建筑垃圾處理的技術探討
1 引言
根據《城市建筑垃圾和工程渣土管理規定(修訂稿)》,建筑垃圾是指建設、施工單位或個人對各類建筑物、構筑物等進行建設、拆遷、修繕及居民裝飾房屋過程中所產生的淤泥、廢渣、泥漿及其它廢棄物。按來源分類,可將建筑垃圾分為土地開挖、道路開挖、舊建筑物拆除、建筑施工和建材生產垃圾五類。按建筑垃圾性質,可分為惰性部分和非惰性部分。隨著城市化進程的不斷加快,城市中建筑垃圾的產生和排出數量也在快速增長。人們在享受城市文明的同時,也在遭受城市垃圾帶來的煩惱,其中建筑垃圾就占有相當大的比例,約占垃圾總量的30%~40%。因此,如何處理和利用越來越多的建筑垃圾,已經成為各級政府部門和建筑垃圾產出處理單位所面臨的一個重要課題。
2 我國建筑垃圾處理的現狀
長期以來,我國建筑行業都是采用傳統方式施工,原料消耗大,加上管理落后,從而產生大量的建筑垃圾。雖然已著手進行新型建材的開發和利用,但規模和數量還很有限。建筑垃圾分布廣、規模不一。隨著建設工程的不斷變化,建筑垃圾產生時間也不確定。雖然在一個比較長的時期內產生的垃圾總量基本是固定的,但事先不能準確預測到產生建筑垃圾點的時間及數量。一方面,缺乏對建筑垃圾的有效管理,仍然存在著建筑垃圾亂堆、亂倒現象,未對建筑垃圾進行動態監測和分類、統計,導致對建筑垃圾的產生量、處理處置、回填利用等情況缺乏足夠的了解。另一方面,處理方式落后,通常是未經任何處置就被運到郊外或農村,采用露天堆放或填埋的方式進行處理,耗用大量的征用土地費,垃圾清運等費用。同時,清運和堆放過程中遺撒的粉塵、灰砂飛揚等問題又造成了嚴重的環境污染。另外,國家還沒有建立完善的相關法律法規,禁止填埋可利用的建筑垃圾,規定建筑垃圾必須進行分類收集和存放。我國于1995年11月通過了《城市固體垃圾處理法》,要求產生垃圾的部門必須交納垃圾處理費。但這種收費方法,并不能從根本上堵住建筑垃圾產生的源頭,而且沒有涉及到建筑垃圾的資源化再生利用問題,缺乏建筑垃圾循環利用理念,沒有綜合利用設施。[1]
3 建筑垃圾處置的對策和途徑
3.1 建立完善機制,優化管理模式
國家有關部門應在全國建筑施工企業中,對每萬平方米建筑在施工過程中產生建筑垃圾的數量狀況,進行一次大范圍的定量定性綜合調查統計,依此制定相應的建筑垃圾允許產生數量和排放數量標準,并將其作為衡量建筑施工企業管理水平和技術水平高低的一個重要考核指標。這樣才能真正引起人們對建筑垃圾進行綜合利用的足夠重視,建筑垃圾產生的源頭才有可能得到有效的控制。要依托環衛部門,建立完善的管理機構,利用市場經濟杠桿,調動社會力量共同參與建筑垃圾的管理和監督,并動態監測和跟蹤分析建筑垃圾各個方面的情況,為相關規劃和政策的制定提供決策依據。應綜合考慮城市建設的空間特性,結合城市其它相關設施設置足夠數量的余泥渣土受納場,保證建筑垃圾完全合理處置。
要建立完善的法律法規,凡利用建筑垃圾生產出的材料和產品,國家應在稅收政策上給予優惠。筆者認為,要想從根本上解決我國建筑垃圾存在的問題,應采取建筑周期全過程的管理模式。改變傳統的建筑原料一建筑物一建筑垃圾的線性模式(總消耗=消耗A+消耗B),形成建筑原料一建筑物一建筑垃圾一再生原料的循環模式[總消耗=消耗 (A—x)+消耗(B—x)+消耗(x)(其中:A—— 自然的材料合計和運轉;B——廢棄的材料運轉和處理的合計,x——合計再循環材料)]。在建筑過程中讓原材料得到最大限度地合理、高效、持久的利用,并將其對自然環境的影響降低到盡可能小的程度,從而形成高利用、低排放的新型建筑模式,在保護環境的同時也取得了更大的經濟利益。這些都需要政府、環保、建筑建材等各部門的共同努力,采取各項優惠政策,大力扶持創辦建筑垃圾的加工企業,大力開發和推廣再生材料產品,采取積極措施,鼓勵對建筑垃圾的再利用。
3.2 加強建筑垃圾綜合利用的研究和開發
科學技術研究工作是建筑垃圾資源化的基礎,沒有合適的技術保證,建筑垃圾的資源化就無從談起。國家和建筑施工企業應投人資金,立項開展建筑垃圾綜合利用的深入研究與開發。科研工作應該包括以下主要方面:建筑垃圾綜合利用的分選技術創新與設備研發;建筑垃圾減量化的綜合措施;研究回填材料的組成、結構與性能以及對周圍環境的影響;采用循環再生骨料開發綠色建材。總之,應該從源頭上加以控制,大力開發和推廣節能降耗的建筑新技術和新工藝,從而減少建筑垃圾的產生。在建筑物的設計過程中,考慮提高建筑物的耐久性,采用盡量少產生建筑垃圾的結構設計,使用環保型建筑材料,考慮建筑物將來進行維修和改造時建筑垃圾產生量要少,考慮建筑物在將來拆除時的再生問題。[2]
3.3 探索在施工中控制建筑垃圾的方法
(1)從施工人員角度減少建筑垃圾的方法。技術人員要熟悉圖紙,實施現場監管,做好各道工序的驗收,做好建筑材料的預算,減少過剩的建筑材料轉化為建筑垃圾的概率。操作人員要尊重建筑工人,建立健全的制度,讓工人們認識到浪費建筑材料對個人及整個社會的危害性。材料員要嚴把質量關,多與施工管理人員溝通,認真審批進料單,避免材料進料過多而造成的浪費。堅決杜絕偷工減料、以次充好或隨意更改設計方案等降低工程質量的現象發生,保證建筑物的質量和耐久性,減少不必要的維修、加固甚至重建工作。
(2)從管理方法方面減少建筑垃圾的產生。不同結構形式的建筑工地,垃圾組成比例略有不同,而垃圾數量因施工管理情況的不同在各工地差異很大。如采用商品砂漿,將鋼筋制作外包給專門的鋼筋加工中心,就能大大減少建筑垃圾和廢鋼筋的產生?梢圆捎梅职姆绞綄雾椆こ坛邪o個人,承包者為了保證效益就會想辦法降低建筑垃圾的產生。
(3)從施工工藝方面減少建筑垃圾。采用可以循環使用的鋼模板代替木模板,就能減少廢木料的產生;采用裝配式代替現場制作,也是減少建筑垃圾的好辦法;采用產業化的生產方式,房屋的構件可以在工廠批量生產,減少了傳統施工現場的各種不穩定因素,可以節約建筑材料,減少建筑垃圾。
(4)推廣綠色建材。采用GHB機質輕骨料混凝土隔墻板、粉煤灰小型空心砌塊、鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板、石膏空心砌塊等,均可以減少建筑垃圾的產生。
3.4 走回收循環再利用之路
建筑垃圾是放錯了位置的資源,它轉化為建筑材料是循環經濟的最好體現。在建設過程中或舊建筑物維修和拆除過程中產生的建筑垃圾多為固體,其中含有大量有利用價值的材料。建筑垃圾的回收和循環再利用不僅能保護環境,降低對環境的影響,而且若采用科學管理和有效措施將其減量化和再利用,還可以節省大量的建設資金和資源。隨著科學技術的快速發展,建筑垃圾轉化為建筑材料的技術將會越來越成熟,成本也會越來越低。建筑垃圾中的許多廢棄物經分揀、剔除或粉碎后,大多數可以作為再生資源重新利用。比如,廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬,經分揀、集中和重新回爐后,可以再加工制造成各種規格的鋼材;廢竹木材則可以用于制造人造木材;磚、石、混凝土等廢料經破碎后,可以代替砂用于砌筑砂漿、抹灰砂漿和混凝土墊層等,還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品。[3]又比如,公路工程具有工程數量大、耗用建材多的特點。公路設計的一項基本原則就是因地制宜,就地取材,努力降低工程造價。建筑廢渣透水性好,遇水不凍漲,不收縮,是公路工程難得的水穩定性好的建筑材料,加上其顆粒大,比表面積小,含薄膜水少,不具備塑性。在潮濕環境下,建筑廢渣作基礎墊層,強度變化不大,是理想的強度高、穩定性好的建路材料。建筑廢渣也可以應用在鐵路的路基、軟弱土路基處理、粉土路基、黏土路基、淤泥路基和過水路基等等方面,可以用作改善路基加固土。另外,建筑廢渣可用于建筑工程地基與基礎的穩定土基礎、粒料改善土基礎、回填土基礎、地基換填處理和樓地面墊層等,還可用于機場跑道、城市廣場、街巷道路工程的結構層、穩定層等。
4 借鑒成功經驗
建設部在2005年頒布實施的《城市建筑垃圾管理規定》中明確指出建筑垃圾處置實行減量化、資源化、無害化和誰產生、誰承擔處置責任的原則。國家鼓勵建筑垃圾綜合利用,鼓勵建設單位、施工單位優先采用建筑垃圾綜合利用產品。上海、北京等城市的一些建筑公司在對建筑垃圾的回收利用方面作了一些嘗試。上海筑路機械設備有限公司研制出了具有國際先進水平的城市建筑垃圾處理再利用成套設備。它能將建筑垃圾中堅硬的混凝土和鋼筋“咬碎”,并進行分類、篩選。北京城建集團公司先后在9萬M2不同結構類型的多層和高層建筑的施工過程中,回收利用各種建筑廢渣840多 t,用于砌筑砂漿、內墻和頂棚抹灰、細石混凝土樓地面和混凝土墊層,使用面積達3萬多M2 ,節約資金 3.5萬元。深圳市建設了建筑垃圾綜合利用設施,積極地處理建筑垃圾,變建筑垃圾為建筑材料。比如,變廢混凝土塊為生產再生混凝土的骨料,變廢屋面瀝青料為瀝青道路的鋪筑材料等。河北工專新興科技服務總公司開發成功一種“用建筑垃圾夯擴超短異型樁施工技術”,在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性的進展。該項技術是采用舊房改造、拆遷過程中產生的碎磚瓦、廢鋼渣和碎石等建筑垃圾為填料,經重錘夯擴形成擴大頭的鋼筋混凝土短樁,并采用了配套的減隔振技術,具有擴大樁端面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力設計值可達500~700kN。經測算,該項技術較其它常用技術可節約基礎投資20%左右。
綜合利用建筑垃圾是節約資源、保護生態的有效途徑。在這方面,日本、美國、德國等發達國家進行得比較早,給我們提供了許多先進的經驗和處理方法。目前,發達國家已對建筑垃圾再生利用進行立法并制定一系列措施來保障。他們實行的大多是“建筑垃圾源頭削減策略”,即在建筑垃圾形成之前,就通過科學管理和有效的控制措施將其減量化。對于產生的建筑垃圾則采用科學手段,使其具有再生資源的功能。有些發達國家建筑垃圾的再生利用率已在90%以上。比如,美國政府制定的《超級基金法》規定:“任何生產有工業廢棄物的企業,必須自行妥善處理,不得擅自隨意傾卸”,從而在源頭上限制了建筑垃圾的產生量,促使各企業自覺地尋求建筑垃圾資源化的途徑。美國住宅營造商協會正在推廣一種“資源保護屋”,其墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建成,屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的,所用的板材是鋸末和碎木料加上20% 的聚乙烯制成,屋面的主要原料是舊的報紙和紙板箱。美國的CYCLEAN公司采用微波技術,可以100% 地回收利用再生舊瀝青路面料,其質量與新拌瀝青路面料相同,而成本可降低1/3。同時節約了垃圾清運和處理等費用,大大減輕了城市的環境污染。日本由于國土面積小,資源相對匱乏,因此,他們將建筑垃圾視為“建筑副產品”,十分重視將其作為可再生資源而重新開發利用。日本政府于1977年制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》,并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠,生產再生水泥和再生骨料,生產規模最大的可加工生產100fh。1991年他們又制定了《資源重新利用促進法》,規定建筑施工過程中產生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材和金屬等建筑垃圾,必須送往“再資源化設施”進行處理。日本對于建筑垃圾的主導方針是,盡可能不從施工現場排出建筑垃圾,建筑垃圾要盡可能地重新利用,對于重新利用有困難的則應適當予以處理。[4]
法國CSTB公司是歐洲首屈一指的“廢物及建筑業”集團,專門統籌在歐洲的“廢物及建筑業”業務。公司提出的廢物管理整體方案有兩大目標,一是通過對新設計建筑產品的環保特性進行研究,從源頭控制工地廢物的產量;二是在施工、改善及清拆工程中,通過對工地廢物的生產及收集作出預測評估,以確定有關的回收應用程序,從而提升廢物管理層次。該公司以強大的數據庫為基礎,使用應用軟件對建筑垃圾進行從產生到處理的全過程分析控制,以協助在建筑物使用壽命期內的不同階段作出決策。在荷蘭,建筑業每年產生的廢物大約為 1400萬t,大多數是拆毀和改造舊建筑物的產物(石塊、金屬、塑料和木材的雜亂物)。目前,已有70%的建筑廢物可以被再循環利用,荷蘭政府希望將這個百分比增加到90%。因此,他們制定了一系列法律,建立限制廢物的傾卸處理、強制再循環運行的質量控制制度。德國西門子公司開發的干餾燃燒垃圾處理工藝,可將垃圾中的各種可再生材料十分干凈地分離出來,再回收利用,對于處理過程中產生的燃氣則用于發電,垃圾經干餾燃燒處理后有害: 重金屬物質僅剩下2~3kg/t,有效地解決了垃圾占用: 大量耕地的問題?傊瑢ㄖ幕厥蘸脱h再利用,要借鑒國外的成功經驗,采用科學手段,使其具有再生資源功能。
5 結語
建筑垃圾的綜合利用,對于節約資源,改善環境,提高經濟效益和社會效益,實現資源優化配置和可持續發展具有重要意義。我們要呼吁全社會都來關注和參與建筑垃圾的減量化、資源化和無害化,增強人們節約資源、保護環境的意識。綜合利用建筑垃圾的途徑是多種多樣的,我們應當根據各地的具體情況,因地制宜地開展這項工作,采取積極措施,確保建筑業的可持續發展。
參考文獻
[1]劉超,徐小朝,張莉.對于建筑垃圾處理現狀的思考及建議m.科技信息,2oo7(2):11-14
[2]王志偉.建筑垃圾的開發和利用IJJ.建筑技術開發,2000(6): 33~34
[3]陸凱安.建筑垃圾綜合利用勢在必行[J].再生資源研究,1999(2): 33-34
[4]杜婷,張勇,昌永紅.國外建筑垃圾的處理對我國的借鑒們.湖南城建高等專校學報,2002(6):24~27
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