安排上的出口,仅仅依靠市场的力量,再生建材很难与天然建材竞争。无建筑垃圾资源化的制度规定。没有强制性的资源化规定,填埋场就成了建筑垃圾的归宿。填埋场一般由政府的部门采取收费制度经营。这就使得资源化的企业难以得到充足的原材料。缺乏再生产品质量标准。没有相应的标准,再生产品难以名正言顺进入市场,市场化道路受阻。对积极采用再生产品的建设项目没有激励政策。由于再生产品的特殊性,需要政府引导项目业主积极采用以建筑垃圾为原料的再生产品,如果政 府给予采用再生产品的业主一定的奖励,将会大力推动再生建材的消费。
四是再生建筑产品效益较低。采用再生材料做成的产品,在市场上的销售价格往往比使用天然材料的产品要低,企业利润微薄,需要有一定的财政补贴和税收优惠扶持才能调动更多企业进入这个行业的积极性。同时再生产品的原材料及再生产品的运输距离对加工场地的要求具有一定的经济性选择,城市建设规划时就没有给建筑垃圾再生产的企业留有土地空间,企业在场地选址时,只能在城市郊区寻找建厂土地。运输距离过长增加的成本,削弱了产品的盈利能力。
建筑废弃物并不都是垃圾,除一小部分含有有害成分外,绝大部分是有价值的,可以循环利用的建筑原料。只要在拆解旧建筑物时做好分类,将生活垃圾、含重金属离子的灯管和油漆等有害物质分离开,其他的材料都可以重新利用。如果将建筑废弃物定名为“建筑垃圾”,一方面“垃圾”这个词会导致人们对其真实价值的忽略,另一方面,以“垃圾”为原料做出的再生产品容易受到购买者或者使用者本能的排斥。所以,建议政府引导媒体和产业链的参与者,对建筑废弃物不再笼统地称为“建筑垃圾”,而应该将建筑废弃物分为“可再生建筑材料”和“有害垃圾”。对以“可再生建筑材料”为原料的产品,可定名为“绿色建材”或者“低碳建材”。
对旧建筑物实行强制分类拆解制度;对在建项目实施强制限量排放制度。专业拆解企业和施工企业在施工前就对整个项目废物的产量及收集做出评估和预案,确定有关分类回收的程序。对旧构筑物进行分类拆解,是最大限度地节约资源、减少浪费的最好办法。将小部分有害物质先行收集和处理,可以避免这些有害物质和绝大部分能够循 环利用的建筑材料混在一起,最大限度地避免有害物质的扩散,避免所有的材料都变成“垃圾”。因此,强制执行分类拆解,是最大限度节约资源的唯一途径。相关部门可以通过市场准入和市场过程监控的办法来实施:由具有再生建筑材料生产资质的企业进行拆解作业;并由具备资质的监理公司对拆解作业进行监督。
在具体实施的过程中,政府强制执行招标预算定额,即对旧建筑拆除或新建筑项目,均在招标预算中列出废弃建筑材料的处理费用。政府采取强制许可的办法,只有取得政府许可的再生材料专业公司才有经营废弃建筑材料的权利。为避免其在经营中违规操作,采取第三方监管的办法,对其进行全过程监控,即由专业的监理公司实施监管。政府给予的任何优惠政策,必须由三方签证才可以兑现,即不管谁要兑现政策的优惠,则必须持有业主单位、专业运营公司和专业监理公司签字的单据才可以办理。因此,必要的行政许可和制度安排是强制执行分类拆解的前提条件。
为减少产业链上下游的交易成本,便于管理和高效利用,建议对建筑垃圾实施拆解、分类、收运、加工一体化作业,即由一家企业对建筑垃圾实施拆解、分类、收运、加工一体化作业流程。同时,需要建立一个健全动态的建筑垃圾全过程监管制度和信息公开制度,准确记录管理建筑垃圾种类、数量、运输车辆和去向等情况,确保建筑垃圾从拆解、分类、运输到加工处置全过程都规范有序。
分类拆解后的废弃建筑材料,采取分流的办法消纳。第一,业主单位就地循环使用。为减少循环利用成本,由实施分类拆解的专业企业利用移动式设备,就地加工,供该项目使用。第二,如果不能完全就地消化,则运输至专业企业进行再加工,作为再生产品的原材料。第三,有害的建筑“垃圾”或者无利用价值的“垃圾”则运送到垃圾处理场进行无害化处理。
由政府相关部门制订以“可再生建筑材料”为原料的“绿色建材”产品标准,作为生产企业的执行标准。如果制订国家标准暂时有困难,可以先制订行业标准。产品标准是产品销售的通行证,有了产品标准,“绿色建材”产品才会有市场。行业主管部门或者行业协会负责“绿色建材”产品认证,通过认证的产品方可销售。与此同时,政府颁布定量排放标准,即规定包括旧城改造和危房拆除、建材产品生产过程中产生的建筑垃圾、建筑物在施工过程中生产的垃圾、装修过程中产生的建筑垃圾的排放数量。对超量排放建筑垃圾的企业或者个人征收超量排放费。征收的超量排放费应远远高于正常排放费用,促使项目现场减量化和现场资源化。定量排放标准的实施,是项目现场减量化和项目现场资源化的动力之源。对新建项目在施工过程中产生的垃圾实施限量排放,是建筑垃圾源头减量的关键环节。而限量排放的前提是国家应该制订相应的定量排放标准。有了定量排放的标准,施工企业就有了约束。
为了让“绿色建材”找到合理的出路,一方面,采用政府干预的办法,在项目建设可研、环评、初步设计及施工图设计审批时,硬性规定该项目必须接纳一定比例的“绿色建材”,才予以通过。另一方面,通过市场引导的方式,鼓励业主单位多使用“绿色建材”产品,凡是使用“绿色建材”达到一定的比例,均可以得到政府的奖励或者补贴。凡是市政工程,在同等条件下都能优先采购“绿色建材”。
通过科研立项资助、成果转化资助等方式鼓励企业进行技术创新;对采用先进技术的企业给予一定的设备采购补贴,或者采取以奖代补的方式,奖励采用先进技术设备的项目;对以“绿色建材”为主营业务的企业,从土地供给、税收优惠及财政补贴等方面予以扶持;对使用“绿色建材”产品的项目予以财政补贴。财政补贴的来源,一方面从产生建筑垃圾的单位收取,另一方面从节约的末端处理处置费用中开支,不足部分由财政设专项预算资金。以“绿色建材”为主营业务的企业,虽然具有公益性和民生性,但仍然以市场化方式运作,企业自负盈亏。政府通过核发特种经营许可的办法控制企业数量,避免恶性竞争。
由于建筑垃圾资源化处置具有环境经济学和生态经济学意义上的外部性效用,完全依靠市场机制来促进该产业的发展是不现实的,所以该产业的发展需要政府做一定程度的干预。但是政府不能包办,只能通过法律、法规以及通过税收与补贴等法律和经济干预来推动。建议根据建筑垃圾公益性、基础性、战略性的特点,将建筑垃圾循环利用产业列为政策扶持的产业之一,由国家发改委牵头,协调住建、环保、工业与信息化、科学技术、财政、税务、国土、城管、环卫、质监、公安、交管等多个行政管理部门,起草相关法规和扶持政策,按照法定程序确定这些法规和政策。由国家发改委负责督查政策的落实。由城管牵头组建联合执法小组,负责市场运行监督执法,对于严重违法的建设、施工、运输和消纳处置单位给予公开曝光和依法处罚。
第四篇:城市建筑垃圾如何有效处理
城市建筑垃圾如何有效处理
随着城市化进程的不断加快,建筑垃圾不断增加,如何让这些建筑垃圾得到综合利用呢?这是广大市民关注的问题,尤其对那些看到建筑垃圾处理市场具有广阔市场前景的商人们更是急切想了解建筑垃圾处理方案。
建筑垃圾的处理我们要从两个方面考虑,一是需要减小其排放,二是减少运输成本。郑州鼎盛工程技术有限公司经过多年实践经验研究出来一套比较先进的建筑垃圾的利用方法,是现有较为先进的建筑垃圾处理办法。
首先,对拆楼出来的建筑垃圾处理先进性破碎分离,分离出来建筑垃圾中的金属部分,钢筋等容易回收的高价值物料,直接由相关的企业进行处理或者直接交换成建筑用的螺纹钢或者其他钢材。
其次,建筑垃圾分离后剩下的碎渣,经过建筑垃圾处理设备破碎筛分处理,把砖石、水泥混凝土块破碎成骨料,经过筛分,除去杂质,形成一定粒径要求的建材原料,还可以分拣出可回收的钢筋和木材。然后按级配设计要求在原料里添加水泥和粉煤灰等辅料,加入一部分水后进行搅拌,形成不同的建筑产品和道路建设产品,这些产品完全可以替代普通砂石料用于道路基层。如果能现场现场处理这些建筑垃圾,不仅减少了建筑垃圾处理、运输填充等费用,还减少了建筑垃圾对环境的污染和损坏,同时更减少了购买砌块的大笔费用。据了解,郑州鼎盛研发的移动式破碎站采用一体化整套机组,机动性灵活,随时到达客户现场,直接对物料进行加工,从而降低物料运输用度。同时,该设备配置灵活,可以根据用户要求设计改型或特殊性移动破碎站,每组设备由专业配套的振动给料机、振动筛、颚式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机等机组组成,每种组合都能具有不同的机能,因此移动式破碎站能够根据客户的特殊要求,为客户“量身订作”。
原文地址:
第五篇:建筑垃圾
建筑垃圾循环利用 前言
1.1 定义
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、修缮或装饰房屋过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物。
1.2 来源
建筑垃圾来源广泛,主要产生于工程建设的新建施工阶段、装饰装修阶段、改造阶段、拆除阶段。其中,新建工程施工产生的垃圾量约占15%,工程拆除阶段的建筑垃圾量约占70%,装修阶段的建筑垃圾量约占10%。
1.3 构成
我国建筑垃圾构成中,主要是混凝土、砖石渣土、陶瓷、木材、玻璃等废弃混合物[1]见图 1。构成建筑垃圾最主要的组分是混凝土,占58.8%。这是由于现代建筑对结构稳定性要求非常高,致使大量钢筋混凝土结构替代了传统的砖混结构,混凝土的用量随之增加。此外,砖石、玻璃、金属、瓦片和沥青也是构成建筑垃圾的主要组分。
建筑垃圾的成分多、复杂,且随着我国建筑形式的多样化发展,建筑垃圾成分有进一步增加的趋势。同时,加之建筑垃圾理化特性的不确定性,使其处理和再生利用的难度加大,给建筑垃圾资源化利用开展增加了一定的困难。
1.4国内建筑垃圾排放情况
表1为2005年-2010年全图建筑垃圾产量统计情况。由表1可知,建筑垃圾产生量在我国逐年稳步增长,我国每年建筑垃圾产生量(含渣土)占垃圾总量的 30%-40%。图 2 为国内主要城市的年平均排放量,随着城市建设的不断扩大,城市建筑废弃物排放量呈现着迅猛增长趋势[1]。
随着城镇化建设和城市建设的快速发展,各类开发区的建设,数以万计的城郊村庄被夷为平地,宽敞整洁的道路纵横交错,清新亮丽的各类建筑拔地而起,于此产生了大量建筑垃圾。这些垃圾数量庞大,多数为简单填埋处理,有些干脆不进行任何处理,堆积如山。长期以来,我国在建筑垃圾的管理一直较为薄弱,建筑垃圾基本不经任何处理便被施工单位运往郊外或乡村,采用露天堆放的方式进行处置。成为城市环境新的杀手。
城镇化后拆除村庄的建筑垃圾得不到及时理,严重影响到土地的复垦,占用了宝贵的土地资源。居民装潢后的建筑垃圾因为没有合适的去处往往混迹于生活垃圾中,增加了生活垃圾处理的难度。违规倾倒、胡乱倾倒、部分路段建筑垃圾成灾,城乡接合部的道路两边、河边空地,常有夜间偷倒渣土、建筑垃圾的现象。
大量的建筑垃圾不仅占用大量土地,还会对环境造成很大的危害,表现在:(1)占用土地,破坏土壤;(2)污染水体;(3)污染空气;(4)影响市容,等等。
与此同时,经过这些年城市建设的高速发展,特别是房地产的大量开发,很多大宗建筑材料已经出现供不应求的状态,价格飞涨,有时出现排队等候供应的现象,有些因材料供应得不到保证而修改了设计或寻求替代品。建筑材料价格的大幅上升给建筑垃圾资源化利用带来了空间。
建筑垃圾的回收和循环再利用不仅能够保护环境,降低对环境的影响,采用科学管理和有效措施将其减量化和再利用,还可以节省大量的建设资金和资源。建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后,大多是可以作为再生资源重新利用的。如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属,经分拣、集中、重新回炉后,可以再加工制造成各种规格的钢材;砖、石、混凝土等废料经破碎后,可以替代砂,用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等,还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品[2]。为了可持续发展的战略目标,迫切要求对建筑垃圾进行回收利用[3]。
国外在建筑垃圾的处理和利用方面早已成熟,美国、德国等国家凭借经济实力与科技优势,采用高新技术处理建筑垃圾,给我们提供了许多先进经验。
美国采用微波技术处理回收的沥青路面,利用率达100%,成本降低且质量相同,既节约了清运和处理费用,又大大地减轻了环境污染。美国政府制定的《超级基金法》规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾卸”。在建筑垃圾形成之前,就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化。美国住宅营造商协会正在推广一种“资源保护屋”,其墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建成的,屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的,所用的板材是锯末和碎木料加上20%的聚乙烯制成,屋面的主要原料是旧的报纸和纸板箱。这种住宅不仅积极利用了废弃的金属、木料、纸板,而且比较好的解决了住房紧张和环境保护之间的矛盾。
在德国,塑料很容易回收以重新利用或者作为发电站发电的燃料。玻璃、钢材、砖和结构性木材也常常通过地方议会制定的回收计划被收集。德国的干馏燃烧垃圾处理工艺,可以使垃圾中各种再生材料干净地分离出来,再回收利用,有效地解决了垃圾占用土地的问题[4]。
日本从20 世纪60 年代末就注意到建筑垃圾资源再利用的重要性,并将建筑垃圾视为“建筑副产品”日本还制定了一系列与建筑副产品相关的完整而又全面的措施、政策和法律,并规定所有的建筑垃圾都必须利用“再生资源化设备”进行相关处理,可见日本对建筑垃圾处理的重视程度。目前日本的建筑垃圾再利用率已经达到了100%。
法国通过设立评估系统对施工的整个过程进行监控,首先是对新的建筑产品进行评估,从源头上评估建筑垃圾的产量;其次,在施工、改善及清拆工程中,对工地废物的生产及收集做出预测评估,以便及时确定出相关回收应用程序,为建筑垃圾的处理的可行性做出评定,并对产品的性能进行评估[5]。
建筑废弃物不是垃圾是有效资源。目前国内外对建筑废弃物的应用主要在以下几个方面: ①填埋对于产生的污泥大部分采取填埋的方式处理,也有一部分经过脱水处理后做回填或园艺用土等。②再生骨料一般用再生利用率较大的混凝土、砂浆、石、砖瓦等分级粉碎后加工而成。③再生混凝土一般的建筑垃圾就是指混凝土。④再生砌块用再生砌块制作再生路面砖。⑤再生路面旧混凝土的再生利用、沥青路面再生利用。水泥混合材
水泥工业是自然资源和能源的消耗大户, 也是多种固体废弃物的消纳大户。为了提高建筑垃圾再生利用效率,进行了利用建筑垃圾作为水泥混合材的试验研究, 以期为其全成分资源化利用寻求新的途径[6]。
2.1原材料
建筑垃圾: 烟台市某旧建筑物的拆除物, 主要是粘有胶砂的废砖块、废混凝土和其他渣土。其化学组成如表1 所示。
水泥与水泥熟料: 烟台东源水泥有限公司生产的42.5R普通硅酸盐水泥性能见表2。该厂的42.5硅酸盐水泥熟料, 经5kg 试验球磨机粉磨45min, 细度为0.08mm 方孔筛筛余7.7% , 加入5% 二水石膏后的性能见表2。石膏: 工业用二水石膏, SO3 含量42.3%。标准砂: 国产ISO水泥胶砂强度检验标准砂。
2.2 试验方法
试验按照水泥生产的方法进行, 将建筑垃圾作为水泥混合材与水泥熟料、二水石膏按照设计的配合比共同粉磨制成水泥, 然后测定该水泥的强度及其他性能指标。水泥细度、凝结时间、安定性等指标分别按相应的国家标准进行检测。考虑到废砖与废混凝土性质有差异, 所以试验将两者分开, 分别探讨对水泥性能的影响。细度控制在0.08mm 方孔筛筛余7.8%左右。
2.3 试验结果与分析
试样的设计配合比及强度试验结果见表3。
从表3的数据可见, 当建筑垃圾掺量在10%时, 试样强度与42.5R普通硅酸盐水泥强度基本相当, 掺量为15%时, 也能够达到42.5普通硅酸盐水泥的强度要求, 所以从胶砂强度指标来看, 建筑垃圾可以作为水泥混合材。但随着建筑垃圾掺量的增大, 试样强度下降较大, 特别是抗压强度下降更为明显, 表明在大掺量使用建筑垃圾时, 应采取一定的措施, 如提高水泥细度、加入激发剂等, 否则当掺量为25%时, 只能生产32.5水泥。另外, 还可以看出掺废混凝土的试样各龄期强度普遍高于掺废砖的试样, 特别是早期强度差距更明显, 当掺量为15%时, A-2试样仍能达到42.5R普通硅酸盐水泥的要求, 而B-2由于早强较低只能达到42.5普通硅酸盐水泥的要求。
利用建筑垃圾生产水泥, 除胶砂强度满足要求外, 还应进行凝结时间、安定性等性能检测, 结果见表5。
水泥凝结时间随着建筑垃圾掺量的增加而延长, 废砖试样凝结时间较废混凝土试样长, 加入激发剂后, 初凝时间明显缩短, 总之, 各试样的凝结时间、安定性均符合水泥的国家标准要求。
2.4 结论
建筑垃圾作为水泥混合材是可行的, 当掺量在15%以下时, 可生产42.5R或42.5普通硅酸盐水泥, 利用建筑垃圾生产水泥, 不改变水泥厂原来的生产工艺, 利用废物降低了生产成本, 技术上可行, 经济上合理, 在建设节约型社会、大力发展循环经济的今天有着广阔的应用前景。建筑垃圾再生混合骨料配制透水性混凝土
透水性混凝土是指空隙率为15%-25% 的混凝土,也称作无砂混凝土,其由特定级配的骨料、胶凝材料(水泥)、水(可含外加剂和掺和料)等按特定比例经特殊工艺制成的,内部含有大量贯通性孔隙的蜂窝状混凝土制品。透水性混凝土大致可看作由三部分组成: 粗骨料形成的骨架、胶凝材料形成的胶结层及它们之间的孔隙。为研究建筑垃圾再生混合骨料配制透水性混凝土的可行性,下面通过实验对不同配合比下配制的透水性混凝土的强度及透水性进行研究[7]。
3.1实验方案
基于对混凝土理论分析和大量实验数据处理的基础上,透水性混凝土配合比选定设计的主要参数及其范围分别为: 水灰比(0.40,0.35,0.30),骨灰比(4.5,4.0,3.5),砂率(20%,15%,10%),以此三个因素为基础进行正交试验,测定不同配比下透水性混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度及透水系数。实验所采用的再生混合骨料由山东某建材公司提供,由回收的各种建筑垃圾直接通过机械破碎而来,其所含的成分为: 细骨料0mm-5mm、粗骨料5mm-10mm;试验所用的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥;所用的添加剂为高效减水剂;拌合水为普通自来水。
3.2 试验方法
试验所用的混凝土拌和物均通过人工搅拌的方式制备,且按照GB/T50080-2002 普通混凝土拌合物理性能试验方法标准操作。本试验所制备的试件均为100 mm 的立方体试件,成型方法采用“静压成型法”,制作完成24 h 后拆模,并在试件标准养护条件(温度20 ℃ ± 2 ℃、相对湿度在95%以上)下养护至28 d 期龄,然后再进行测试。抗压强度和劈裂抗拉强度测试按照GB/T50081-2002 普通混凝土力学性能试验方法标准操作,所用压力机型号为XL.04-NYL-2000C,其最大试验力为2 000 kN。透水系数测定方法借鉴日本混凝土工学协会推荐的大孔混凝土透水性试验方法,试验采用定水头的方法,并根据达西定律测量透水性混凝土的透水系。
3.3 结果分析
每组试验均采用5个试件进行测试,取其均值作为最终结果。测得不同水灰比、不同骨灰比及不同砂率条件下,再生混合骨料透水性混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及透水系数见表2。由表2 可知,由此再生混合骨料制成的透水性混凝土的抗压强度比较低,远小于普通C30 混凝土的抗压强度,其最小抗压强度为11.2MPa,最大抗压强度20.6MPa,主要集中在10MPa-20MPa,而普通C30混凝土的抗压强度为30MPa 左右;再生混合骨料制成的透水性混凝土的劈裂抗拉强度与普通C30混凝土的劈裂抗拉强度相差不大,均在2 MPa左右;透水系数在1.50 cm/s 左右。
当配合比为水灰比0.4、骨灰比3.5、砂率20% 的情况下,混凝土的抗压强度可达到20.6 MPa,基本可达到路面砖合格品对力学性能的要求,此时透水系数可达到1.45 cm/s,具有较好的透水性能,按此配合比制作的混凝土产品可取得较好的效益。水泥孰料
4.1 原料成分 石灰石、高硅砂岩、低硅砂岩、铁尾矿粉和煤粉取自某水泥厂。建筑垃圾取自南京市鼓楼区国家电网拆除工地,是典型的砖混结构的建筑,以砖瓦、渣土和混凝土为主。建筑垃圾和其他原料的化学成分见表1。
由表1可以看出,建筑垃圾的主要成分是SiO2、CaO,同时还含有少量的CaCO3和Ca(OH)2,这些成分除了是水泥引入外,还有就是混凝土的集料,其可以作为煅烧水泥的原料[8]。
建筑垃圾中还含有少量的Cl-、R2O、SO3,其中Cl-的含量只有0.035%,试验中建筑垃圾的最高掺量20%,掺入的碱含量在0.442%,对烧成熟料的化学分析表明,其碱含量满足相关标准。
4.2 生料的制备
先用颚式破碎机将建筑垃圾破碎成0-20mm 的颗粒,用2.36mm 方孔筛筛除0-2.36mm 的细小颗粒,因为这一部分主要是河砂,SiO2含量较高,活性差,影 响生料的易烧性和易磨性。再将2.36-20mm 的颗粒球磨至80μm 方孔筛筛余≤10%。
将建筑垃圾按不同比例替代部分砂岩与石灰石进行配料,并外掺3.95%的煤灰,控制率值为KH=0.89±0.02,SM=2.5±0.2,IM=1.5±0.2,见表2。
KH:表示水泥熟料中的总CaO含量扣除饱和碱性氧化物(如Al2O3、Fe2O3)所需要的氧化钙后,剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。简言之,石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
SM:是指硅酸盐水泥熟料中SiO2含量与Al2O3加Fe2O3含量的比值[SiO2/(Al2O3+Fe2O3)]。SM值过高时,熟料较难烧成,煅烧时液相量较少,不易挂窑皮;随SM值的降低,液相量增加,对熟料的易烧性和操作有利,但SM值过低,熟料强度低,窑内易结圈,结大块,操作困难。
IM:硅酸盐水泥熟料中三氧化二铝含量与三氧化二铁含量的比值(Al2O3/Fe2O3)。它反映水泥熟料中铝酸三钙(3CaO·Al2O3)与铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)的相对含量。铝氧率过高时,则铝酸三钙含量多,煅烧时液相黏度较大,不利于游离氧化钙的吸收。过低时,生料烧结范围变窄,看火操作比较困难,且对水泥凝结有不良影响。
将上述各生料混合均匀后与蒸馏水以100∶5 的比例混匀,在25MPa 的压力下制样,然后置于105℃的烘箱中烘1h。在高温炉中以10℃/min 的升温速率,在1 450℃的高温下保温30min,取出后置于空气中急冷。
4.3 熟料的性能分析
4.3.1熟料中fCaO 含量
熟料煅烧时分别在1 300℃、1 350℃、1 400℃和1 450℃下保温30min,取出急冷后磨细,并全部通过80μm 方孔筛,采用乙二醇-甘油法测定fCaO 含量,结果见图3。
fCaO是游离氧化钙(或称为活性的石灰质)在水泥水化、硬化的过程中,fCaO在水泥具有一定的强度后才开始水化,并伴随一定的体积膨胀,从而导致混凝土内部产生巨大的膨胀应力,致使混凝土的强度急剧下降。当膨胀应力超过混凝土的强度极限时,就会引起混凝土的开裂和损坏。
从图3 可以看出,随着煅烧温度升高和建筑垃圾掺加量的增多,fCaO 的含量逐渐减少,说明建筑垃圾对水泥熟料的烧成有促进作用,可以改善生料的易烧性。
4.3.2熟料的XRD 分析
熟料的XRD 图谱见图4。
图4 表明,在同样的率值和煅烧条件下,几种熟料的XRD 图谱基本一致,掺建筑垃圾烧制的熟料主要矿物仍是C3S、C2S、C3A 和C4AF,这几种矿物的特征峰清晰可见,与不掺建筑垃圾的熟料无明显差异。4.3.3水泥的强度试验
熟料粉磨后以95∶5 的比例和石膏混匀后制成水泥,将水泥、标准砂和水按1∶3.0∶0.5 的比例,制成4cm×4cm×16cm 的试块进行试验,在标准养护条件下分别养护3d 和28d,试验结果见图5。
由图5 可见,各试样的3d 抗压强度基本相当,而28d 抗压强度基本在50MPa 以上,所以用建筑垃圾替代部分生料可以制备出强度较高的熟料。
4.4 结论
建筑垃圾可以代替部分原料来煅烧熟料,熟料中fCaO 含量符合国家标准,矿物比例合理,水泥胶砂的3d 和28d 抗压强度较高,28d 抗压强度与不掺建筑垃圾的试样相差不大。路基回填
5.1 性能要求
5.1.1建筑垃圾回填路基级配要求
路基填筑主要要求保证填料密实,对级配的要求不大。建筑垃圾一般是由各种粒径的颗粒组成,且级配差、大颗粒所占比例较大,故不宜直接用作路基填料,必须经过破碎处理并改良后才能使用。经破碎的建筑垃圾,根据大于4.75mm和0.075mm的颗粒含量,分为Ⅰ类和Ⅱ类,并应用于路基的不同部位,分类情况见表1。
要严格控制路基压实度,因为路基整体的强度、刚度以及平整度等都依托于路基结构层的充分压实,只有保证合格的压实度才能使路基、路面的使用寿命得到保障甚至延长。为保证路基的压实度,填料有如下要求:路床填料中粗料的比例为75%-85%,最大粒径应小于60mm;路堤填料中粗料的比例为15%-75%,最大粒径应小于200mm。
5.1.2建筑垃圾回填路基力学指标
可采用压碎值、塑性指数、单轴抗压强度、承载比(CBR)作为建筑垃圾力学指标。依据路基规范中对填石路基压碎值的要求,建筑垃圾作路床填料时压碎值不大于40%,作路堤填料时压碎值不大于50%;建筑垃圾作上路床填料时CBR≥8%,作下路床填料时CBR≥5%;建筑垃圾的塑性指数需不大于26%;石料单轴抗压强度不应小于15Mpa。
CBR(California bearing ratio)是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征,并采用高质量标准碎石的承载能力为标准,以相对值的百分数表示CBR值。这种方法后来也用于评定土基的强度。
5.1.3建筑垃圾回填路基稳定性要求
为了保证路基填料的稳定性,参照《建筑垃圾填筑路基设计施工技术指南》中对于建筑垃圾填料的技术要求,采用建筑垃圾填料粒径小于4.75mm细料进行有机质含量和易溶盐含量试验。作为路基填料的建筑垃圾,腐殖质的含量应不大于5%,有机质含量不大于5%,易溶盐的含量不大于0.3%。建筑垃圾填料中除混凝土、砂浆、砖瓦、石和土之外的杂物含量不大于1%。
5.2建筑垃圾的处理
5.2.1建筑垃圾的预处理
(1)人工挑拣建筑垃圾里的有机垃圾。(2)利用破碎锤对超大块材料进行预先破碎,人工剪除钢筋以避免大量钢筋缠绕。
(3)洒水除尘,湿法施工,避免生产时扬尘过大。(4)预先通过筛孔为200mm的筛分设备,分离满足工程要求的建筑垃圾并单独存放。其余建筑垃圾需要进一步加工破碎。5.2.2建筑垃圾的破碎
较大粒径的建筑垃圾,需进行破碎处理,根据具体工程及施工路段确定破碎程度。宜选用生产能力满足要求,可靠性高、易于运输、操作和维修简单、符合环保标准的破碎设备。目前,较为先进的破碎设备每小时可加工建筑垃圾200-350t。其中有些设备配有磁性分离器,能有效分离建筑垃圾中的钢筋、铁屑;最后进行筛分,去处超大颗粒,或筛分成不同的粒径再按级配要求进行掺配,使材料的级配能够达到规范的要求。经破碎、筛分处理的建筑垃圾,可用于路基填筑。
5.3 回填
(1)基底处理。施工前,应按规定清除原地面表层植被,挖除树根及杂草,并将挖除的表层土集中堆放。原地面的低洼和坑洞,必须经仔细填补及压实,对于松散处应松土晾晒并重新碾压,达到平整密实。按照《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)的规定,高速公路、一级公路和二级公路路基 基底压实度不应小于90%。两侧坡脚各超宽50cm,确保碾压质量。
(2)摊铺、整平。在摊铺前,首先根据试验数据确定建筑垃圾在路基填筑时的松铺系数,以确定松铺厚度。根据运输车车载体积、松铺厚度,在填筑段用石灰画好方格网。采用后退式摊铺法铺筑建筑垃圾。布料后用推土机进行初平,为避免离析,用铲车进行二次翻拌。初平后再撒布1层5cm 厚的建筑垃圾细料,并采用光轮压路机稳压1-2遍,最后采用平地机进行精平。沿路线纵向方向,利用平地机整平,保持中间高两边低,整平后无明显的高差台阶。
(3)碾压。采用洒水车洒水,确保铺层材料的最佳含水量。要均匀洒水,避免出现水分分布不均现象
碾压组合方案:先使18t自行式羊角碾与18t光轮压路机的组合对建筑垃圾填料进行碾压,然后采用20t拖式振动羊角碾与18t光轮压路机的组合对填料进行最后的压实。碾压速度宜控制在3km·h-1,遵循先慢后快、先两边后中间的碾压原则。建筑垃圾的压实度随碾压遍数的增加而增加,达到一定程度后,再增加压实功率。建筑垃圾路基的碾压遍数应结合具体的工程性质和试验段施工情况确定,以沉降差2mm为标准确定碾压遍数。
5.4 质量检测
对于已完成的施工路基,应进行压实效果检测,主要方法如下。
(1)沉降量观测。在预先设置的沉降观测点上进行沉降量观测。具体方法为:将水准仪架在路基外,测量碾压前后各测点的读数差,即为各测点的沉降量。为防止压路机的振动对仪器高度产生影响,在远离路基处选一稳定点作为参照点,以检验仪器高度是否变化。经过稳压、强振碾压和静压三个阶段的观测,得出沉降量的变化趋势,若波动范围由逐渐大变小,且在接近压实状态下,沉降量小于2mm,则说明压实过程中填料的刚度和整体密实性逐渐加大,稳定性好。该观测方法简便易行。
(2)弯沉法检测。利用贝克曼梁或落锤式弯沉仪(FWD)测定路基的回弹弯沉来评价建筑垃圾回填路基的整体承载能力。按照相关规范对选定路段进行弯沉测试,通过计算得出该路段的代表弯沉值,然后与规范要求值进行对比,如果小于规范要求值,说明该路段的路基整体承载能力达到要求,反之,则说明路基整体承载能力较差,或说明路基压实质量未达到相应的要求。
(3)密度检测法(灌砂法)。建筑垃圾填筑路基的碾压过程是颗粒级配重新排列的过程,每隔一定距离在不同截面位置对碾压层进行压实度检测。路 基压实度不应小于96%。
5.5 结论
(1)通过对建筑垃圾回填路基施工的总结与研究,针对建筑垃圾粗、细集料比例不稳定,级配差等特点,建议先对其中超大粒径的颗粒进行预破、预筛分,分离出满足工程要求的建筑垃圾,再对其余建筑垃圾进行破碎、筛分。同时需在满足相应技术要求的前提下,进行地基处理、摊铺及碾压等施工工艺。
(2)通过对建筑垃圾回填路基施工工艺的分析研究与总结,提出了建筑垃圾回填路基施工质量控制关键技术。施工过程中,应对建筑垃圾的质量及均匀性进行严格控制,以保证其满足工程要求。同时为减少雨水对建筑垃圾回填路基的冲刷,建议对路床采用黏土封顶,在路基两侧加做包坡护肩土,包边宽度不小于1.0m,一般在1.0m-2.0m之间。综合考虑建筑垃圾回填路基的特点,建议采用沉降量观测法对路基压实度进行检测。墙材
6.1 原材料
本次试验采用旧城改造砖混结构建筑垃圾。主要组成有85%左右的碎砖渣、10%左右的粉刷垃圾和5%左右的废土。建筑垃圾的掺用量为30%~50%;建筑垃圾的化学成分如表1[9]。
一般作为建筑垃圾烧结空心砖粘结剂的原材料比较多, 有黏土、页岩、膨润土、高塑性煤矸石等。从国家有关政策和经济性出发, 本试验采用山东临沂苍山页岩, 其化学成分和物理性能如表2。
页岩和建筑垃圾均采用试验厂的破碎工艺: 原料→铲车→胶带输送机→锤式破碎机→胶带输送机→滚筒筛。页岩和建筑垃圾分别破碎后, 按6∶4的比例混合, 由装载机送入下一道工序: 箱式给料机→胶带输送机→双轴搅拌机(加水)→高速细碎对辊机→胶带输送机→高效搅拌挤出机(补水)→双级真空挤出机。由于试验厂的条件限制, 混合料未进行陈化。原料处理后的混合料物理性能见表3。
6.2 成型干燥
混合料制备好后, 由胶带输送机直接输送到JZK50/45双级真空挤出机挤出成型, 通过自动切条机、自动切坯机后形成半成品砖坯。其成型参数为: 砖机最大成型挤出压力3.8MPa、真空度0.091%、成型水分16%、泥条速度9条/min。采用多孔砖(240mm×115mm×90mm)芯架, 成型过程顺利, 一次成型成功。砖坯质量表面光滑、外观整齐、尺寸准确。
干燥试验采用试验厂的逆流式隧道干燥室, 干燥热介质来自焙烧轮窑余热。由于本次试验生产的建筑垃圾烧结空心砖的批量不足以单独进行干燥, 所以将成型好的砖坯码在干燥车上, 每车码放6层, 共204块, 与试验厂的页岩烧结空心砖一同送入干燥室内进行干燥, 所以干燥制度和干燥过程与试验厂的页岩空心砖相同。由于建筑垃圾在砖坯中是很好的痩化剂, 具有抗收缩和抗开裂的作用, 干燥好的砖坯比较理想, 无干燥裂纹和缺陷。干燥过程的有关参数见表4。
6.3 焙烧
焙烧采用试验厂一座36门节能轮窑进行。轮窑断面3.8m, 半圆拱。考虑到节能轮窑工作断面温度的差异, 选择窑中部温差相对较小的断面进行建筑垃圾烧成,烧成温度约950℃~980℃范围内, 根据实验室的试验结果, 这个温度对建筑垃圾砖来说略显偏低。焙烧参数统计结果见表5。
6.4 性能测试
我们将中试产品按照《烧结多孔砖》(GB13544-2000)国家标准, 由国家建材墙体屋面材料质检中心进行全项检验, 其结果见表6。
6.5 结论
试验证明, 建筑垃圾掺量达到40%时, 可以生产出质量合格的产品。将来的产业化过程中, 建筑垃圾的掺量与生产工艺、粘结剂的种类和塑性、建筑垃圾的破碎细度等关系很大, 可以在30%~50%范围内。一般的粘结剂可以采用黏土、纸浆废渣、高塑性煤矸石、页岩、陶土、膨润土等。建筑垃圾烧结砖的生产工艺, 要特别注意破碎细度、成型性能和焙烧三个方面。
建筑垃圾的破碎应采取二级破碎。首先由细碎颚式破碎机进行一级破碎, 然后用锤式破碎机进行二级破碎。对于建筑垃圾实心砖, 最大颗粒直径应小于2.0 mm,粒径0.5mm以下的颗粒应占50%以上;烧结多孔砖, 最大颗粒直径小于1.5mm,粒径0.5mm以下的颗粒应占60%以上。
成型采用硬塑或半硬塑挤出成型。建筑垃圾和黏土原料成型水分控制在16%-18%之间, 建筑垃圾和页岩原料成型水分控制在15%~16%之间。挤出工作压力应按产品不同有所区别, 建筑垃圾实心砖挤出工作压力应在2.0MPa左右, 建筑垃圾多孔砖挤出工作压力应在2.5MPa~3.0MPa。成型挤出时的真空度, 可以在0.085%以上。
干燥对于建筑垃圾砖来说比较容易, 因此重点是在焙烧方面。由于建筑垃圾烧结砖的烧成温度比页岩砖和黏土砖高, 一般为1000℃~1050℃, 如果温度掌握不当,会出现强度降低、吸水率增大、耐久性不好等缺陷。
[1] 王 琼,於林锋.国内外建筑垃圾综合利用现状和国内发展建议[J].上海市建筑科学研究院,2014(04).[2] 季学宝.建筑垃圾问题和合理利用的思考[J].江西建材,2014(12).[3] 刘成林.建筑垃圾循环利用实践[J].再生资源与循环经济,2012(05).[4] 薛菊.建筑垃圾利用的现状研究[J].三峡大学土木水电学院,2010(05).[5] 李聪,张欣.浅谈施工企业在建筑垃圾回收利用中的重要性[J].施工技术,2014(05).[6] 赵鸣.不同建筑垃圾作水泥混合材的试验研究[J].烟台大学学报,2008(04).[7] 李鑫.徐学庆,谈建筑垃圾再生混合骨料配制透水性混凝土[J].山西建筑,2014(08).[8] 聂江婷.掺加拆除建筑垃圾水泥熟料的性能[J].水泥,2012(12).[9] 李寿德.建筑垃圾生产烧结空心砖工业性试验[J].新型墙材,2006(01).