揚(yáng)州市建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀研究

蔣業(yè)浩，吳書安，姜艷艷

(揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225009)

建筑垃圾是指建設(shè)、施工單位或個(gè)人對(duì)各類建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等進(jìn)行建設(shè)、鋪設(shè)或拆除、修繕過(guò)程中所產(chǎn)生的渣土、棄土、棄料、余泥及其他廢棄物［1］。目前，我國(guó)是世界上產(chǎn)生建筑垃圾最多的國(guó)家。揚(yáng)州市自2001 年起，進(jìn)行了大規(guī)模的市政道路改造和城市建設(shè)工作，據(jù)有關(guān)部門粗略統(tǒng)計(jì)，市區(qū)年產(chǎn)生建筑垃圾在100 萬(wàn)噸以上，累計(jì)總量在1500 萬(wàn)噸以上。為了建設(shè)生活富裕、生態(tài)良好的社會(huì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展，揚(yáng)州市積極開展了建筑垃圾資源化處理，取得一定的成績(jī)。

1 國(guó)內(nèi)建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀

陳家瓏對(duì)全國(guó)的建筑垃圾資源化處理情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，北京、上海、天津等20 多個(gè)省市開展了該項(xiàng)工作。邯鄲、深圳、許昌等城市開展較早［1-3］。主要是將建筑垃圾制備再生骨料、再生骨料水泥穩(wěn)定碎石、再生混凝土、再生墻體材料及土方回填等。目前全國(guó)建成并具備年生產(chǎn)能力在100 萬(wàn)噸以上的生產(chǎn)線約有20 條左右，但由于原料供應(yīng)得不到保證、處置成本較高、產(chǎn)品應(yīng)用渠道不暢等問(wèn)題，生產(chǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，有些企業(yè)處于停滯或半停滯狀態(tài)，只從事建筑垃圾處置的企業(yè)基本不能盈利［1］。由于各個(gè)城市的建筑垃圾來(lái)源不同，政府相關(guān)政策和支持力度不同，建筑垃圾資源化處理仍處于摸索階段。

2 揚(yáng)州市建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀

2.1 建筑垃圾的來(lái)源與政策法規(guī)

2.1.1 建筑垃圾主要來(lái)源及成分

揚(yáng)州市建筑垃圾主要來(lái)源分為:一是市政道路改造與新建。自2001 年起，揚(yáng)州開始了主要市政道路的改造工作，主要產(chǎn)生大量的廢棄混凝土和二灰結(jié)石碎渣土;二是舊城改造過(guò)程中廢舊房屋拆除。拆遷的民用房屋大多數(shù)是在上世紀(jì)70年代以前建設(shè)的，以多層磚混結(jié)構(gòu)為主，少數(shù)建筑是混凝土框架結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土、廢磚瓦、廢砂漿、渣土等。大批工業(yè)廠房被搬出市區(qū)，拆除的廠房以混凝土為主，建筑垃圾主要包含廢棄混凝土，廢鋼筋等;三是新建房屋施工。新建房屋施工過(guò)程中，產(chǎn)生大量建筑垃圾，除了鋼筋進(jìn)行回收以外，混凝土碎樁頭，廢棄墻體材料、廢舊木模板、渣土等主要是亂丟亂放;四是建筑裝修垃圾。初次裝修和再次裝修的建筑垃圾略有不同，主要包括廢棄磚塊，廢砂漿、廢棄石膏板、廢木材、廢棄瓷磚、廢玻璃等，并且每年都有產(chǎn)生，數(shù)量很多。總體來(lái)講，揚(yáng)州市建筑垃圾中廢棄混凝土、廢磚瓦、廢砂漿、渣土、廢木材等所占比例較高。

2.1.2 政府法規(guī)政策舉措

2004 年，揚(yáng)州市針對(duì)建筑垃圾專門出臺(tái)了《揚(yáng)州市市區(qū)城市建筑垃圾和工程渣土管理辦法》，對(duì)市區(qū)范圍內(nèi)建筑垃圾排放、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、回填等進(jìn)行了規(guī)定，標(biāo)志著揚(yáng)州市開始從制度層面實(shí)施建筑垃圾管理。但該辦法主要側(cè)重于市容環(huán)衛(wèi)治理，而不是建筑垃圾資源化再生利用。2012年實(shí)施了《揚(yáng)州市市區(qū)建筑垃圾管理辦法》，該辦法開始重視建筑垃圾再生利用，對(duì)建筑垃圾處理企業(yè)提出了明確的條件和要求，包括硬件條件和技術(shù)條件等，特別強(qiáng)調(diào)了建筑垃圾處理企業(yè)應(yīng)具有建筑垃圾分類處置的方案和對(duì)廢混凝土、金屬、木材等回收利用的方案。2013 年揚(yáng)州市城管局對(duì)建筑垃圾處理特許經(jīng)營(yíng)權(quán)項(xiàng)目公開招標(biāo)，設(shè)定特許經(jīng)營(yíng)權(quán)授予期(不含建設(shè)期)一次為五年，到期后由城管局組織相關(guān)部門對(duì)其經(jīng)營(yíng)情況進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估合格后方可繼續(xù)擁有特許經(jīng)營(yíng)權(quán)。

2.2 學(xué)校對(duì)建筑垃圾資源化處理研究

建筑垃圾中的廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬，經(jīng)分揀、集中、重新回爐后，再加工制造成了各種規(guī)格的鋼材;廢竹木材用于制造人造木材或者焚燒等;廢塑料進(jìn)行再生利用。建筑垃圾中主要部分包括碎磚、廢棄砂漿、廢棄混凝土、樁頭、渣土等是以丟棄為主，部分成分用作回填基坑的材料予以處理，建筑垃圾資源化再生利用率極低，并且存在一定的隱患，容易造成地基不均勻沉降，有毒有害物質(zhì)污染地下水等。揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)近年來(lái)一直致力于建筑垃圾再生利用研究工作，于2010 年1 月經(jīng)揚(yáng)州市科技局批準(zhǔn)設(shè)立揚(yáng)州建筑新材料及其應(yīng)用技術(shù)研發(fā)平臺(tái);2010 年10 月，經(jīng)省教育廳批準(zhǔn)設(shè)立江蘇省建筑新材料、新技術(shù)研究開發(fā)中心。進(jìn)行了再生混凝土制品、新型節(jié)能保溫材料及新型墻體材料的研發(fā)。對(duì)混凝土骨料再生設(shè)備及工藝進(jìn)行改造，大幅提高廢棄混凝土骨料的回收率［4］。研究團(tuán)隊(duì)從原材料、配合比、成型、施工等方面對(duì)再生混凝土路面磚進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究，再生骨料取代率50%的路面磚性能符合《混凝土路面磚》(JC/T446—2000)合格品要求［5］。

2.3 企業(yè)對(duì)建筑垃圾處理舉措

建筑垃圾資源化再生利用逐漸成為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，不少企業(yè)已經(jīng)將該項(xiàng)目作為未來(lái)發(fā)展的重要方向。目前揚(yáng)州市規(guī)模最大的企業(yè)當(dāng)屬揚(yáng)州惠民再生資源有限公司。該企業(yè)自2008 年開始，廣泛調(diào)研建筑垃圾資源化再生利用項(xiàng)目，于2013 年通過(guò)投標(biāo)方式獲得揚(yáng)州市建筑垃圾處理特許經(jīng)營(yíng)權(quán)。截至2014 年初，已經(jīng)投資5000 萬(wàn)元，征地31.73 畝，租用場(chǎng)地30 畝，運(yùn)輸車輛54 臺(tái)，建成建筑垃圾處理線1 條，其處理建筑垃圾能力100 萬(wàn)噸/年。建成再生混凝土生產(chǎn)線2 條，再生干粉砂漿、再生水穩(wěn)材料和再生磚生產(chǎn)線各1 條。預(yù)計(jì)年生產(chǎn)再生混凝土40 萬(wàn)方，再生磚3870 萬(wàn)塊，再生干粉砂漿35萬(wàn)噸，再生水穩(wěn)材料40 萬(wàn)噸。除此之外，還有一些規(guī)模較小的企業(yè)，主要將建筑垃圾制磚，用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)之中。江蘇新能源置業(yè)集團(tuán)、農(nóng)工商房地產(chǎn)(集團(tuán))股份有限公司等企業(yè)也在調(diào)研建筑垃圾資源化再生利用項(xiàng)目，希望推動(dòng)實(shí)際工程應(yīng)用。總之，越來(lái)越多的企業(yè)開始關(guān)注和參與建筑垃圾資源化利用項(xiàng)目，促進(jìn)了該項(xiàng)目的發(fā)展。

2.3.1 建筑垃圾再生骨料生產(chǎn)工藝流程

揚(yáng)州惠民再生資源有限公司在進(jìn)行建筑垃圾處理時(shí)，采用固定式破碎-磁選-篩分設(shè)備生產(chǎn)工藝，處理能力為每小時(shí)400 噸左右。再生骨料生產(chǎn)工藝流程具體為:采用機(jī)械破碎方式將建筑垃圾中大塊廢棄混凝土塊破碎成粒徑小于等于500mm 的物料;用鏟車將其送至下料口;通過(guò)振動(dòng)給料機(jī)均勻的輸送至顎式破碎機(jī)(振動(dòng)給料機(jī)底部設(shè)計(jì)有篩條裝置，在輸送物料時(shí)自動(dòng)的把物料中的小塊渣土和粉塵等雜物與物料分離取出);物料破碎后進(jìn)入輸送皮帶，在其上方設(shè)置除鐵器進(jìn)行清除磁性物質(zhì)(如鋼筋)，顎式破碎機(jī)和水平輸送帶結(jié)合部設(shè)計(jì)有尖銳硬性物料(鋼筋等)阻斷裝置，保護(hù)皮帶不被損壞;輸送帶將物料送進(jìn)振動(dòng)篩進(jìn)行物料分級(jí)篩選，得到0 -5mm 細(xì)骨料，5 -15mm 粗骨料，15 -30mm 粗骨料;不符合成品規(guī)格物料，經(jīng)回料皮帶輸送機(jī)送入反擊式破碎機(jī)進(jìn)行二級(jí)破碎，然后經(jīng)輸送帶重新送至振動(dòng)篩。

2.3.2 再生骨料工程應(yīng)用

所制再生粗骨料表面部分附著水泥砂漿，顆粒棱角較多、表面粗糙，顏色發(fā)白。再生粗骨料基本性能符合《混凝土用再生粗骨料》［6］相關(guān)技術(shù)要求，詳見表1。在暫時(shí)不能應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)情況下，可用于道路基層水泥穩(wěn)定碎石、廠區(qū)內(nèi)道路路面混凝土、房屋基礎(chǔ)墊層混凝土等，提高其利用率和利用程度。

表1 再生粗骨料基本性能

應(yīng)用一:再生骨料水泥穩(wěn)定碎石

揚(yáng)州市三星路某路段基層，長(zhǎng)1.6 千米，寬15 米，使用了再生骨料水泥穩(wěn)定碎石。再生骨料取代率30%，天然碎石來(lái)自安徽全椒采石廠，砂為江西產(chǎn)中砂，水泥采用鎮(zhèn)江北固集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的P. C32.5 緩凝水泥，拌合水為飲用自來(lái)水。骨料級(jí)配為粒徑(9.5mm -31.5mm):粒徑(4.75mm-9.5mm):粒徑(0 -2.36mm)=29∶38∶33。通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)，5%水泥劑量時(shí)，再生骨料水泥穩(wěn)定碎石最佳含水量為6.3%，最大干密度為2.376g/m3，水泥穩(wěn)定碎石用再生粗骨料基本性能見表1，7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 再生骨料水泥穩(wěn)定碎石7 天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 034—2000)，二級(jí)和二級(jí)以下公路水泥穩(wěn)定基層材料的7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到2.5 ～3.0MPa以上，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合該規(guī)范要求。

應(yīng)用二:再生骨料混凝土

揚(yáng)州惠民再生資源有限公司廠區(qū)內(nèi)所有道路均為再生混凝土路面，混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)為C30，水泥等級(jí)為揚(yáng)州亞?wèn)|水泥有限公司生產(chǎn)的42.5R 等級(jí)的普通硅酸鹽水泥。拌合水為地下水。砂為江西(中砂)，石子產(chǎn)地安徽，二級(jí)配(碎石16 -31.5mm 單粒級(jí)級(jí)配，瓜子片5 -16mm 連續(xù)級(jí)級(jí)配)，再生骨料替代率50%。粉煤灰:揚(yáng)州二電廠(等級(jí)為II 級(jí))，高效減水劑:(南京蘇博特JM-10，減水率:20%)。其28 天強(qiáng)度及配合比見表3。再生混凝土試樣取自HZS180 攪拌站生產(chǎn)的混凝土。

表3 C30 再生混凝土28 天強(qiáng)度及配合比

該廠區(qū)內(nèi)道路，兩年多來(lái)，經(jīng)混凝土運(yùn)輸車、渣土車等反復(fù)壓行，路面狀況良好。因此再生混凝土可以現(xiàn)在廠區(qū)道路上推廣應(yīng)用。另外將再生混凝土用在房屋基礎(chǔ)墊層部位也是比較可行的。

3 結(jié)論及建議

進(jìn)行建筑垃圾資源化再生利用，采用固定式破碎-磁選-篩分設(shè)備生產(chǎn)再生骨料，基本性能符合《混凝土用再生粗骨料》相關(guān)技術(shù)要求，可以用于道路基層水泥穩(wěn)定碎石、廠區(qū)內(nèi)道路路面混凝土、房屋基礎(chǔ)墊層混凝土、再生骨料混凝土路面磚等。

建筑垃圾再生骨料性能與建筑垃圾的來(lái)源和成分有很大的關(guān)系，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑垃圾源頭分類收集工作，以提高建筑垃圾利用率和利用程度。根據(jù)實(shí)際情況制定切實(shí)可行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)建筑垃圾再生利用工作開展。

揚(yáng)州市出現(xiàn)了一些不具備條件的企業(yè)也參與了建筑垃圾處理項(xiàng)目，造成的后果是建筑垃圾利用率低，再生產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，環(huán)境二次污染。建議政府根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ鴶?shù)量情況，合理控制建筑垃圾處理特許經(jīng)營(yíng)權(quán)的企業(yè)數(shù)量，加強(qiáng)監(jiān)督，避免出現(xiàn)以建筑垃圾處理為名，使用天然資源冒充再生資源的不良現(xiàn)象，同時(shí)確保具有資質(zhì)的企業(yè)生產(chǎn)所需原料得到保證，扶持企業(yè)良性發(fā)展。

［1］ 陳家瓏.我國(guó)建筑垃圾資源化利用現(xiàn)狀與建議［J］.建設(shè)科技，2014(1):9 -12.

［2］ 郭昊，李英子.北京市建筑垃圾資源化研究［J］. 經(jīng)濟(jì)師，2014(1):21 -22.

［3］ 王景建.邯鄲市建筑垃圾管理與資源化利用［J］.建設(shè)科技，2014(1):13 -15.

［4］ 周軍，王欣，朱平華，等.混凝土骨料再生設(shè)備及工藝研究［J］.混凝土，2008(1):125 -127.

［5］ 蒯青，朱平華，唐慧，等.再生混凝土路面磚制備方法研究［J］.混凝土，2010(10):129 -132.

［6］ 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB/T25177 -2010，混凝土用再生粗骨料［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.