鄧 攀
(中鐵貴州工程有限公司,貴陽 550002)
當(dāng)前,我國大力推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),催生了大量的建筑垃圾。例如,基坑開挖、道路開挖、建筑工地施工、舊建筑拆除和建材生產(chǎn)等會產(chǎn)生大量固體廢物。建筑垃圾有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,人們要合理地處理和利用。如何建立一套從建筑材料到建筑垃圾,再到形成可利用建筑材料的循環(huán)體系,通過工藝處理,完善上下游產(chǎn)業(yè)形式,是實(shí)現(xiàn)建筑垃圾資源化的根本。
如何將已知廢棄建筑垃圾進(jìn)行有效分類,并對建筑垃圾含量進(jìn)行精準(zhǔn)分析和精細(xì)化處理,是當(dāng)前解決建筑垃圾資源化利用的關(guān)鍵。目前,各工程類院校及研究所展開了深入的研究,通過大量試驗(yàn)得到了可靠的數(shù)據(jù)。例如,建筑垃圾可利用物質(zhì)的含量、分類方法的總結(jié)以及回收利用的工序工法研究,取得了可喜的成績,針對這些成果,如何在生產(chǎn)中進(jìn)行工程化應(yīng)用和驗(yàn)證,是人們需要討論的課題??傊?,現(xiàn)如今建筑垃圾的資源化利用已經(jīng)形成了一個完整的方法體系和理論支撐體系,建筑垃圾資源化已經(jīng)具備良好的可行性,尤其是隨著施工工程信息化實(shí)施模式的迅速升級,建筑垃圾的有效管理、回收處理以及溯源都得到了解決。
根據(jù)工程施工過程中建筑垃圾產(chǎn)生的環(huán)節(jié),建筑垃圾主要包括施工各個階段產(chǎn)生的砂漿、混凝土、磚石以及鋼筋混凝土樁頭、廢金屬、木料、包裝材料等廢料,各種物質(zhì)的含量和利用價(jià)值是本文研究的主要內(nèi)容。
建筑施工過程中產(chǎn)生了大量的固體廢棄物,若不加以利用就會成為垃圾。成分分析表明,其主要包含砂漿、混凝土、磚石以及鋼筋混凝凝土樁頭、廢金屬、木料、包裝材料等,大約占垃圾總量的80%。這是一部分很可觀的可回收資源,如果有效處理能夠大大減少資源的浪費(fèi),形成經(jīng)濟(jì)效益。
相對于施工產(chǎn)生的垃圾,裝修垃圾就要復(fù)雜一些,而且很多是有毒有害的物質(zhì),不能直接回收處理。裝修垃圾包含木料、包裝物、鋼材、玻璃和塑料等資源,其大約占總垃圾含量的30%,如果能有效加以利用,這也是一部分可觀的可回收資源。
建筑拆除過程產(chǎn)生了大量的固體廢棄物,其中含有80%的可回收資源,回收價(jià)值大,但是回收難度也大。表1為建筑垃圾各成分含量。
隨著建筑施工水平的不斷提高,建筑垃圾成分也發(fā)生變化,以后主要可以回收利用的資源為混凝土。
建筑垃圾的分類依據(jù)很多,如建筑成分、材料屬性等。各類建筑垃圾的分類標(biāo)準(zhǔn)及用途如表2所示。
表1 建筑垃圾分類、組成比例及產(chǎn)生量
表2 各類建筑垃圾的分類標(biāo)準(zhǔn)及用途
預(yù)處理可以初步地將建筑垃圾進(jìn)行分類篩選,然后選擇可回收利用的部分有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品化加工處理,然后達(dá)到資源化回收利用的目的。圖1反映了建筑垃圾資源化處理的循環(huán)體系。
圖1 建筑垃圾資源化過程
通過初步篩選,可以將建筑垃圾分為砂漿、混凝土、磚石、廢金屬、木料、包裝材料等,這些材料有的可以直接回收利用,有的經(jīng)過初步分選后,可以采取粉碎的方法制成添加劑或回填物。無論通過什么方式使之形成可利用的資源,都需要在產(chǎn)品化過程中對投入和產(chǎn)出進(jìn)行研究,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的正增長,否則就失去了資源化利用的意義。
初選后建筑垃圾得到比較合理的分類,這時(shí)就要根據(jù)其成分和利用價(jià)值進(jìn)行精細(xì)化分揀。參照表2的分類及用途標(biāo)準(zhǔn),人們可以有效提升垃圾回收利用率,實(shí)現(xiàn)高效回收。許多建筑垃圾沒有得到合理分類,造成資源浪費(fèi),所以垃圾分類也是一個重要的環(huán)節(jié),值得深入研究。
垃圾分揀完成就可以直接送到相應(yīng)的產(chǎn)品加工工廠進(jìn)行再加工,通過既定的工藝標(biāo)準(zhǔn),完成建筑垃圾到建筑建材的轉(zhuǎn)變,最終形成資源循環(huán)利用,產(chǎn)生實(shí)際價(jià)值。目前做得很好的再加工有金屬、混凝土、包裝材料等資源的循環(huán)利用加工,每年形成10億元規(guī)模的市場,反映了建筑垃圾資源化的切實(shí)價(jià)值。
有價(jià)值的建筑垃圾用途十分廣泛,可以分離成單組分使用,也可以混合使用。成分不同,其利用方式和形成的產(chǎn)品也是不同的。
2.2.1 舊木材、木屑的資源化利用
舊木材、木屑作為比較常見的建筑垃圾,可以直接作為木料繼續(xù)使用,也可以改進(jìn)加工做成復(fù)合板材,或者將碎木、鋸末等運(yùn)用到燃料堆肥原料廠和侵蝕防護(hù)工程中,達(dá)到物盡其用的目的。
2.2.2 舊磚、瓦的再利用
建筑拆除產(chǎn)生的磚塊,可以重新處理燒制免燒磚,可以做成鋪路基礎(chǔ)工程的水穩(wěn)骨料,甚至重新加工燒制空心磚、做水泥原料等。這已經(jīng)有比較成熟的應(yīng)用配方,例如,將碎磚加工成多排孔輕質(zhì)砌塊的有效配方:水泥8%~18%;建筑垃圾(碎磚、瓦)50%~85%;輔助材料10%~20%。產(chǎn)品質(zhì)量符合《輕集料混凝土小型空心砌塊》(GB/T 15229—2011)的要求。
2.2.3 舊瀝青的資源化利用
瀝青材料完成分選分離后可以循環(huán)利用,制成用于鋪筑路面面層或基層的材料。
2.2.4 舊混凝土的資源化利用
混凝土作為建筑垃圾的重要組成部分,也是回收利用價(jià)值較大的組分,具有相當(dāng)大的利用價(jià)值,前面提到混凝土可以粉碎成為粉末,作為各類添加劑的成分,也可以作為填充物使用。目前,舊混凝土的回收利用研究已經(jīng)比較成熟。其主要用于生產(chǎn)再生混凝土和再生水泥。
混凝土的回收利用可以大大節(jié)省資源,如石灰石、天然石子以及鐵粉資源,還可以通過資源的重復(fù)利用減少煤炭燃燒,但是需要花費(fèi)人力進(jìn)行分揀,以除去其中的雜物。所以,工程信息化的深入應(yīng)用能夠提升管理效率,同時(shí)降低資源回收處理的難度,資源的再利用將越來越有價(jià)值。
建筑垃圾中細(xì)粉料進(jìn)一步細(xì)分利用,可以提高再生回收材料的價(jià)值和資源綜合利用效率。如果不對細(xì)粉料加以處理利用,建筑垃圾的再利用效率會降低,而且對環(huán)境造成污染。所以,細(xì)粉料是建筑垃圾資源化利用的重要組成部分。通過研究廢棄混凝土磨細(xì)礦物摻料、廢棄碎磚磨細(xì)礦物摻料的成分和不同細(xì)度時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)稠度等相關(guān)物理性能,筆者發(fā)現(xiàn),在水泥中摻入適量及一定細(xì)度的細(xì)粉料可以提高水泥性能。
有學(xué)者對建筑垃圾進(jìn)行了成分分析,發(fā)現(xiàn)混凝土屬硅酸鹽類,主要成分為硅酸鹽、碳酸鹽混合物,建筑廢棄混凝土磨細(xì)粉中碳酸鈣、水泥凝膠和未水化水泥顆粒分別具有形成水化碳鋁酸鈣與水化碳硅酸鈣作為水泥水化晶胚和繼續(xù)水化形成凝膠產(chǎn)物的能力,這是混凝土細(xì)粉料被繼續(xù)利用的基礎(chǔ)與價(jià)值,并指出建筑垃圾的化學(xué)成分正是制作非蒸養(yǎng)(免燒)建筑垃圾墻體材料的好原料。
隨著人類社會的不斷進(jìn)步,社會建設(shè)越來越完善,建筑垃圾正以指數(shù)級增長。如果不對建筑垃圾進(jìn)行處理,甚至可能影響人們的生活環(huán)境;如果通過正確的方法加以利用,變廢為寶,不僅能夠產(chǎn)生巨大價(jià)值,還能改善生存環(huán)境。通過分析施工、裝修、拆除過程中產(chǎn)生的廢棄固定物,可回收和利用的成分占比都非常高,只要做好合理的分類和分揀,可以實(shí)現(xiàn)資源化利用,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
目前主要遇到的困難還很多,比如,回收機(jī)制、政策引導(dǎo)、處理設(shè)備和方法都還在處于不斷探索階段,面對擺在眼前的金山銀山,如何實(shí)現(xiàn)合理高效的利用,還需要引入更多新技術(shù)、新理念。隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)劃不斷推進(jìn),施工工程信息化實(shí)施模式也在迅速升級,逐步將諸如BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)和移動技術(shù)等更多的軟硬件技術(shù)應(yīng)用到施工工程現(xiàn)場管理,將很大程度提升物料管理、分類回收的可行性。建筑垃圾的資源化利用前景廣闊。