建筑垃圾在市政工程中再利用的可行性分析

【摘要】本文從分析建筑垃圾的種類、力學(xué)特性、經(jīng)濟(jì)性及可持續(xù)性入手，探討建筑垃圾在市政建設(shè)工程利用的可行性。

【關(guān)鍵詞】建筑垃圾；力學(xué)特性

我國的城市建設(shè)正處在高峰期，對老城區(qū)及城中村改造過程必然產(chǎn)生大量建筑垃圾。過去，對建筑垃圾采用集中填埋的方式，這樣的方式浪費(fèi)土地資源，如果處置不當(dāng)將還影響生態(tài)環(huán)境。無害化，再利用是對建筑垃圾處理的方向，將建筑垃圾就近用于市政工程建設(shè)是最佳的處置方式。本文從分析建筑垃圾的種類、水溫穩(wěn)定性、力學(xué)特性、經(jīng)濟(jì)性及可持續(xù)性入手，探討建筑垃圾在市政建設(shè)工程利用的可行性。

1、建筑垃圾的分類

（1）土方開挖類。來源于建筑物的基礎(chǔ)及地下部分的開挖，可細(xì)分為淺表層和深層。淺表層可以用來做園林綠化用種植土壤，深層的可以作為綠化造型胚胎土以及道路半剛性基礎(chǔ)用材料。

（2）建筑物、構(gòu)筑物拆除類。建筑物和構(gòu)筑物拆除主要產(chǎn)生磚、石、混凝土塊、鋼鐵、木材、石膏等。通常鋼鐵、木材類是易回收利用的材料，但磚石、砂漿、混凝土塊、石膏等固體廢棄物不易處理，既占用空間又容易造成環(huán)境污染，是本文重點(diǎn)研究的對象。

（3）城市道路開挖。主要產(chǎn)生瀝青拌合料、水泥穩(wěn)定碎石、石灰土等。目前我國已嘗試并推廣采用道路再生方法對此類垃圾進(jìn)行處理，取得好的成果。

（4）工程建設(shè)產(chǎn)生的廢棄物。砂石料、混凝土廢料等，這種垃圾的性質(zhì)等同于建筑物、構(gòu)筑物拆除類。

2、建筑垃圾分揀加工

拆遷現(xiàn)場將建筑物用破碎錘等工具破碎后初步分揀，分離混凝土塊（含石塊）、建筑碎磚、粉煤灰砌塊、沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細(xì)顆粒物），并分別運(yùn)輸存放?；炷翂K（含石塊）采用破碎機(jī)進(jìn)一步破碎，電磁分離鋼鐵雜質(zhì)，用篩分設(shè)備篩分得到較大粒徑集料，然后二次破碎并篩分得到各粒徑的集料；建筑碎磚也是通過以上工藝粉碎得到集料；粉煤灰砌塊可以再回收制作新砌塊；沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細(xì)顆粒物）直接送到施工場地進(jìn)行路拌施工處理。

3、建筑垃圾的水溫穩(wěn)定性及力學(xué)特性

（1）沙礫（含少量泥土、石膏等易破碎或較細(xì)顆粒物）初步判斷為粘聚力底，遇水軟化，對此種集料打碎并摻假12%石灰處理并制件。制作試件，重型擊實(shí)，養(yǎng)護(hù)7天測試抗壓強(qiáng)度如下（表一）

經(jīng)計(jì)算試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值為0.81MPa，大于規(guī)范規(guī)定值0.8MPa。通過實(shí)驗(yàn)證明，該種細(xì)集料經(jīng)過水泥穩(wěn)定后滿足各級道路底基層所用材料。

（2）建筑碎磚由于自身吸水率較大、強(qiáng)度也較低，經(jīng)粉碎成粒料后，強(qiáng)度仍接近規(guī)范規(guī)定值11.3MPa，可以作為廣場磚、綠化磚等骨料。

（3）石塊、混凝土塊粉碎后獲得粗集料。外觀與經(jīng)粉碎石頭得到石子類似，需要通過實(shí)驗(yàn)獲得壓碎值、吸水率等主要力學(xué)指標(biāo)（以10-20mm為例）。（表二）

通過以上數(shù)據(jù)我們看到，此類集料滿足規(guī)范中對集料的要求，我們進(jìn)一步分析下用此類集料制作水泥穩(wěn)定碎石的路用性能是否滿足。

粗集料采用混凝土塊粉碎的10-30mm碎石、10-20mm碎石、5-10mm碎石；細(xì)集料采用混凝土塊粉碎0-5mm石屑；水泥采用道路p.s.a 32.5級道路用水泥，按標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)檢養(yǎng)護(hù)后測試。

實(shí)驗(yàn)說明了，在正常的水泥劑量的情況下，混凝土粉碎得到的集料制作的水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度完全能滿足繁重交通的路用標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，建筑垃圾是可以使用在市政工程上的，但要注意使用部位和方式。有的市政工程將未加工處理的建筑垃圾直接作為路基填料，修建成的道路在使用幾年后出現(xiàn)不均勻沉降，局部路面開裂；埋深較深的建筑垃圾由于空隙大，地下水存儲于空隙中，造成地下管網(wǎng)維修困難；整路段填筑建筑垃圾造成緊鄰水系水體污染等病害。因此建筑垃圾再利用必須經(jīng)過適當(dāng)加工處理。

4、建筑垃圾再利用的經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性分析

某市一條擬建道路全長6.5公里，原有道路為11米寬的混凝土路，道路兩側(cè)是磚混結(jié)構(gòu)平房，初步測算拆除后獲得3.7萬立方建筑垃圾。改建后道路為22米寬，道路基層設(shè)計(jì)為2步石灰土加1步18cm水泥穩(wěn)定碎石。前面的力學(xué)分析我們可以看到，基層水穩(wěn)骨料是可以使用破碎的混凝土產(chǎn)生的骨料替代的，可以節(jié)省投資168.8萬元的直接工程投資，經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。另外，其余的建筑垃圾骨科可以用來制作廣場磚、綠道用骨料等用于兩側(cè)人行道、綠道。這樣一來，此項(xiàng)目的建筑垃圾被大批量被利用，減少了填埋場地的需求，節(jié)約了土地資源；減少了礦山的開發(fā)，保護(hù)了自然環(huán)境，產(chǎn)生積極的生態(tài)環(huán)境效益。這樣的做法也說明了建筑材料可在建設(shè)工程中具循環(huán)利用，建筑材料的可持續(xù)性推廣后有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

總之，本文從力學(xué)性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性分析了從建筑垃圾在市政工程應(yīng)用的可行性。建筑垃圾再利用要從垃圾分類、回收開始，再經(jīng)破碎篩選到再生應(yīng)用，是一個涉及面比較廣的系統(tǒng)性工程，若推廣則需要建立配套的作業(yè)方式、管理規(guī)范和政策措施，比如推行建筑垃圾分類處理，集中回收；以經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)建筑垃圾的處理行為；以政策引導(dǎo)市政工程使用再生材料。

作者簡介：

張建剛（1976.10-）男，本科，籍貫：東營市，職稱：高級，研究方向：城市道路與交通。