建筑垃圾中無污染的無機材料一般占90％以上，具有化學和物理性質穩(wěn)定的特點，經(jīng)過處理后是一種很好的再生建筑材料。我國每年由建筑業(yè)產(chǎn)生的廢棄混凝土達7000萬t，再考慮到混凝土生產(chǎn)過程中的廢棄混凝土量（約5000萬t），則我國總的廢棄混凝土量將達12000萬t以上[1]。隨著我國經(jīng)濟建設步伐的進一步加快，廢棄混凝土的總量還將增多，如此巨量的廢棄混凝土，如不進行合理處置，將會引發(fā)極大的環(huán)境和經(jīng)濟問題。同時，我國資源短缺問題日益嚴重，優(yōu)質的天然骨料（如河砂、卵石、碎石等）在有些地區(qū)已趨枯竭，許多地方大規(guī)模開山采石，自然景觀和生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，嚴重背離了我國經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[2]。因此，將廢棄的建筑垃圾經(jīng)加工來制備新型墻體材料代替目前傳統(tǒng)的燒結黏土磚，既達到減少生態(tài)資源破壞的目的，又達到建筑垃圾資源化循環(huán)利用、減少環(huán)境污染的目的，具有良好的社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益[3]。然而，我國的建筑垃圾資源化相關工作相對滯后，建筑垃圾資源化水平較低，建筑垃圾資源化率不足5％，而歐盟國家資源化率超過90％，韓國、日本資源化率已經(jīng)達到97％，再生資源產(chǎn)業(yè)正在成為具有廣闊前景的新興產(chǎn)業(yè)[4]。由此可見，我國的建筑垃圾循環(huán)利用推廣應用潛力巨大。本文結合國內(nèi)外研究成果，從以下6個方面進行綜合闡述。

1政策法規(guī)方面

我國1992年制定了《城市市容和環(huán)境衛(wèi)生管理條例》，1995年制定了《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》和《城市固體垃圾處理法》。2005年建設部頒布的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》明確指出：“國家鼓勵建筑垃圾綜合利用，鼓勵建設單位、施工單位優(yōu)先采用建筑垃圾綜合利用產(chǎn)品”。但這些政策法規(guī)都相對零散，缺乏整體性，未形成一個完善的體系，應盡快建立配套的政策法規(guī)體系[5]。同時，政府職能部門應從政策和財政上鼓勵、資助利用建筑垃圾建材的研究開發(fā)，同時按照市場化的物價標準向建筑垃圾排放單位收取垃圾處理費，提高全社會建筑垃圾資源化的積極性。

發(fā)達國家在建筑垃圾的再生立法方面起步較早[6-7]。美國在建筑垃圾資源化領域起步較早，在政策法規(guī)和實際應用方面均形成了一套符合自身情況的體系。1980年制定了《超級基金法》，1965年制定的《固體廢棄物處理法》經(jīng)過多次修訂，完善了包括信息公開、報告、資源再生、再生示范、科技發(fā)展、循環(huán)標準、經(jīng)濟刺激與使用優(yōu)先、職業(yè)保護、公民訴訟等固體廢物循環(huán)利用的法律制度。德國1978年“藍色天使”計劃后制定了《廢物處理法》等。1994年制定了在世界上有廣泛影響的《循環(huán)經(jīng)濟和廢物清除法》，1999年制定了《垃圾法》和《聯(lián)邦水土保持與舊廢棄法令》，2001年制定了《社區(qū)垃圾合乎環(huán)保放置及垃圾處理場令》，2002年制定了包括推進循環(huán)經(jīng)濟在內(nèi)的《持續(xù)推動生態(tài)稅改革法》等。日本先后出臺了《推進建筑副產(chǎn)物正確處理綱要》、《建筑廢棄物對策行動計劃》等10多部與建筑垃圾資源化利用相關的法律、法規(guī)和制度。這些發(fā)達國家在建筑垃圾資源化領域配備了較為完善可行的政策法規(guī)體系，切實有效地保障了建筑垃圾資源化工作的順利進行。

2建立建筑垃圾的資源化處理方式

由于建筑工地很少對建筑垃圾分類，加之摻雜生活垃圾，將建筑垃圾進行分類處理是建筑垃圾再資源化的一個難度較大的關鍵技術。王武祥[8]指出當前建筑垃圾的再生加工廠有3類：（1）只能分離鋼筋和其它金屬材料，通常用于道路重建和再生工程；（2）在第一類再生工廠基礎上，破碎之前使用機械或手工方法除去大塊雜質（包括金屬、木材、硬質纖維板、塑料、涂層和各種不同類型的屋面材料），破碎、篩分之后采用干法或濕法凈化破碎產(chǎn)品，該工藝流程適用于含有少量雜質的情況，再生產(chǎn)品質量較高；（3）所有建筑垃圾均在再生工廠內(nèi)加工處理，然后全部變成原料或成品。王秋玲和馬保國[9]建議在建筑物拆舊施工時就采用選擇性拆除、選擇性回收措施，為各種廢物的再加工創(chuàng)造條件。李南和李湘洲[10]介紹了日本比較成熟的建筑垃圾處理技術，其生產(chǎn)流程見圖1。

圖1日本建筑垃圾細分機械流程

3建立應用于新型墻材建筑垃圾的可用標準

建筑垃圾含有對混凝土有害的成分，甚至有毒成分，需處理后才能制備新型墻材。王武祥[8]指出：再生混凝土骨料中如含有體積比占7％的石灰膏、5％的黏土、4％的木材、3％的石膏、2％的瀝青或0.2％的醋酸乙烯基油漆，將引起再生骨料混凝土抗壓強度下降15％。某些微量雜質會影響再生骨料混凝土的耐久性，必須加以控制：（1）瀝青會顯著降低再生骨料混凝土強度；（2）石膏會產(chǎn)生硫酸鹽膨脹的有害影響，在再生骨料標準規(guī)范中應增加對石膏含量的嚴格限制。如果使用可能含有石膏的再生骨料，建議規(guī)定僅適用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥混凝土；（3）木材、紡織纖維、紙、接縫膏以及其它的聚合物等有機物質不利于混凝土抗干濕循環(huán)或凍融循環(huán)，應增加對有機物質含量的嚴格限制；（4）氯化物會導致鋼筋嚴重銹蝕，應該嚴格限制再生骨料中氯化物含量，建議最好不要用于鋼筋混凝土制品；（5）破碎的廢混凝土塊體通常在邊際含有機質或黏土等雜質，應限制其含量;（6）當含有鋼筋的再生骨料處于再生骨料混凝土表面時，可能會因生銹引起混凝土表面破損或變形（特別在有氯鹽存在時）；鋅塊或鋁塊在新拌混凝土中也許會因發(fā)生化學反應釋放氫氣而影響混凝土質量，必須去除；（7）玻璃可能會參加堿骨料反應，因此要嚴格控制；（8）針對配制混凝土強度等級，對再生骨料中不同密度和強度集料控制，比如廢磚或輕混凝土，不能配制較高強度等級的混凝土，特別應嚴格控制如方鎂石耐火磚的含量；（9）塑化劑、引氣劑和緩凝劑的用量不超過生產(chǎn)廠家推薦劑量，對混凝土的坍落度、含氣量、凝結時間、抗壓強度等就沒有顯著影響，在再生骨料的標準規(guī)范中沒有必要將這些外加劑歸為雜質。這些只是針對再生集料研究得出的結果，可借鑒作為建筑垃圾回收的參考標準。

4高品質再生骨料的制備

馬保國等[11]得出以下結論：粒徑大于20mm的可作為再生骨料直接用于配制C40以下的混凝土，或采用高強化處理制備C60等級的高強高性能混凝土，粒徑在5～20mm的可代替砂子，而粒徑小于5mm的建筑垃圾粉料經(jīng)合理的活化處理可用于替代膠凝材料制備新型承重墻體材料。

王武祥[8]對實驗室用顎式破碎機破碎的再生混凝土骨料與天然骨料進行了性能對比：（1）隨顆粒粒度降低，再生混凝土骨料表面所粘附的砂漿體積含量明顯增加；（2）再生混凝土骨料的密度比天然骨料低5%～10%；（3）再生混凝土骨料吸水率一般為5%～10%，隨顆粒粒度降低，吸水率顯著提高。用顎式破碎機將2個拆除現(xiàn)場的廢磚進行破碎的廢燒結磚瓦再生原料，研究表明：（1）當廢磚再生原料粒徑控制在20mm以下時，10.0～20.0mm內(nèi)的廢磚再生原料片狀顆粒含量較大，用其生產(chǎn)的混凝土制品強度偏低；（2）粒徑在5.0～20.0mm內(nèi)的再生原料，雖然堆積密度小于1100kg/m3，但筒壓強度大大低于GB/T17431.1—1998《輕集料及其試驗方法第l部分：輕集料》的標準要求（4.0MPa），粒型系數(shù)也不滿足標準要求，只能用于生產(chǎn)非承重混凝土砌塊；（3）廢磚再生混凝土骨料吸水率較高，在制備混凝土砌塊時，必須重視再生骨料的高吸水率問題。由于生產(chǎn)再生混凝土骨料的建筑垃圾來源復雜、特殊，性能不同于天然粗骨料，JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》和GB/T14685—2001《建筑用卵石、碎石》不適用于再生混凝土骨料。目前再生產(chǎn)品國家標準及相應的應用技術規(guī)程正在編制之中，建議再生混凝土骨料的主要技術要求應包括顆粒級配、微粉含量和泥塊含量、吸水率、針片狀顆粒含量、有害物質含量、堅固性、壓碎指標、表觀密度、堆積密度、空隙率、堿骨料反應等。

陳瑩等[12]系統(tǒng)研究了再生骨料基本性質及其對混凝土性能的影響：再生骨料較天然花崗巖骨料密度小、空隙率大、吸水速率大及壓碎指標大，再生骨料將使新拌混凝土的流動性降低，但粘聚性和保水性較好，使硬化混凝土的抗壓強度略有降低。

楊偉軍等[13]研究了利用建筑垃圾中的廢棄混凝土和廢棄磚來制備再生骨料，系統(tǒng)研究了粗、細集料的表觀密度、吸水率、壓碎值等性能指標與廢棄磚含量的變化關系，得出了再生骨料的壓碎指標與吸水率，壓碎指標與表觀密度之間均成正比關系的結論，并得出再生骨料的吸水率與表觀密度度成正比的新的研究結論，與目前再生粗骨料的吸水率隨著表觀密度的降低而顯著增大的研究結果不同。

資料顯示[14]，最近20年，美國、日本、韓國等國和歐洲發(fā)達國家對廢棄混凝土的再利用研究主要集中在對再生骨料和再生混凝土基本性能的研究，包括物理性能、化學性能、力學性能、結構性能、工作性能和耐久性能等。研究成果表明再生混凝土基本能滿足普通混凝土的性能要求，其應用于工程結構是可行的。

5建筑垃圾中細粉料的最大化利用

對0.2mm以下破碎顆粒細料進一步細分加以回收利用，提高再生新型墻體材料生產(chǎn)的附加值，提高建筑垃圾制備新型墻材的市場競爭力。毋雪梅等[15]指出，在再生骨料的生產(chǎn)過程中如果廢棄了粒徑小于2mm的富水泥漿顆粒，既使建筑垃圾再利用效率大大降低，又對環(huán)境造成二次污染。分析了廢棄混凝土磨細礦物摻料、廢棄碎磚磨細礦物摻料的化學成分和不同細度時標準稠度等相關物理性能，以及堿激發(fā)劑的摻入對其性能的影響，得出在水泥中摻入適量及一定細度廢棄混凝土磨細礦物摻料、廢棄碎磚磨細礦物摻料有利于其性能提高，或者至少是不降低水泥性能的結論。

馬保國等[16]得出了建筑垃圾中粒徑小于0.15mm的混凝土、磚混合粉料的化學成分和礦物成分，分別見表1和圖2，并將其作為制備建筑垃圾磚的膠凝材料。

表1建筑垃圾粉料的化學成分%

圖2建筑垃圾粉料的礦物成分

再生新型墻體材料混凝土制品制備技術的研究除研究建筑垃圾再生骨料對再生混凝土制品的強度等級、密度和耐久性以及體積穩(wěn)定性等性能的影響，還要研究膠凝材料種類和用量、外加劑、養(yǎng)護工藝制度對再生混凝土制品性能的影響。

陳勝利和李炳炎[17]對建筑垃圾進行了成分分析，指出混凝土屬硅酸鹽類，所含成分為硅酸鹽、碳酸鹽混合物，廢棄混凝土磨細粉中CaCO3、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，廢棄混凝土在本質上存在被繼續(xù)利用的基礎與價值。砌筑磚屬黏土類，所含成分為硅、鋁酸鹽混合物，并得出了廢混凝土、廢磚與某水泥化學成分的對比（見表2），并指出建筑垃圾的化學成分正是制作非蒸養(yǎng)（免燒）建筑垃圾墻體材料的好原料。

表2水泥、廢混凝土和廢磚的化學成分%

王武祥[8]的研究表明，中國建筑材料科學研究總院利用廢混凝土再生原料、廢磚再生原料、廢混凝土與廢磚混合再生原料（各占50％）進行試驗研究。規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm單排孔標準砌塊，材料質量配合比為：3種建筑垃圾再生原料的最大粒度控制在10mm以內(nèi)，均占75％，強度等級為32.5級的普通硅酸鹽水泥占12％，粉煤灰占10％，增強劑適量。使用廢混凝土再生原料制備的混凝土砌塊，強度等級達到MU10；使用廢磚或廢混凝土與廢磚混合再生原料制備的混凝土砌塊，強度等級都達到MU7.5，3種建筑垃圾混凝土砌塊的吸水率、抗凍性和軟化系數(shù)均能滿足GB15229—2002《輕集料混凝土小型空心砌塊》要求。利用建筑垃圾再生原料制備再生混凝土砌塊應注意：（1）由于再生原料本身具有極大的吸水率，在制備再生混凝土混合料時應采取適當措施對再生原料（骨料）進行預潤濕處理，防止因再生原料“爭搶”水泥的水化用水，影響產(chǎn)品物理力學強度和耐久性；（2）對再生原料必須進行充分的均化處理，以保證再生混凝土砌塊的質量穩(wěn)定性和均勻性；（3）再生混凝土砌塊的吸水率相對較高，在出廠和上墻前必須嚴格控制其相對含水率，以達到防止墻體開裂的目的。馬保國[16]的研究結果表明：采用建筑垃圾中粒徑小于0.15mm的混凝土、磚混合粉料作為膠凝材料，粒徑為0.1～0.5mm的廢磚和混凝土再生骨料作為制磚的細骨料（其化學成分見表3），在合理的配料和養(yǎng)護工藝條件下，采用建筑垃圾粉料可完全取代水泥、石灰等膠凝材料，而再生骨料可全部取代砂；其中建筑垃圾粉料、再生骨料總用量可達到70％～80％，固體廢棄物總用量達95％，制備的墻體磚強度達MU15級。

表3再生細骨料的化學成分%

萬瑩瑩[18]在研究建筑垃圾制備蒸壓粉煤灰磚后建筑垃圾蒸壓粉煤灰磚的各項性能指標均達到MU10。梁洪波[19]研究了建筑垃圾的制磚工藝及其效益分析，指出建筑垃圾磚的產(chǎn)品性能取決于原料的特性和成型的機械，該產(chǎn)品經(jīng)國家墻體屋面材料質檢中心檢測，其多孔磚和標準磚符合JC943—2004《混凝土多孔磚》要求，而且沒有放射性。張孟雄和薛奇峰[20]通過用建筑垃圾制磚的研究，得出其產(chǎn)品絕大部分性能指標與傳統(tǒng)黏土實心磚接近，強度指標優(yōu)于黏土磚，可以替代黏土磚作為承重墻體材料，但在房屋設計與施工應用中應采取適當措施（主要針對建筑垃圾磚在導熱性能、自重、收縮性能存在一些缺點）的結論。常慶芬[21]對建筑垃圾磚和混凝土空心砌塊進行了對比研究，指出了混凝土空心砌塊在使用過程中存在墻體開裂的問題，墻體開裂會帶來一系列的質量隱患，如墻體滲漏、墻皮脫落、影響使用、危及安全及影響美觀等。建筑垃圾磚的導熱系數(shù)偏高、密度大、收縮大，易出現(xiàn)墻面抹灰層的空鼓、開裂現(xiàn)象。并相應提出了在設計環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)應該采取的措施建議。據(jù)悉，深圳華威建材的再生環(huán)保產(chǎn)品經(jīng)深圳市建筑科學研究院檢測合格，已取得深圳市新技術推廣中心頒發(fā)的《推廣證書》，并入選市發(fā)改委、建設局聯(lián)合發(fā)布的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品（技術）推廣導向目錄，成為政府鼓勵優(yōu)先采用的產(chǎn)品。

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（總建筑面積13萬m2，均為剪力墻或框剪結構）的施工過程中，將結構施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾分揀、剔除并把有用的廢渣碎塊粉碎后，生產(chǎn)再生骨料，與普通砂按質量比為1:1混合作為細骨料，用于抹灰砂漿和砌筑砂漿，砂漿抗壓強度可達5MPa以上。共計回收利用建筑廢渣480t，節(jié)約砂子材料費1.44萬元和垃圾清運費3360元，扣除粉碎設備等購置費，凈收益1.24余萬元[7]。2006年，河北邯鄲32層金世紀商務中心所用的磚全部采用邯鄲市全有建筑垃圾制磚有限公司利用建筑垃圾生產(chǎn)的環(huán)保磚，該工程不僅是邯鄲市的標志性建筑，也是我國建筑垃圾綜合利用的里程碑。

7結論與展望

縱觀國內(nèi)外建筑垃圾應用于新型墻材的研究動態(tài)，相關的政策法規(guī)對于引導和激勵建筑垃圾的再生利用極其重要。建筑垃圾的分類處理生產(chǎn)設備投入大，工藝技術復雜，是關鍵的環(huán)節(jié)。建立應用于新型墻材產(chǎn)品可用建筑垃圾的回收標準對于制備新型墻材產(chǎn)品提供了原材料質量保證。高品質再生骨料的制備是建筑垃圾再利用的研究重點，再生骨料具有較好的市場前景，是制備新型墻材較重要的技術。對建筑垃圾中細粉顆粒深加工來制備再生水泥、礦物摻合料等膠凝材料是提高建筑垃圾再利用附加值的重要途徑。建筑垃圾再生混凝土制品存在導熱系數(shù)大、密度高、收縮大等問題，一方面需在原材料質量、配合比、功能外加劑、成型工藝以及養(yǎng)護工藝等制備技術進行深入研究，另一方面需結合設計環(huán)節(jié)及施工環(huán)節(jié)進行改善，提高再生新型墻材的品質。建筑垃圾應用于新型墻材利廢、環(huán)保，具有很大的推廣價值和經(jīng)濟效益，有利于建筑材料的可持續(xù)發(fā)展。

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