田洪臣,徐海宏,康梅林

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新農(nóng)村建筑施工垃圾低碳化處理方法

田洪臣1,徐海宏2,康梅林3

1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院, 山東 泰安 271018 2. 濟(jì)南四建（集團(tuán)）有限責(zé)任公司, 山東 濟(jì)南 250001 3. 山東水利職業(yè)學(xué)院, 山東 日照 276826

針對(duì)處理建筑施工垃圾時(shí)，存在的處理方式不當(dāng)，物質(zhì)資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題，本文通過(guò)分析新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾對(duì)土地資源、水體環(huán)境以及新農(nóng)村建設(shè)的影響，采用工業(yè)化處理、綠色建材、建筑拆除、分類(lèi)分揀、直接分揀回收再利用以及人工堆載造景等方法對(duì)建筑施工垃圾進(jìn)行低碳化處理，提升建筑施工垃圾的回收利用率。結(jié)果說(shuō)明，采用建筑施工垃圾的低碳化處理，對(duì)資源的循環(huán)利用、降低能源消耗以及提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

新農(nóng)村; 建筑施工垃圾; 低碳化; 處理方法

隨著資源開(kāi)采的逐漸加重、溫室化效應(yīng)的不斷加強(qiáng)，使一種低消耗、低污染的低碳經(jīng)濟(jì)逐漸產(chǎn)生和發(fā)展。城市化發(fā)展的不斷增長(zhǎng)、新農(nóng)村的建設(shè)發(fā)展加快，導(dǎo)致大量的建筑施工垃圾不能得到較好的處理。當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)的建筑施工垃圾的處理正處于初級(jí)階段，而我國(guó)農(nóng)村家庭的固體生活垃圾排放非常單一[1]，一般通過(guò)隨意堆放或簡(jiǎn)單的地下填埋，這樣對(duì)土壤環(huán)境和水資源等帶來(lái)嚴(yán)重的污染，同時(shí)資源的不合理利用也造成大量土地資源浪費(fèi)。因此，對(duì)建筑施工垃圾的高效利用，實(shí)現(xiàn)其污染最低化成為目前急需解決的問(wèn)題。本文研究新農(nóng)村建筑施工垃圾的低碳化處理方法，分析低碳化技術(shù)對(duì)建筑施工垃圾的影響，對(duì)提高建筑施工垃圾的循環(huán)利用具有重要意義。

1 新農(nóng)村建筑施工垃圾的低碳化處理方法

國(guó)家大力發(fā)展的新農(nóng)村建設(shè)，資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)使一些山體也可能面臨被挖掘的危險(xiǎn)，河流和植物將被破壞，在發(fā)展過(guò)程中需要對(duì)許多的建筑物進(jìn)行拆除，大量的建筑施工垃圾也被隨意的傾倒或填埋，農(nóng)村生活固體垃圾的大量排放已經(jīng)對(duì)農(nóng)村生活生產(chǎn)環(huán)境造成了顯著影響[2]，怎樣低碳化的解決由于建設(shè)新農(nóng)村產(chǎn)生的建筑施工垃圾，成為本文重點(diǎn)的研究問(wèn)題。

1.1 建筑施工垃圾對(duì)環(huán)境的影響

1.1.1 浪費(fèi)土地資源近些年我國(guó)對(duì)由建筑施工產(chǎn)生垃圾的處理方法采用填埋和少量利用的方法，一些建筑施工垃圾如混凝土、磚瓦、以及砂漿等建筑固體廢棄物被用作道路工程的墊層物質(zhì)，鋼筋等一些金屬物質(zhì)被回收進(jìn)行二次利用，但大部分的垃圾并沒(méi)有被有效利用，而是被填埋地下或直接露天的放置，這種做法對(duì)土地資源造成嚴(yán)重的浪費(fèi)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，每一萬(wàn)噸的垃圾會(huì)浪費(fèi)大約68 m2的土地。隨著新農(nóng)村發(fā)展速度的加快，大量的建筑垃圾正在快速增長(zhǎng)，建筑垃圾侵占土地的問(wèn)題會(huì)變的更加嚴(yán)重[3]，所以應(yīng)對(duì)建筑垃圾做出及時(shí)有效的處理，降低土地資源的浪費(fèi)。

1.1.2 污染環(huán)境、水體和大氣露天放置的建筑施工垃圾由于存在少量的危害物質(zhì)會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染，對(duì)該區(qū)域的地下土壤微生物的生命活動(dòng)帶來(lái)影響，且隨著大量建筑施工垃圾的不斷加重，會(huì)造成地表水和地下水的污染[4]，其中一些厭氧微生物會(huì)分解產(chǎn)生一些有毒氣體對(duì)大氣環(huán)境造成污染。

1.1.3 影響新農(nóng)村建設(shè)風(fēng)貌 建筑垃圾占用面積大，由于農(nóng)村生活習(xí)慣的影響，垃圾堆放雜亂無(wú)章，嚴(yán)重影響了村容村貌。農(nóng)村中的池塘、溝渠、空地則往往成了垃圾的臨時(shí)堆放地，加上農(nóng)村生活垃圾的混入，一旦遇到下雨或大風(fēng)天氣，污水污染物四溢[5]，塵土飛揚(yáng)，使村民生活生產(chǎn)環(huán)境遭到極大破壞，對(duì)新農(nóng)村建設(shè)帶來(lái)較大的影響。

為降低建筑施工垃圾對(duì)環(huán)境的影響，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，降低發(fā)展新農(nóng)村對(duì)環(huán)境造成的影響。

1.2 建筑施工垃圾的低碳化處理方法

新農(nóng)村建設(shè)中產(chǎn)生的建筑施工垃圾主要的舊建筑拆除過(guò)程中的廢棄物，包括混凝土、磚瓦、石塊和其它的建筑垃圾等，建筑施工垃圾的主要構(gòu)成的來(lái)源如表1所示：

表 1 建筑施工垃圾的主要構(gòu)成和來(lái)源

建筑施工垃圾回收利用主要是對(duì)產(chǎn)生的廢棄混凝土、磚石、砌塊以及磚瓦碎片等物質(zhì)實(shí)施破碎操作，將碾碎的物質(zhì)替換原來(lái)的粗骨料，用其部分或全部代替天然骨料配制成新的混凝土[6]，此外還可將破碎后的粗骨料直接用于道路建設(shè)中，作為道路水穩(wěn)材料和路基填料，也可以采取添加一些環(huán)保綠色材料來(lái)提升建筑施工垃圾的回收利用率，用于新農(nóng)村住宅地基回填、生產(chǎn)非承重構(gòu)件、人造堆載造景等方面，這不僅能降低建設(shè)成本、節(jié)約天然資源，還能減輕建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。下文分析新農(nóng)村建設(shè)中產(chǎn)生建筑施工垃圾在人造堆載造景方面的應(yīng)用，通過(guò)一定的科學(xué)技術(shù)手段將建筑施工垃圾作為新農(nóng)村園林建設(shè)的主要填充物，可有效減少正常泥土的使用量，為建筑施工垃圾提供了一個(gè)有效的低碳處理方法。

1.2.1 人造堆載造景的必要性以山東省的某新農(nóng)村建設(shè)為實(shí)例，討論堆載造景的必要性，下圖1為該新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾的隨意丟棄現(xiàn)象，該現(xiàn)象對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)發(fā)展有一定的抑制作用，與新農(nóng)村建設(shè)的目標(biāo)宗旨相反。

圖 1 建筑施工垃圾的現(xiàn)狀

圖 2 人工堆載造景

人工堆載造景在低碳化的解決建筑施工垃圾的具體步驟為：將一部分建筑垃圾用作建設(shè)人造土坡，減少使用天然原料的用量，將復(fù)合材料覆蓋在人造土坡上用來(lái)降低水土的流失，在復(fù)合材料的表面上均勻覆蓋一定的土壤可以種植一些綠色植物，提高環(huán)境質(zhì)量，如圖2所示。建筑垃圾其實(shí)與園林景觀建筑材料有很大的相似性[7]，它完全可以通過(guò)這種人工堆載造景的手段有效的利用建筑施工垃圾，提升資源的利用率，變廢為寶。將每一個(gè)放置建筑施工垃圾的站點(diǎn)都建設(shè)成資源利用站，提升新農(nóng)村的綠化建設(shè)，節(jié)省因放置建筑垃圾浪費(fèi)的土地資源，降低由于運(yùn)輸和處理建筑施工垃圾所需的各項(xiàng)費(fèi)用。某些建筑施工材料的回收利用削弱了天然原料的使用，減少的礦產(chǎn)資源的過(guò)渡開(kāi)采，將景觀建設(shè)與建筑施工垃圾處理相結(jié)合，減少新農(nóng)村建設(shè)的資金壓力。

1.2.2 人工堆載造景的充分性一些多山地地區(qū)在新農(nóng)村建設(shè)中，由于資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)會(huì)導(dǎo)致山體的破壞，因此建設(shè)新農(nóng)村還需密切關(guān)注人文環(huán)境和地域文化，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。黨的十九大報(bào)告明確提出了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，闡明了“鄉(xiāng)村生態(tài)振興”的新機(jī)制，新農(nóng)村建設(shè)應(yīng)遵循人與自然和諧共處的新機(jī)制。采用建筑施工垃圾作為土坡的建設(shè)物質(zhì)，其中的混凝土物質(zhì)具有結(jié)構(gòu)性好的特點(diǎn)，可有效維持土坡的穩(wěn)定性，需要注意的是進(jìn)行人工堆載造景前需要在底部構(gòu)建一個(gè)由GCL墊、土工布和HDPE膜組成的防滲透的液體倒排系統(tǒng)，防止有毒物質(zhì)滲入到地底，降低對(duì)地下水資源的污染。

新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾的低碳化處理屬于一種低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展手段，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)可有效發(fā)展建筑施工垃圾的低碳化處理，下面分析低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式以及發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要性。

1.3 低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式

新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾的低碳化處理模式指采用低碳經(jīng)濟(jì)的相關(guān)知識(shí)來(lái)降低碳消耗，積極發(fā)展清潔及再生能源，逐步建立低碳型能源體系、低碳型技術(shù)體系和低碳型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[8]，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。以低碳處理為發(fā)展方向、碳中和技術(shù)為發(fā)展方法的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式從宏觀層面、中觀層面和微觀層面來(lái)分析低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，圖3為低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式框架圖。

圖 3 低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展框架圖

1.4 發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要性

1.4.1 低碳經(jīng)濟(jì)有助于我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展需要社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、資源以及環(huán)境等因素協(xié)調(diào)發(fā)展，通過(guò)利用較少的資源使對(duì)環(huán)境的污染較小，促進(jìn)鄉(xiāng)村生態(tài)振興的和諧發(fā)展，但在國(guó)內(nèi)由于資源的數(shù)量限制、再生能力限制以及污染對(duì)于經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響，使得傳統(tǒng)的以“高能耗、高污染、高產(chǎn)出”為代表的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已經(jīng)不能適應(yīng)“可持續(xù)發(fā)展”的要求[9]，當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi)，生態(tài)環(huán)境的惡化也逐漸加重。低碳經(jīng)濟(jì)要求我們采用低碳處理方法，并利用一些新能源技術(shù)，發(fā)展能耗低、污染低的經(jīng)濟(jì)，降低對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。

1.4.2 有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強(qiáng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能力隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)、鋼鐵建筑業(yè)的發(fā)展占據(jù)重要地位，但發(fā)展這些行業(yè)都需要大量的煤炭、石油、砂石等自然資源，這些材料都屬于一次性資源，消費(fèi)后就不可再生。因此，將低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型融入國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展中，摒棄先污染、后治理的思想[10]，應(yīng)對(duì)工業(yè)化發(fā)展產(chǎn)生的建筑施工垃圾進(jìn)行回收使用，提高能源的利用效率，或?qū)ふ倚碌哪茉磥?lái)代替，促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和調(diào)整。

1.4.3 發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有助于新農(nóng)村建設(shè)我國(guó)地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展落差較大，大部分地區(qū)都處于不發(fā)達(dá)的山區(qū)，需要在不發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)，發(fā)展過(guò)程中采用低碳處理技術(shù)對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中的資源進(jìn)行二次利用，降低資源的消耗，不僅有助于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，還有助于提高我國(guó)低碳處理技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步。

2 實(shí)驗(yàn)分析

實(shí)驗(yàn)是對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中產(chǎn)生的建筑施工垃圾進(jìn)行低碳化處理的有效手段，通過(guò)比較未采用低碳化處理方法和采用低碳化處理方法，對(duì)某新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾能源消耗情況進(jìn)行分析，表2和表3分別為未采用低碳化處理方法和采用低碳化處理方法的建筑施工垃圾的處理對(duì)比情況。

表2、3中，混凝土為2400 kg/m3；標(biāo)準(zhǔn)磚240 mm為1900 kg/683塊；砌塊200 mm為1900 kg/993塊。對(duì)比分析表2和表3數(shù)據(jù)可知，未采用低碳化處理方法前處理的建筑施工垃圾有大約20%的垃圾填埋，但處理建筑施工垃圾過(guò)程中沒(méi)有能量的消耗，只是在消耗資源，采用低碳化處理方法后建筑施工垃圾的回收量28084.03621 t，而未采用低碳化處理的建筑施工垃圾完全沒(méi)有可回收的建筑材料，說(shuō)明采用低碳化處理方法可以提高建筑材料的回收，進(jìn)而用于二次利用，降低了對(duì)資源的消耗。

依照本文對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中建筑施工垃圾的低碳化處理，可以對(duì)建筑施工垃圾進(jìn)行二次循環(huán)利用，表4為回收建筑施工垃圾后的資源處理結(jié)果。

表 2 未采用低碳處理方法前的建筑施工垃圾處理情況

表 3 采用低碳處理方法的建筑施工垃圾處理情況

表 4 回收建筑施工垃圾的處理明細(xì)

根據(jù)表4數(shù)據(jù)可知，回收新農(nóng)村建設(shè)產(chǎn)生的再生骨科，可以將其轉(zhuǎn)換為47438.21 t的再生混凝土，利用再生砂生產(chǎn)2405.33 t的再生標(biāo)準(zhǔn)磚，將建筑施工垃圾較好的回收，節(jié)省了較多的建筑資源。

將已經(jīng)被廢棄的建筑施工垃圾重新利用，將再生骨科轉(zhuǎn)換為再生混凝土需要的能量為利用天然原料的95%，即利用廢舊材料可以有效降低不必要的能源浪費(fèi)；每生產(chǎn)1億塊的再生標(biāo)準(zhǔn)磚，可節(jié)省土地約165畝，節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤1.2萬(wàn)t，說(shuō)明生產(chǎn)再生磚可以大量減少煤的使用量，節(jié)約土地資源，減少對(duì)自然資源的消耗。

3 結(jié)論

低碳處理方法處理新農(nóng)村建設(shè)產(chǎn)生的建筑施工垃圾，不僅提高對(duì)建筑施工垃圾的高效利用，美化新農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，還對(duì)社會(huì)的節(jié)地節(jié)煤、利廢創(chuàng)新以及提高資源利用效率等有良好效果，對(duì)實(shí)現(xiàn)十九大報(bào)告提出的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，建設(shè)和諧發(fā)展的節(jié)約型社會(huì)有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的積極意義。

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A Method of Low Carbonization Treatment for Wastes in New Rural Construction

TIAN Hong-chen1, XU Hai-hong2, KANG Mei-lin3

1.271018,2.250001,3.276826,

Aiming atthe improper mode and serious wasting of resources in processing construction wastes, This paper analyzed the impact of construction wastes on land resources, water environment and the new rural construction, took the low carbonization method including industrialized treatment, green building materials, construction demolition, classification and sorting, direct sorting, recycling and reuse, and artificial stacking landscaping etc, and finally improved the recycling rate of construction wastes and realized the low-carbon treatment of building construction waste. The results showed that using low carbon processing method to deal with the new rural construction wastes was a great significance for recycling resources, reducing energy consumption and improving economic benefits.

New countryside;construction garbage and waste; low carbonization; processing method

R124.3

A

1000-2324(2018)03-0531-04

2017-04-12

2017-05-03

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃:低成本村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境建設(shè)技術(shù)研究與示范(2014BAL04B05)

田洪臣(1963-),男,副教授,研究方向:土木工程施工與管理. E-mail:tianxf@sdau.edu.cn