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產(chǎn)品/專題

山美SMS3000與歐美某品牌HP300圓錐破碎機(jī)對比分析

山美圓錐破和歐美某品牌圓錐破并駕齊驅(qū),在韓國混凝土企業(yè)的骨料生產(chǎn)線共同擔(dān)任二破重任。【詳細(xì)】

建筑垃圾處理

建筑垃圾資源化解決方案提供者

山美股份(中德合資控股企業(yè)),自 2005 年就開始關(guān)注國內(nèi)建筑廢棄物資源化問題,是國內(nèi)建筑廢棄物資源化市場的持續(xù)參與者,是將破碎篩分技術(shù)應(yīng)用于建筑廢棄物資源化市場并進(jìn)行二次技術(shù)開發(fā)和在該市場具有較多知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的提供者,是建筑廢棄物資源化運(yùn)營市場的合作者。【詳細(xì)】

建筑垃圾在道路建設(shè)中回收利用的可行性分析

發(fā)布日期:2013-07-12 11:23:24   點擊次數(shù):    

作者:周增華

引  言

隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展速度的加快,城市建設(shè)從外延式開發(fā)與大規(guī)模舊城改造并舉、住宅小區(qū)規(guī)模化建設(shè)及道路的改擴(kuò)建,導(dǎo)致大量建筑垃圾急劇產(chǎn)生,說明我國建筑垃圾排放量高峰期已經(jīng)到來。目前,國內(nèi)處理建筑垃圾基本上仍停留在落后簡單的填埋式處理,由于建筑垃圾的不可降解性,填埋式處理將會給社會帶來災(zāi)難性的后果。據(jù)專家測算,堆放建筑垃圾需要大量地皮,每10 萬m3 的建筑垃圾至少需要6 萬m2 的堆放場地,一般臨時建筑垃圾堆放場地高度在3 m 左右,堆放場地還需要留有一定的面積用作道路、緩沖區(qū)以堆放分揀的其他垃圾等。簡單的處理方法對土地、人力資源的消耗十分巨大,運(yùn)輸成本高。且不說此舉耗用大量的可耕地和運(yùn)輸費用,還會給環(huán)境造成長遠(yuǎn)的破壞。面對如此嚴(yán)峻的建筑垃圾成災(zāi)的局面,如何處理和利用越來越多的建筑垃圾,已成為各級政府部門和其他相關(guān)部門迫在眉睫、亟待解決的問題。

在未來30 年間,將出現(xiàn)“十大新興技術(shù)”,其中有關(guān)“垃圾處理”的新興技術(shù)被列為第二位。國際上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家正在積極探索將垃圾變?yōu)橐环N新資源并將其打造成一個新興的大產(chǎn)業(yè),為之建立了一個以技術(shù)方法、科學(xué)和組織結(jié)構(gòu)的新模式,確保對主要廢棄物流動的控制和對大部分建筑垃圾的循環(huán)利用。其中,建筑垃圾在道路建設(shè)中的應(yīng)用是城市發(fā)展過程中首先要解決的問題。

1  建筑垃圾的國內(nèi)、外綜合利用現(xiàn)狀

1. 1  國外綜合利用現(xiàn)狀

建筑垃圾中的許多廢棄物經(jīng)過分撿、剔除或粉碎后,大多可作為再生資源重新利用。綜合利用建筑垃圾是節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)的有效途徑。在這方面,日本、美國和德國等發(fā)達(dá)國家進(jìn)行得比較早,提供了許多優(yōu)質(zhì)的經(jīng)驗和處理方法。由于對建筑技術(shù)、建筑習(xí)慣與材質(zhì)的偏好,資源回收再利用的情形略有差異。

1977 年日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)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(chǎn)再生水泥和再生骨料,生產(chǎn)規(guī)模較大的可加工生產(chǎn)100 t/ h 。1991 年日本政府又制定了《資源重新利用促進(jìn)法》,規(guī)定建筑施工過程中產(chǎn)生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材及金屬等建筑垃圾,必須送往“再資源化設(shè)施”進(jìn)行處理.日本對于建筑垃圾的主導(dǎo)方針是:盡可能不從施工現(xiàn)場排出建筑垃圾;建筑垃圾要盡可能的重新利用;對于重新利用有困難的則應(yīng)適當(dāng)予以處理[1 ] 。

美國政府則制定了《超級基金法》,規(guī)定“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè),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(chǎn)生量,促使各企業(yè)自覺的尋求建筑垃圾資源化利用途徑。美國住宅營造商協(xié)會正在推廣一種“資源保護(hù)屋”,其墻壁是用回收輪胎和鋁合金廢料建成的,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。這種住宅不僅積極利用了廢棄的金屬、木料和紙板,而且比較好的解決了住房緊張和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾[2 ] 。在荷蘭,建筑業(yè)每年產(chǎn)生的廢物大約為14 ×106 t ,大多數(shù)是拆毀和改造舊建筑物的產(chǎn)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(huán)利用,但是荷蘭政府希望將這個百分比增加到90 %。因此,該國制定了一系列法律,建立限制廢物的傾卸處理、強(qiáng)制再循環(huán)運(yùn)行的質(zhì)量控制制度。荷蘭建筑廢物循環(huán)再利用的重要副產(chǎn)品是篩砂, 產(chǎn)量大約1 ×106 t/ a 。砂很容易被污染,其再利用是有限制的。為此,荷蘭采用了砂再循環(huán)網(wǎng)絡(luò),由揀分公司負(fù)責(zé)有效篩砂:依照它的污染水平分類,儲存干凈的砂,清理被污染的砂。

德國將建筑垃圾分成土地開挖、碎舊建筑材料、道路開挖和建筑施工工地垃圾,1997~2005 年各類建筑垃圾的再利用情況見表1 所列(德國聯(lián)邦環(huán)境基金會總部的建筑就是用了舊混凝土集料) [3 ] 。德國西門子公司開發(fā)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(chǎn)生的燃?xì)鈩t用于發(fā)電,垃圾經(jīng)干餾燃燒處理后有害重金屬物質(zhì)僅剩下2~3 kg/ t ,有效地解決了垃圾占用大片耕地的問題。碎舊建筑材料主要用作道路路基、造垃圾填埋場、人造風(fēng)景和種植等。

表1  德國1997~2005 年各類建筑垃圾的再生利用率  %

垃圾類別

年  份

1997

1999

2001

2003

2005

碎舊建筑材料

25

37

55

70

75

建筑工地垃圾

10

12

30

45

60

道路開挖垃圾

70

75

88

90

95

 

總之,這些國家大多施行“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(xué)管理和有效控制措施將其減量化。對于產(chǎn)生的建筑垃圾則采用科學(xué)手段,使其具有再生資源的功能。

1. 2  國內(nèi)綜合利用現(xiàn)狀

長期以來,我國的建筑垃圾再利用沒有引起很大重視,通常是未經(jīng)任何處理就被運(yùn)到郊外或農(nóng)村,采用露天堆放或填埋的方式進(jìn)行處理。隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)的蓬勃發(fā)展,建筑垃圾的產(chǎn)生量也與日俱增。目前,我國每年的建筑垃圾數(shù)量已在城市垃圾總量中占有很大比例,成為廢物管理中的難題。我國于1995 年頒布了《城市固體垃圾處理法》,

但單一收費方法并不能根本上堵住建筑垃圾的源頭,而且有必要進(jìn)一步完善建筑垃圾再利用的法律依據(jù)。政府部門一方面應(yīng)出臺一系列的優(yōu)惠政策,大力扶持建筑垃圾回收再利用這項新興的產(chǎn)業(yè);另一方面以《固體廢棄物污染環(huán)境防治法》等法律、法規(guī)建立起嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)問責(zé)制,進(jìn)一步強(qiáng)化全社會的環(huán)保意識。如上海、北京、深圳等城市在對建筑垃圾的回收

利用方面作了一些嘗試。

1990 年7 月,上海市第二建筑工程公司在市中心的“華亭”和“霍蘭”2 項工程的7 幢高層建筑施工過程中,將結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾,經(jīng)分揀、剔除并將有用的垃圾碎塊粉碎后,與標(biāo)準(zhǔn)砂按1 ∶1 的比例拌合作為細(xì)骨料,用于抹灰砂漿和砌筑砂漿。共計回收利用建筑垃圾480 t ,節(jié)約砂子材料費1. 44 萬元和垃圾清運(yùn)費3 360 元,扣除粉碎設(shè)備等購置費,凈收益1. 24余萬元。

1992 年6 月,北京城建集團(tuán)一公司先后在9 萬m2 不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑的施工過程中,回收利用各種建筑垃圾840 t ,用于砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰、細(xì)石混凝土樓地面和混凝土墊層,使用面積約3 萬m2 ,節(jié)約資金4. 5 余萬元。近幾年,河北工專新興科技服務(wù)總公司開發(fā)成功一種“用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁施工技術(shù)”,在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性進(jìn)展。該項技術(shù)是采用舊房改造、拆遷過程中產(chǎn)生的碎磚瓦、廢鋼渣及碎石等建筑垃圾為填料,經(jīng)重錘夯擴(kuò)形成擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土短樁,并采用了配套的減隔振技術(shù),具有擴(kuò)大樁端面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力設(shè)計值可達(dá)500~700 kN。經(jīng)測算,該項技術(shù)較其他常用技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資25 %左右[4 ] 。

2  建筑垃圾應(yīng)用于道路建設(shè)的可能性

2. 1  建筑垃圾應(yīng)用于道路的適應(yīng)性

建筑垃圾是由碎混凝土、碎磚瓦及碎砂石土等無機(jī)物類構(gòu)成。其化學(xué)成分是硅酸鹽、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫化物及硫酸鹽等。其具有相當(dāng)好的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、沖擊韌性、抗凍性及耐水性等,即強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好。建筑垃圾又具有相當(dāng)好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,其性能優(yōu)于黏土、粉性土,甚至砂土和石灰土[1] 。建筑垃圾透水性好,遇水不凍漲,不收縮,是道路工程難得的水穩(wěn)定性好的建筑材料。建筑垃圾顆粒大,比表面積小,含薄膜水少,不具備塑性。透水性好能夠阻斷毛細(xì)水上升,在潮濕狀態(tài)和環(huán)境下,建筑垃圾的基礎(chǔ)墊層,強(qiáng)度變化不大,是理想的強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的路用材料,如利用廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產(chǎn)的粗細(xì)骨料,可用于生產(chǎn)相應(yīng)強(qiáng)度等級的混凝土、砂漿或?qū)⒋旨?xì)骨料添加固化類材料后,也可用于道路路面基層。道路工程,具有工程數(shù)量大,耗用建材多的特點。耗材多,決定著道路工程的基本造價。因此道路設(shè)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。而建筑垃圾,具備其他建材沒有的優(yōu)點:數(shù)量大、成本低及質(zhì)量好。因此,建筑垃圾的主要應(yīng)用對象,選擇應(yīng)該是道路工程。

2. 2  建筑垃圾應(yīng)用于道路需要解決的技術(shù)問題

(1) 建筑垃圾和雜填土的成分與分類指標(biāo)。對建筑垃圾種類進(jìn)行分類,進(jìn)行各類建筑垃圾的物理力學(xué)性能試驗;對雜填土的性質(zhì)進(jìn)行試驗,了解其成分,進(jìn)行指標(biāo)分類。

(2) 建筑垃圾和雜填土的處理方法。根據(jù)建筑垃圾和雜填土的分類性質(zhì)劃分結(jié)果,結(jié)合目前道路建設(shè)的施工工藝水平,通過試驗尋找改善建筑垃圾和雜填土的性能,特別是適合路用性能的方法,主要解決:尋找合適的固結(jié)材料,在拌和試驗合格的基礎(chǔ)上,進(jìn)行處理后的建筑垃圾和雜填土初步物理力學(xué)性能試驗;尋找合適已知的路用材料,在拌和試驗合格的基礎(chǔ)上,進(jìn)行處理后的建筑垃圾和雜填土的初步物理力學(xué)性能試驗;總結(jié)試驗結(jié)果,提出處理后的建筑垃圾和雜填土的路用性能室內(nèi)試驗方案。

(3) 建筑垃圾和雜填土的路用性能試驗。根據(jù)室內(nèi)試驗的處理方法,按照路用性能由低要求到高要求的試驗研究步驟,對處理后的建筑垃圾和雜填土的路用性能進(jìn)行試驗研究:根據(jù)找到的處理材料,提出試驗采用的配方;根據(jù)提出的配方,進(jìn)行多配方的路用性能比較試驗,性能試驗主要包括下列的全部或若干:強(qiáng)度、水穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性等項技術(shù)指標(biāo);根據(jù)配合比試驗結(jié)果,分析處理后的建筑垃圾和雜填土的性質(zhì)改變情況,對試驗結(jié)果進(jìn)行評價,對比分析出路用性能滿足使用要求情況,提出幾種可采用的配合比和設(shè)計參數(shù),確定處理后的建筑垃圾和雜填土在道路工程中的使用部位。

(4) 建筑垃圾和雜填土的施工工藝。根據(jù)室內(nèi)試驗的主要結(jié)果,結(jié)合目前道路建設(shè)的施工工藝水平,初步提出處理后的雜填土和建筑垃圾的施工工藝方案(包括質(zhì)量控制方法) ,重點突出城市管道線部位或附近的施工方法。

2. 3  建筑垃圾應(yīng)用于道路可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益據(jù)了解,建筑垃圾大多為固體廢棄物,一般是在建設(shè)過程中或舊建筑物維修、拆除過程中產(chǎn)生的。主要由土、渣土、散落的砂漿和混凝土、磚、打樁截下的鋼筋混凝土樁頭、竹木材、裝飾裝修產(chǎn)生的廢料等廢棄物組成。據(jù)有關(guān)資料介紹,在每1 萬m2 建筑的施工過程中,僅建筑垃圾就會產(chǎn)生500~600 t 。這樣,在我國加上舊城拆遷、建材工業(yè)所產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量每年就達(dá)數(shù)億噸[5 ] 。以韓國再生建筑垃圾中的骨料生產(chǎn)為例,計算回收建筑垃圾的經(jīng)濟(jì)效益。韓國每生產(chǎn)1 t 再生骨料的費用為15 元人民幣,每噸建筑垃圾可生產(chǎn)出0. 7 t以上的再生骨料,再生骨料的售價根據(jù)骨料強(qiáng)度的不同,每噸約為30~80 元人民幣(這里以較低價30 元人民幣/ t 計算) ,再生骨料生產(chǎn)商每處理1 t 建筑垃圾要向建筑商收取約10~20 元人民幣的處理費(按較低收費20 元人民幣/ t 計算) ,這樣在再生骨料生產(chǎn)中每處理1 t 建筑垃圾帶來的利潤可計算如下:利潤= 0. 7 ×30 + 10 - 15 ×0. 7 = 20. 5 元(人民幣)通過計算,可見再生骨料的生產(chǎn)和利用,除了對環(huán)境保護(hù)具有明顯的現(xiàn)實意義外,還具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

以上是韓國將建筑垃圾回收應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)的例子,在我國目前還沒有這樣的條件利用回收建筑垃圾,但是根據(jù)條件的不同將建筑垃圾應(yīng)用于路基,同樣可以取得較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3  結(jié)束語

建筑垃圾中絕大部分的東西可以轉(zhuǎn)化為再生資源和再生產(chǎn)品。建筑垃圾的再生利用技術(shù)以及相關(guān)法律、法規(guī)在國內(nèi)應(yīng)進(jìn)一步的完善和推廣,為提高經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境做出新的貢獻(xiàn)。

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