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建筑废弃物在建筑材料中的应用

建筑废弃物在建筑材料中的应用摘要所谓建筑固体废物是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生得渣土、弃土、弃料、余泥及其他固体废弃物。

随着我国经济建设的高速发展和城市建设的大步扩展,作为人类使用量最大综的人工建筑材料“粘土、卵石料、砂、石灰石、铁矿粉、等”在制备和使用过程中冈对矿产资源过度开发、能源大量消耗以及造成的环境污染和生态破坏与地球资源、地球环境容量的有限性以及地球生态系统的安全性之间的矛盾日益尖锐。

本文1建筑固体废弃物产生的来源和危害1.1建筑固体废弃物产生的来源随着我国城镇的扩建、改建及由不可抗力的自然灾害(地震、飓风、暴雨、洪水、泥石流、火山喷发、海啸等)所造成的建筑废弃物和建筑垃圾越来越多,已成为生态环境的一大痼疾,根据对砖混结构、全现浇框架结构、框架-剪力墙结构、框架-筒体-剪力墙结构等建筑施工材料损耗的初步统计,按照垃圾平均产出量折算,每新建1万平方米,就产出建筑垃圾500~600吨;每拆除旧楼l万平方米,就产出建筑垃圾近万吨。

以2007年为例,全国商品房竣工面积为5亿平方米左右,若按此测算,我国每年仅施工建设所产生和排出的建筑废渣就有2500--一3000万t,若加上全年各省、市、自治区、各级政府、各企事业机关所新建的楼、堂、馆、所及各类公共建筑、农村拆旧建新住宅等,我国的建建筑废渣可达到4500---5000万t左右。

1.2 建筑固体废弃物(垃圾)产生的危害1.2.1占用农田绝大多数的建筑垃圾未经处理即被直接运往城镇郊区堆放,占用了大量的生产用地,如不及时有效地处理和利用,其侵占土地的矛盾会越来越严重。

1.2.2污染水体建筑垃圾在堆放场经过风吹雨淋,废砂浆和混凝土块中含有的大量水合硅酸钙和氢氧化钙,废石膏中含有的大量硫酸根离子、废金属中含有的大量重金属离子溶出,同时废纸板和废木材自身发生厌氧降解产生木质素和单宁酸并分解成有机酸,这样产生的渗滤水一般呈强碱性并且含有大量的重金属离子、硫化氢以及一定量的有机物,如不加控制而流入江、河、湖、海或渗入地底,会导致地表和地下水污染,直接危害水生物生存和水资源利用。

1.2.3污染大气建筑垃圾中的废石膏含有大量硫酸根离子,在厌氧条件下会转化为具有臭鸡蛋味的硫化氢,废纸板和废木材自身发生厌氧降解产生木质素和单宁酸并分解成有机酸,这些有害气体会严重污染大气。

1.2.4污染士壤对土壤产生污染,各种目前还未完全搞清楚的有毒化学物质、重金属(如:镉和汞)等,被植物吸收或被动物吸收后会破坏土壤内部的生态平衡,影响植物的营养吸收和生长。

沿着食物链的营养级,逐级向上富集,危害整个生态系统,并最终危害到人。

1.2.5危害健康上述产生的有害物质经由自然界的循环生态链,最终通过水、动植物、粮食、素菜、水果、各类食品添加剂、各类药物、各种食物、各种生活用品缓慢的、渐进的转移到人体上来,严重地影响人类的体质和身体健康。

1.2.6影响市容和环境卫生2建筑固体废弃物的分类和循环再利用旧建筑物拆除时,产生大量的同体废弃物,若以重量计,混凝土块占48.35%,砖石类占37.42%,木材类占10.33%,钢筋占3.64%;若以体积计则混凝上块占34.46%,砖石类占35.34%,木材类占29.45%,钢筋占0.56%,大多是可以作为再生资源循环利用的,如图1所示。

拆除下来的各种材料,有的可以直接利用到其他建筑物作为它们的构件;有的也可以对它们进行切断、整形、修补等简单加工,再利用到其他建筑物、构筑物上作为它们的构件。

还可做铺石、道路用材、砌筑沟渠、水沟闸门、门柱、护岸、小型鱼礁、代用贴石、建筑花园、公路分路牌、临时建筑、简易仓储、机械基础、畜舍等。

建筑固体废弃物循环利用的第一步就是将废弃物所包含着有色金属材料、钢材、木材、玻璃、废弃混凝士、砖砌块、塑料等进行分拣、归类,;第二步工作是这些废弃物的技术利用(直接利用、加工利用和循环利用);现分述如下:2.1废有色金属材料和废钢材对于各种废有色金属材料(铜、铝合金型材)、废钢配件及零配件材料,钢材(废型钢、废钢筋)、线材(废铁丝、废电线)如果完好则可以直接利用到其他建筑物、结构物、构筑物上去;对于已经锈蚀、扭曲、变形的金属材料可进行除锈、整修、矫直加工处理后降低使用级别,根据材料的物理力学性能情况,再利用到建筑物、结构物、和构筑物上去;对于不能直接利用和加工利用的金属材料集中、重新回炉后,可以再锻造加工制造成各种规格、各种形式的有色金属犁材和钢材。

2.2废弃混凝土废弃混凝土是建筑垃圾同体物中数量最大的,约占34%,经破碎后,可以代替天然砂、石,经由粉碎、筛分制成各种粒径的粗细骨料,优化级配后,再经由混凝土原料配比、高压成型、养护处理后制作成高压混凝土砌块砖产品,或砌筑砂浆、抹灰砂浆、等,还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。

目前正在研究将废弃混凝土破碎后,制造成新的再生混凝土梁、板、柱、基础、混凝土垫层,建造成新的建筑物、结构物、构筑物,还可以建造新的桥梁、隧道、道路及各类市政工程设施。

2.3废旧木材对历史上有重大保存价值的古木结构如:宫殿、寺庙、塔楼、大院、园林等建筑,在拆除时应做好标记。

分门别类的对各种木质构件登记、造册,以用于将来在异地直接利用原木结构重建,修复原貌,这具有重大的文物实物史料保存、观赏利用价值:对建筑拆除后的木材(竹材)、木(竹)结构的构件(如:门、窗、家具等)若比较完好则可以直接利用于其他建筑;对边、角、表面稍有损坏的构件可整修、加工后再利用到建筑物上去;对无法利用的废竹木材则可以用于制造人造板材,加工后再循环利用。

2.4废旧玻璃废旧玻璃如没有破损,即可直接利用到其他建筑上去,若无法利用则可将废旧玻璃分拣出来送玻璃厂家作为生产原料,废玻璃经粉碎一预成型_加热焙烧后,可做成各种建筑装饰材料,如玻璃马赛克、玻璃饰面砖、玻璃质人造石材、泡沫玻璃、微晶玻璃、玻璃器皿、人造彩砂、玻璃微珠、彩色玻璃球、玻璃陶瓷制品、高温黏合剂等。

2.5废旧砖、瓦、砌块对于废旧砖、瓦、砌块,如果形状规整、边、角、棱无严重破损,则人工去掉粘在砖砌块上面的砂浆,将砖砌块堆放好后,直接用于墙体结构的材料及屋顶淌雨;对难以利用的砖、瓦、砌块,破碎后则可用于:①生产混凝士砌块;②替代骨料,配制再生轻集料混凝土、耐热混凝土;对无法利用的砖、瓦、砌块可直接用于道路基层,夯实后作路基。

2.6废旧塑料在一般情况下,建筑物的废旧翅料是很难直接利用的,处理的方法是直接送到生产厂家回收再生利用。

再生塑料来源的大类品种有担料薄膜(包括塑料包装袋和农膜)、塑料丝及编织品、泡沫塑料制品、塑料包装箱及容器、电缆包覆料以及各种日用杂品、文体娱乐、卫生保健等日用翅料制品,其中薄膜、泡沫、包装箱及容器、编织、片材等翅料制品主要用于塑料包装。

此外还有一些其它塑料包装制品(如塑料托盘)、农用塑料制品(如农用塑料节水器材)、家居装饰装修用塑料制品,以及一些同收价值不大或者回收成本高、处置难度较大的如塑料复合、超薄包装材料、地膜、一次性塑料制品等。

塑料是家电产品的重要组成部分,目前我国电视机社会保有量约为3.5亿台,洗衣机约为1.7亿台,电冰箱约为1.3亿台,电脑1 600万台,家用空调拥有量也很大。

根据推算,随着家电的换代升级、淘汰、更新,每年由此产生的可再生耀料至少为15万t,如果再考虑到报废电子通讯器材的可再生塑料量,该数字约20多万吨。

这些再生塑料主要成分是聚丙烯Cup)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)、abs等,回收再利用价值较大;而一些热固性塑料、发泡聚氨酯、玻璃纤维增强塑料则相对难以回收;像塑料管材管件、异型材、增强防渗漏土工材料(含防水卷材)等结构性塑料建材近些年来使用量增长较大,实际使用寿命较长,虽然目前还不到大量报废期,但也必须引起我们的高度重视,为将来的同收、再生利用加快技术研发力度。

图1:建筑物废弃物分类框图3循环经济与再生资源的可持续发展3.1废弃物的循环再利用废弃物作为资源进行开发利用,已引起了世界各国的普遍重视。

现在我国城镇化、工业化发展速度加快,城市建设从外延式开发与大规模旧城改造并举,住宅小区规模化建设,大量建筑废弃物急剧产生,表明我国建筑垃圾排放量高峰期已经到来。

若按我国每年城市产出垃圾约为60亿吨升,则其中建筑垃圾约为24亿吨左右,已占到城市垃圾总量的40%。

建筑活动消耗了人类所使用自然资源总量的40%、能源总量的40%,肢节能潜力可达40%。

据有关部门统计,每回收利用1万吨废旧物资,可节约自然资源4.12万吨,节约能源1.4万吨标准煤,减少6~10万吨垃圾处理量;如:每利用1万吨废纸,可生产纸浆8 000吨、节约木材3万立方米、节约能源1.2万吨标准煤、节水100万立方米、少排放废水90多万立方米、节电600万度;又如:若按建设施工单位每施工10000平方米建筑就产生500吨建筑废渣计算,综合利用的经济效益2万余元;如果外运,仅运费就达l万余元(换算:载重单位为5t/车,运输平均费用为l车/100元)。

由此估算,建筑固体废弃物的循环再利用有着可观的经济效益,环境保护效益和社会效益。

因此数量庞大的建筑固体废弃物是宝贵的再生资源,有着广阔的应用前景和市场需求,会产生巨大的经济效益并促使生态环境的良性循环。

3.3再生资源的利用与可持续发展资源分为可再生资源与不可再生资源,二者有其相对性、可变性与多重性。

环境则是资源的状态。

而生态就是自然界中各种资源之间的相互关系。

再生资源是通过天然作用或人工活动能再生更新而为人类反复利用的自然资源。

可持续发展的资源观就是资源的持续利用。

通过资源和再生资源的合理开发、节约使用、防治污染、保护环境,维护生态系统的动平衡,实现人类社会的可持续发展。

我国正面临着土地、资源、人口、环境四个“难以为继”的巨大压力,建筑垃圾加剧了土地、资源的紧张局面,已经严重影响到社会经济和生态环境的协调发展:加强建筑垃圾的综合利用迫在眉睫,到了非解决不可的地步。

综合利用建筑垃圾是解决高能耗、高污染、高排放、低效益问题的重要措施,是节约土地、节约资源的重要途径,是城市转型,增强城市综合竞争力和经济活力的重要手段,是发展循环经济、建设环境友好型和资源节约型社会的重要举措,是贯彻落实科学发展观、实现可持续发展、保护环境的必然要求。

因此,一定要把建筑垃圾再生资源的综合利用作为一个重大的可持续发展战略来考虑。

4我国建筑废弃物的处理对策4.1技术政策4.1.1、建筑垃圾减量化建筑垃圾的减量化是指从源头减少建筑垃圾的产生量和排放量,是对建筑垃圾的数量、体积、种类、有害物质的全面管理,亦即开展清洁生产。

它不仅要求减少建筑垃圾的数量和体积,还包括尽可能地减少其种类、降低其有害成分的浓度、减少或消除其危害特性等。

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