◎張龍
隨著我國的經(jīng)濟的高速發(fā)展,建設工程發(fā)展迅速,然而在發(fā)展的同時,伴隨著建筑資源的嚴重浪費,建設工程中廢舊建筑材料的再利用率低下。本文將建設工程中廢舊建筑材料的再利用進行分析。論文分析了建設工程中廢舊建筑材料的再利用現(xiàn)狀和意義,對廢舊混凝土和砂漿、廢舊鋼材和金屬、廢舊木材和模板、廢舊磚和砌塊等建筑材料再利用方法進行初步研究。通過本論文的論述,認識廢舊建筑材料的再利用,并將其再利用方法進行了具體的論述,是建筑材料實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展研究的具體補充,希望引起全社會的重視。并對從事建筑材料研究人員,實際工程設計人員起到資料參考和實際指導作用。
改革開放以來,尤其是進入二十一世紀以來,我國的經(jīng)濟得到了高速發(fā)展,建設工程發(fā)展進程舉世矚目。然而在發(fā)展的同時,建筑資源浪費尤為嚴重,尤其是廢舊建材再利用率低下,造成了資源的浪費,和環(huán)境的污染。我國在中國共產(chǎn)黨第十六屆五中全會上提出建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的發(fā)展戰(zhàn)略,為建設工程中廢舊建筑材料的再利用提供了政策支持和理論依據(jù)。
目前,我國人均資源匱乏。每年建設工程物質(zhì)消耗巨大,僅住宅建筑,每平方米鋼材消耗量約為55 公斤,高出發(fā)達國家10%-25%;每年在一些城市的城區(qū)改造建設過程中,一部分拆除的建筑物使用時間不到30 年,與某些歐洲發(fā)達國家住宅的平均使用時間約80 年左右相比,我國廢舊建筑材料產(chǎn)生量不言而喻。同時,據(jù)工信部統(tǒng)計,2012 年我國對廢舊建筑廢棄物的再利用率不到5%,而日本2000 年的廢棄混凝土資源再利用率就己達到96%。隨著我國建設工程進程的不斷推進,大量建筑物拆除、翻新,很多無法妥善回收利用的廢舊建筑材料大量產(chǎn)生,其中:廢舊混凝土和砂漿、廢舊鋼材和金屬、廢舊木材和模板、廢舊磚和砌塊等廢舊建材大約占廢棄物總量的80%。這些廢舊建筑材料在造成環(huán)境污染、資源浪費,越來越得到社會的普遍關注。據(jù)中國再生資源利用協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國每年因各種原因浪費的再生資源很多,其中城市建設過程中產(chǎn)生的建筑廢舊材料高達4500 萬噸。造成這些浪費的原因主要是我國全民廢舊建筑材料在建設工程中的再利用認知程度不夠,以及廢舊建筑材料在建設工程中再利用方法和技術的局限性。廢舊建筑材料的再利用指的是回收利用與再生利用兩方面,從生態(tài)角度來看,減少垃圾排放從而保護環(huán)境;從經(jīng)濟角度來看,節(jié)約建筑資源從而節(jié)約資源和成本。
1.建設工程中廢舊混凝土和砂漿的再利用。廢舊混凝土占拆除建筑垃圾的54%以上,而城鎮(zhèn)的快速建設,建筑物拆除、翻新,混凝土路面的不斷延伸,都會使廢棄混凝土量繼續(xù)提高。廢棄混凝土和砂漿市區(qū)隨處丟棄影響市容市貌,郊外掩埋占用土地,傾倒至河道影響汛期,解決廢棄混凝土和砂漿日益增長與社會的矛盾是至關重要的。在建設工程中,廢舊混凝土目前可以應用于道路建設中的路基、路面等工程,以及建筑工程中用于基礎墊層、底板、臺子和填充墻等部位。廢舊混凝土也可以作為新拌制混凝土良好的骨料,替代天然骨料。由于使用再生骨料,混凝土的吸水率比天然骨料混凝土要大的多,一方面可通過增加用水量或摻加減水劑起到減水的效果;另一方面可對粉碎后的廢舊混凝土進一步再加熱和摩擦處理,使骨料相互混合摩擦,骨料與骨料外圍粘連的水泥組分變成粉末完全分離,降低再生骨料的吸水率。
2.建設工程中廢舊鋼鐵的再利用。再生鋼鐵生命周期與原生鋼鐵生命周期相比,在能源節(jié)約方面總節(jié)能量約為588.48 kgce/t,節(jié)能率為84%。從各生產(chǎn)流程來看,煉鐵工序節(jié)能量最大,高達537.2 kgce/t,其次是燒結(jié)、焦化、球團、軋鋼,但燒結(jié)節(jié)能量僅為煉鐵的1/7??傮w來看,廢舊鋼鐵再生產(chǎn)可以節(jié)省大量能源,但煉鋼工序作為再生產(chǎn)中能耗最大的工序,還存在巨大的節(jié)能空間。建設工程中廢舊鋼鐵的再利用價值主要體現(xiàn)在節(jié)約能源。對于建設工程的再利用中,可以作為施工便道的搭設,坑道的遮蓋,臨時維護的搭設等。鋼鐵的廢鋼鐵的回收處理可以通過磁選進行分選處理、清選和預熱清除鋼鐵表面雜質(zhì),等方法使鋼鐵重新回爐煉制,用于制作成工藝品、鐵制家具等裝飾材料。鋼鐵重新回爐煉制產(chǎn)生的廢鋼渣可以作為道路路基材料,也可以生產(chǎn)干粉砂漿建材,廢鋼渣占80%的比例,粉煤灰和水泥的比例各占10%,比目前市場上用沙和水泥生產(chǎn)的干粉砂漿,降低了50%左右的成本。
3.建設工程中廢舊木材的再利用。木質(zhì)材料是一種低碳材料、綠色材料,是四大建筑材料中唯一一個可以循環(huán)再生的材料。木材生長周期較長,為了保護生態(tài)環(huán)境,應該減少過度砍伐,循環(huán)利用木材資源。在建筑建設過程中,廢舊木材主要來源包括:老舊區(qū)域的改造、拆遷以及維護;裝修過程中部分木制家具、木制品等的淘汰;施工過程中的隔板、水泥模板、跳板、腳手架等輔助用品。我國古代建筑以木構架體系為主,建筑物拆卸下來的廢舊木材可以直接用于古建筑的立柱、椽、托梁等。相對于木材在古建筑中的應用,在現(xiàn)代新型復合材料中,廢木料可以生產(chǎn)黏土—木料—水泥復合材料作為特殊的絕熱材料使用??稍诔睾偷蛪合屡c氨溶液或加熱氣體氨相互作用制得氨基木材,氨基木材生產(chǎn)成本低,抗腐蝕能力強力學性能甚至優(yōu)于青銅,是未來加工非常方便、不變形的建筑材料。廢舊木材還可以通過加工制成人造板材,用于建設工程中的模板,以及室內(nèi)建筑裝修及中高檔家具的填充木料。
4. 建設工程中廢舊磚和砌塊的再利用。粘土磚約占建筑垃圾總量的30%-50%,近年來,國家有關部門雖然禁止在大、中城市使用粘土磚,但在中小城市和農(nóng)村依舊在生產(chǎn)使用,僅將粘土實心磚轉(zhuǎn)為生產(chǎn)符合政策規(guī)定的粘土空心磚和砌塊,磚的使用量有增無減,環(huán)境污染和資源浪費的壓力依然存在。在建設工程中,應鼓勵廢舊磚和砌塊經(jīng)過簡單處理再利用于建設工程中,主要用于老式建筑、莊園改造和地震災區(qū)的重建等,充分發(fā)揮磚材的承重、圍護功能以作為垂直的結(jié)構或填充構件,依據(jù)材料的自身特性以及當?shù)氐膫鹘y(tǒng)文化進行再設計[7]。廢舊磚和砌塊經(jīng)過破碎篩分,作為骨料用于混凝土中,所配制的混凝土有較好的性能,不但具有自重輕、粘黏性強以及保水性好等特點,在質(zhì)量、使用性能等方面可以與原發(fā)混凝土材料相比甚至更好,在部分資源匱乏的區(qū)域能夠替代天然的基礎材料使用。
本文分別從廢舊混凝土和砂漿、廢舊鋼材和金屬、廢舊木材和模板、廢舊磚和砌塊等四個方面,采用了多層次、多角度相結(jié)合的模式對建設工程中廢舊建筑材料的再利用進行了分析,分別提出了符合現(xiàn)代技術的再利用方法,有別以往對單一廢舊建筑材料的專項研究。廢舊建筑材料再利用的原則及前提應該是保護以控制優(yōu)先。隨著技術水平的提升,在廢舊建筑材料再利用的技術層面,材料的使用面也越發(fā)廣泛,也取得了很多經(jīng)濟收益,更為重要的意義則體現(xiàn)在自然生態(tài)及社會層面。在資源短缺、環(huán)境污染及廢舊建筑材料的產(chǎn)生制約城市生存與發(fā)展的今天,我國建設工程行業(yè)若想在未來能夠得到長足的發(fā)展,仍然需要通過對建筑材料再生利用的技術研究、政策引導體系、管理運作模式、社會認知等方面的研究與規(guī)劃。只有加強建設工程中廢舊建筑材料的再利用,才能建設環(huán)境友好型社會和資源節(jié)約型社會,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。