（设计艺术学专业论文）工业垃圾景观化方法.pdf

中文摘要 随着我国工业的高速发展，工业垃圾的数量也急剧增加。庞大的工业垃圾侵 占了土地、占用农田、污染水和空气，给人类健康和环境造成了巨大威胁。工业 垃圾主要有废气、废水、废渣三种形态。本文主要探讨了如何利用工业生产中的 固体废弃物也就是废渣，再加工后其制品用于景观的问题。文章首先对工业进行 研究，按照工业分类得出不同工业生产部门在生产前期准备、中期制造过程、制 品报废等一系列生产环节中所产生的固体废弃物。再从诸多废弃物中提取那些能 够再次利用在建材方面的工业垃圾进行着重介绍，简单阐述其制备原理和方法。 其次，文章从景观建设用材及建造的特殊性入手，分析景观建设各元素的构造， 从众多工业垃圾再生制品中挑选能够利用到景观建设中去的工业垃圾及其介绍 其使用原理和方法。再从工业垃圾其本身的来源质量、其制品的技术强度指标、 使用后评价三方面来分析工业垃圾再生景观用材的指标。最后，本文拟在理想环 境中利用工业垃圾造景，具体指出景观中的铺装、水景、构筑物、植物等各类公 共设施等如何利用工业垃圾来构筑及其构筑效果。本文的目的除介绍工业垃圾的 具体使用方法外，更呼吁现代景观设计师能够积极利用垃圾造景，不仅为降低工 程造价，而是更多的保护环境。 关键词：工业，工业垃圾，景观，施工，指标 a b s t r a c t f i r s t l y , a l lk i n d so fi n d u s t r yr u b b i s hd u r i n gi n d u s t r ym a n u f a c t u r ep r o c e s sa r e f o u n do u ta c c o r d i n gt ot h es y s t e m a t i z a t i o no fi n d u s t r y t h e nt h er u b b i s hw h i c hc a nb e r e - u s e di n t ot h eb u i l d i n gm a t e r a l si n d u s t u yi si n t r o d u c e dw i t hf o u c sa n dt h et h e o r y a n dm e t h o do fi n d u s t r yr u b b i s hr e r i s ea r ea l s or e v i e w e d s e c o n d l y t h ea r t i c l e a n a l y s e st h em a t e r i a lu s i n gi nl a n d s c a p ec o n s t r u c t i o na n ds e l e c t st h eu s e f u li n d u s t r y r u b b i s hw h i c hc a nb er e - u s e d t h em e t h o d so fh o wt ou s et h e ma r ea l s ob r i e f l y i n t r o d u c e d t h i r d l y , t h ea r t i c l ea n a l y s e si n d u s t r yr u b b i s hr e n e w a l b ep r o d u c t ss p e c i f i e d i nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ：t h eq u a h t y , i n t e n s i t ya n dp o s t e v a l u a t i o n f i n a l l y ，a ni d e a m o d e li sb ee s t a b l i s h e df o ra ni d e a le n v r i o n m e n tt of u r t h e ri l l u s t r a t eh o wt ou s e i n d u s t r ys o l i dr u b b i s hi nl a n d s c a p ei n s t r u c t i o n ，s u c ha sp a v i n gr o a d , w a t e rv i e w , s t r u c t u r e s ，p l a n t , a n ds oo i l t h ea r t i c l ea p p e a ll a n d s c a p ed e s i g n e r st ou s em o r e i n d u s t r ys o l i dr u b b i s hi nd e s i g n , n o to n l yf o rr e d u c et h ep r o je c tc o s t ，b u ta l s of o r p r o t e c t i n gt h ee n v i r o n m e n t k e y w o r d s ：i n d u s t r i a l ，i n d u s t r i a lw a s t e ，l a n d s c a p e ，c o n s t r u c t i o n , i n d i c a t o r s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨童盘堂或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 辩叮 签字日期：年歹月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规 定。特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借 阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 黼呷 签字日期：山7 年土月2 妒r 导师虢疡j 诙f j 签字同期：叫年岁月叫同 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 我国工业化进程 第一章绪论 自1 9 4 9 年新中国成立以来，我国由落后的以农业为核心的经济形态转向了 以工业发展为核心的经济形态，从此跟上了世界的步伐，向着发达的社会主义强 国大步跨进。1 9 4 9 年至1 9 7 8 年是传统的社会主义工业化道路时期。1 9 7 8 年，由 于改革开放等一系列利于经济发展的政策的实施，国民经济又跨上了一个新的台 阶到2 0 0 6 年，我国国内生产总值高达2 0 9 4 0 7 亿元，经济总量列居世界第四位 人均g d p 从1 9 7 8 年的3 8 1 元上升到2 0 0 5 年的1 5 9 3 0 元，达到2 0 0 0 美元，比1 9 7 8 表i - i 国民总收入与工业 国甓国内生严 年份总值 息收人( 亿无)( 亿无)第产业第二产业工业 1 9 7 8弼_ 4 523 6 4 5 2i 玎s 1 7 4 52 1 6 0 7 0 1 9 t 94 0 6 2 64 0 6 2612 7 0 21 9 1 351 7 6 9t 1 9 4 5 4 5 64 5 4 5 613 7 1 62 1 9 2ol g 皓5 “六五”时期3 2 4 9 0 03 2 4 0 lt1 0 1 9 5t1 4 2 5 701 2 8 2 4 0 l i4 8 8 954 8 9 1 61 s 5 95缓52 | 。4 8 4 l 口8 25 3 3 05 5 3 2 3 4 i r 丌4幽02 t 6 23 1 9 昭5 9 8 56$ 9 6 27l 町84 2 6 4 62 2 r 56 1 9 8 47 2 4 387 2 0 8 12 3 1 6l3 1 0 57猢0 l g 阵9 0 4 0t9 0 1 6 0矾43 8 6 663 4 4 8t “七五。时期7 3 0 8 1 1t 3 0 3 681 9 2 1 5 03 1 3 2 892 7 8 7 2 0 l 51 0 2 7 4 l 口盯52z t 端t4 蚂2t3 t0 1 9 8 t1 2 0 5 0 e1 2 暖；86 3 2 3 30s 巧lb 4 5 巧8 1 9 粥1 5 0 3 6 81 5 0 4 283 睡蟮4嘲2湘2 l g 帕1 7 0 0 0 91 6 9 鸵34 2 6 59t 2 t 8o6 4 8 40 1 9 1 8 7 1 8 3 l 蠲1 6 t8 5 0 6 20了t i ti 嗣璐0 “八五”时期1 9 1 9 4 2 51 9 3 0 3 0 53 9 8 8 1 18 8 3 8 1o7 6 9 9 0 9 1 9 9 l2 1 8 2 6 22 1 7 8 155 3 4 2 29 1 0 228 0 8 7 1 1 9 陀z 6 9 3 t 32 6 9 2 355 器661 1 6 9 95i 0 2 8 4 5 1 9 3 5 2 6 0 03 5 3 3 ：39b 9 6 381 6 4 5 441 4 1 8 8 0 1 9 9 44 8 1 0 8 5 4 8 1 9 了9g b - t 2 ，t 2 2 4 4 54 1 9 4 8 0 7 1 9 眄5 锝1 0 56 叽9 3t1 2 1 3 5 8z 8 6 7 9 ，52 4 9 5 0 5 “九五”时期 4 1 7 7 0 t 24 2 3 4 哇3 5t 2 9 8 9 t1 9 6 9 t 1 6l t 2 2 ；25 l 宫9 67 0 1 4 25t “7 661 4 0 1 5 43 3 8 3 502 9 4 4 7 b 1 9 9 77 8 0 6 08t 8 钉301 4 4 4 1 口3 7 5 4 303 2 9 2 14 l 口的 8 3 0 2 4 ，38 4 4 0 2 j 1 4 8 1 763 9 0 0 423 4 0 1 8 4 1 9 9 9 8 8 4 7 9 2b 9 6 7 ti1 4 7 7 0o 4 i 0 3 36 3 5 8 6 1 5 2 0 0 09 8 0 0 0s口9 2 1 461 4 9 4 4 t4 5 5 5 594 0 0 3 36 “十五”时期 7 暖1 33。m 8 9 0 6 4 9 3 5 3 2 7 3 2 7 “4 3 2 瞳 3 i 略3 2 1l 暖 0 21 0 9 6 5 521 5 7 8 134 9 5 1 234 3 5 8 06 2 a 吃。g 田箦t1 2 0 3 3 271 6 5 研o5 3 8 9 6 84 7 4 3 1 3 锄1 3 5 1 7 401 3 5 8 2 28 1 7 3 8 1 7 6 2 4 3 63 5 4 9 4 55 础i5 9 5 8 6 71 5 9 8 7 8 32 1 4 1 2 77 3 9 0 436 5 2 1 0 0 嬲18 4 0 6 8 61 i 2 l t52 2 4 2 0 0f 玲。67 7 2 3 08 “十一五”时 期2 1 3 1 3 1t2 1 1 9 2 3 52 伽o1 0 3 1 5 209 1 3 1 0 9 2 a 2 5 1 4 8 l22 4 9 s 2 9 92 8 0 9 5 o1 2 1 3 8 1 31 0 7 3 6 72 狮 数据来源：国家统计局 第一章绪论 年增长了4 0 倍改革开放以来，除少数年份我国经济增长率低于8 以外，绝大多 数年份的经济增长率都高于8 。 如表所示，从1 9 8 7 年至2 0 0 7 年，我国工业生产总值占国民经济总收入的4 0 左右，占整个第二产业的9 0 以上。在我国工业取得如此举世瞩目成就的同时我 们也看到，由于工业生产而形成的废弃物对人类生存空间所造成的污染触目惊 心，污染排放的数量相当惊人。例如，我国在1 9 9 4 年全国废气排放量1 1 4 万亿 立方米，废水排放量3 6 5 3 亿吨，工业废弃物产生量6 2 亿吨，占地5 5 6 9 7 公 顷1 9 9 7 年废水排放量4 1 6 亿吨，二氧化硫排放量2 3 4 6 万吨，工业粉尘排放总量 1 5 0 5 万吨。由此可见，我国工业垃圾污染日趋严重，这种趋势若不加以控制，最 终必将导致危机的爆发，从而影响到我们的生存。 1 1 2 工业垃圾的定义 工业垃圾是指在工业生产过程中所产生的废弃物，其包括废渣、废水、废气 三种物质形态，固体和液体这两种形态的废弃物一般经过加工处理后还能够为人 们再次利用，而废气只能通过大气的自然净化处理，般不做再次利用。 固体废物污染环境防治法中定义“工业固体废物”是指“在工业生产活 动中产生的固体废物。”这个“工业固体废物”的来源非常广泛，所有与工业生 产相关的包括工业生产前的准备工作等所产生的废物都可以归到其中，而不单单 指工业生产中所产生的废物心1 。”主要行业包括冶金、化工、煤炭、矿山、石油、 电力、交通、轻工、机加工、机械制造、制药、汽车、通信和电子、建材、木材、 玻璃、金属2 n - r 等。种类有生产过程中产生的废弃副产物或中间产物、报废原材 料和设施设备、报废和不合格产品、下脚料和边角料，污染控制设施产生的工业 垃圾、残余物、污泥、回收物等。 “工业废水包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废 液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生 的污染物，生产过程中排出的水。按工业企业的产品和加工对象可分为造纸废水、 纺织废水、制革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。按废水中所含污染物 的主要成分可分为酸性废水、碱性废水、含酚废水、含铬废水、含有机磷废水和 放射性废水等1 。” 1 1 3 工业垃圾的危害 工业废弃物的种类多种多样，不同种类的废弃物对我们的生活产生不同影 响。总体来说，工业废弃物从环境和人类健康两方面影响我们的生活。 ( 一) 工业废弃物对环境的影响 1 污染水体 2 第一章绪论 工业废弃物污染水体的途径有两种。一种是人为的直接吧工业废弃物倾倒于 河流、湖泊、海洋中，尽管这违反国际公约，但仍经常发生。另一种是在陆地上 堆积的废弃物受到雨水的浸渍及其自身的分解，其中的有害物质随雨水渗入地下 水造成地区或区域性的地表水与地下水污染，危害人类健康。 2 污染土壤 废弃物堆放或没有经过适当的防渗措施的垃圾填埋，其中的有害成分很容易 随雨水渗入到土壤之中。土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所。这些微生 物担负着腐解的任务，有害成分进入土壤，杀死微生物，使土壤丧失腐解能力， 导致寸草不生。 3 污染大气 一些有机固体废弃物在适宜的温度下会被空气中的微生物分解，释放出有霉 气体，从而大气。还有一些废弃物本身就是以极小的颗粒存在，它们可能会随风 飘散到很远的地方，造成大气粉尘污染。另外，固体废弃物在运输和处理的过程 中也会产生有害气体和粉尘污染大气，影响人类健康。 4 侵占土地 1 9 9 1 年- 1 9 9 5 年统计资料显示，中国工业固体废物的年均累计堆存量为6 1 9 i 0 9 t ，造成年均占地面积5 4 1 0 8 m 2 ，其中侵占耕地面积4 1 4 4 1 0 4 i n 2 。到2 0 0 0 年底，中国工业固体废弃物累计堆存量高达7 o x1 0 9 t ，占用土地超过6 i 0 8 i l l 2 。 大量工业固体废弃物侵占了农田和土地，致使污染事件频繁发生，严重影响了当 地居民的生活，给我国经济造成了巨大损失。 5 影响环境卫生 我国工业固体废弃物资源化利用率很低。据统计，我国大多数城市的垃圾的 清运量只能达到产生量的一半，无害化处理更是少的可怜，5 0 以上的垃圾之恩 使是已清运的垃圾未进行无害化处理，也会继续危害人类健康和居住环境。 ( - - ) 影响人类健康 日本富山县县痛病事件，美国纽约州拉夫运河河谷土壤污染事件，我国锦州 镉铬渣露天堆积污染井水事件，这一系列无法挽回的灾难性事件已经深深的给我 们敲醒了警钟。尽管近十年来，严重的固体废弃物污染事件发生较少，但因其污 染环境而影响人类健康的危害仍不可低估。 1 2 研究内容 本文研究内容主要有四个方面 ( 一) 全面分析工业固体废弃物产生的来源、种类、再利用途径，重点列出 第一章绪论 能够生产建材的工业固体废弃物及其制品。 ( 二) 分析园林造景各元素所需的基本材料，指出各元素能够利用到的工业 固体废弃物再生制品。 ( 三) 分析工业固体废弃物再生制品的各项指标，进一步论证工业固体废弃 物造景的可行性。 ( 四) 绘制理想景观模型，在模型中说明工业固体废弃物的使用方法及用途。 工业垃圾能够再利用的垃圾再利用制品制品景观化指标体系 l上 分类种类 1 3 研究范围 毒i 翩备原理 图1 - 1 结构示意 施工工艺垃圾本身的品质 制品品质 使用评价 本文研究所有与工业生产相关的环节产生的垃圾。包括生产前期准备工作所 产生的垃圾，生产中产生的废水、废渣、废料等垃圾以及工业成品在运输、销售 中产生的垃圾。在众多工业垃圾的资源化方法中提取那些能够景观化的工业垃圾 进行重点阐述。是对工业垃圾的景观化研究而不是资源化研究，是针对废弃物而 不是废弃地的研究。 1 4 国内外研究概况 1 4 1 国内研究概况 面对人类谋求发展及环境的承载力之间的矛盾，2 0 世纪我国提出了可持续 发展的健康发展观。在景观方面，生态的理念成了最新的亮点，新的景观材料层 出不穷。其中以使用工业垃圾为主要原料并已形成一定生产加工规模的材料有： 由清华大学国土资源研究中心蓝资事业战略发展委员会主席孙恒虎研究出 的新型水泥凝石，其生产材料便是由冶金渣、粉煤灰、煤矸石等工业垃圾制 成，这种水泥在防水、防腐等性能上更优于传统水泥，有效地解决了水泥生产引 发的环境问题，并降低水泥生产的成本。 4 第一章绪论 粉煤灰除制凝石外，还有制砖、制水泥等各方面综合利用价值，粉煤灰综 合利用是国内第一份粉煤灰综合利用专业技术期刊，也是工业废渣织里研究的 重要期刊。期刊的主要内容是介绍粉煤灰用于生产水泥、砖、混凝土等建材在技 术上的操作方法，分析粉煤灰产品作为建材在抗压、抗折、耐磨损等各方面的性 能。粉煤灰综合利用官方网站是粉煤灰综合利用交流的另一个平台。网站的主要 内容有行业动态、学术论文、政策导向、市场导向、技术标准、专家答疑、基础 知识等几个板块，是粉煤灰综合利用技术交流、制品销售的另一重要渠道h ，。 另一种工业垃圾再生型景观材料是木塑。“木塑是2 0 0 5 年我国景观材料界的 又一个亮点。它兼具塑料和木材两者的优良性能，可广泛用于园林景观，其开发 成功为用木质材料代替塑料等材料开辟了一条新路，将缓解国内木质材料供应与 需求间的尖锐矛盾。木塑由锯末、秸秆及灌木枝条等进行塑化后制成，属于环保 型、节约型新材料。其制品具有抗水、抗酸碱、抗老化及热合连接等优点。据中 国林业经济学会副理事长陈根长介绍，木塑产品在欧美国家非常受欢迎，近年来 销售额每年以6 5 的速度递增捧1 。 我国还延伸开发了钢渣的综合利用技术。我国在5 0 年代就开始研究钢渣的 利用，目前钢渣利用的成果有钢渣作钢铁冶炼的熔剂、水泥掺合料或生产钢渣矿 渣水泥、作筑路与回填工程材料、作农业肥料和回收废钢等。据1 9 8 6 年调查， 我国钢渣综合利用情况为：造地占6 0 ，筑路占2 3 ，生产水泥占6 4 ，作烧结 熔剂占5 8 ，其它占4 8 盯1 。此外，钢渣还能用于生产彩色路面砖和钢渣小型 空心砌块。经过测试，其抗压强度和抗折强度均优于普通混凝土。 矿业开采是工业的另一大重头。目前我国对矿渣的综合利用主要有利用尾矿 制砖、利用尾矿生产水泥、利用尾矿生产玻璃、尾矿地区土地复垦等方面。矿 业快报、金属矿山等优秀杂志汇集了多个作者对矿渣的回收、提炼、冶炼、 提取、提纯、生产工艺、技术方法、制法等方面的研究成果，代表了我国对矿业 生产固体废弃物研究的理论技术水平。 废橡胶、塑料、废玻璃的再利用技术在我国也有所进展。目前我国利用废塑 料能够生产的再生产品有涂料、改性沥青、柴油、汽油、粗骨料轻质混凝土、复 合压制板、轻质混凝土填芯复合墙板砌块等。利用废玻璃生产的建材更是五花八 门，其产品有外墙油性腻子、豪华彩色玻璃壁砖、人造大理石、马赛克、仿古砖、 抛光砖、釉面玻璃砖等。 目前我国的工业垃圾景观化虽然已初见成果，但并未有系统化的构建，工业 垃圾的种类很多，各种垃圾的特性迥异，如何把大量的工业垃圾最大资源化必定 是我国研究的一项重大课题。我国现每年在市政景观的方面的投入很大，如能利 用工业垃圾造景，必定会大大地节省成本，这无疑是个利国利民、物尽其美的 第一章绪论 好方法。 1 4 2 国外研究概况 自1 8 世纪英国发起第一次工业革命，欧洲便步入了工业时代，因此，欧洲比我 们更早的面对了工业发展所引发的问题。空气质量下降，饮用水污染，人民健康 水平下降等一系列问题引发了群众极大的争论，甚至有激进者宣称应该废止工 业，回到中世纪手工艺生产的田园时代。 随着时间的流逝，工业化至今已经发展为不可逆的趋势，现代人生活离不开工 业，针对工业所引发的问题，我们只能尽可能的使之弱化，以最小的环境代价获 取最大程度的工业价值，使工业为人类造福。“循环经济”一词便是在这种背景 下提出来的，所谓循环经济，是指“在人、自然资源和科学技术的大系统内，在 资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的 线形增长经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济暗】。” 循环经济在各个国家的实施各有特点。美国以技术来提升垃圾的回收率，日 本则以垃圾分类的细化著称，德国大力发展资源回收再利用，韩国则推行废物再 利用责任制。当然，所有的循环经济都是建立在政策支持和法律约束的基础上的。 工业垃圾景观化，最早出现在欧洲现代艺术运动的达达主义艺术作品中，以 杜尚最为著名。在杜尚的作品中，常常以自行车、废机械零件等制做成装置艺术， 宣扬艺术表达的是思想而不是服务于视觉的艺术观点，影响了一代艺术家，至今 装置艺术仍然颇为流行。另一位乌克兰艺术家a n d r e ws e v e n ，n k o 则用工业垃圾 部件堆砌成各种各样的怪兽，也使工业垃圾成为一种艺术品。 还有一些利用工业生产废弃地改造公园的实例，如德国国际建筑展埃姆舍公 园( i b a e m s c h e r p a r k ) 中的一系列项目、德国萨尔布吕肯市港口岛公园( b t i r g p a r k h a f e n i n s e l ) 、德国海尔布隆市砖瓦厂公园( z i e g e l e i p a r k ) 、德国l a u s i t z e 地区露天 矿区生态恢复、美国波士顿海岸水泥总厂及其周边环境改造、美国丹佛市污水厂 公园( n o r t h s i d ep a r k ) ，韩国金鱼渡公园等旧1 。 1 5 研究目的 目前我国对于工业垃圾的处理己经有了一个完整的体系，但何种垃圾能够作 为景观材料，为园林造景美化环境所用，以及如何使用等一系列问题，我国工业 垃圾景观化的方法与流程还没有形成制度和规模。我国是一个工业大国，每天都 会产生大量的工业垃圾，这些垃圾如果没有得到适当的处理就会危害人类健康、 破坏生活环境。 6 第一章绪论 如何妥当的处理工业垃圾长期以来一直是困扰人类的一大问题。本文首先提 倡工业清洁生产，呼吁工业生产厂家通过采用先进的工艺技术设备、使用清洁能 源、改善管理、综合利用等一系列手段从源头上消减污染。对于一些无法避免的 工业垃圾，则寻求通过景观化的手段结合先进的垃圾处理技术再利用起来，最终 确定再生材料景观化指标体系，以供更多的景观设计者参考。 工业垃圾景观化，变废为宝，变丑为美这一论题的提出无疑为工业垃圾提供 了一个新的好去处。它不仅能为景观设计提供新的材料、新的创作灵感，为人们 如何看待工业垃圾提供一个新的视角，更重要的是它能够节省成本，降低造价从 而实现循环经济、可持续发展。 1 6 研究方法 本课题拟采用查找资料、实地考查、归纳总结、理想模型等方法进行研究。 ( 一) 查找资料 借助网络、图书馆等现代化便利条件了解工业的种类，进而了解各工业生产 流程及其废弃物，对于能够再利用的工业垃圾及其制品进行着重分析，尤其是再 生建材制品的种类和特性，考虑其与景观建设材料的关联。 ( 二) 实地考察 考察景观工程做法以及国内利用工业垃圾造景的成功案例。咨询施工单位使 用工业垃圾制品建材与非工业垃圾建材在施工上的区别以及成本的差异。随机调 查使用者对于工业垃圾造景的看法以及心理接受程度，以确定工业垃圾造景的各 种指标体系。 ( 三) 归纳总结 对于收集来的资料进行归纳和分类，把不同性质的工业垃圾分为物理处理和 化学处理两大类。并具体从颜色、肌理、特性等方面说明各自的处理方法、能够 应用的艺术技术手段。 ( 四) 绘制理想模型 假设在理想条件下完全使用工业垃圾再生制品进行景观建设，以研究工业垃 圾再生制品造景的可行性及审美价值。 7 第二章工业垃圾的分类及其内容 2 1 重工业 第二章工业垃圾的分类及其内容 2 1 1 冶金工业固体废弃物 冶金在整个工业体系中占有重要地位，从大型机械制造到生活工艺品加工， 可以说任何工业都要或多或少的使用到金属制品，因此，冶金工业的生产过程及 其废弃物的加工处理一直受到人们的广泛关注。 高炉渣是冶金工业中产生量最大的一种废渣，据统计，我国每年排放的废炉 渣有3 0 0 0 万顿左右，大量的弃置的废炉渣不仅侵占农田，而且污染空气，因此 应尽快提高我国高炉渣的综合利用率，实现高炉渣的循环利用。“高炉渣是冶炼 生铁时从高炉中排出的废物。炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭和助熔剂( 石灰石 或白云石) 烧结矿和球团矿等。在高炉冶炼过程中，各种物料通过热交换和氧交 换发生复杂的化学反应。当炉内温度达到1 3 0 0 - - 1 5 0 0 c 时，炉料熔融，矿石中 的脉石、焦炭中的灰分和助熔剂等非挥发性组分形成以硅酸盐和铝酸盐为主、浮 在铁水上面的熔渣，称为高炉渣n 引。” 高炉渣倒入热泼坑内，浇水冷却得到矿渣，强度相当于天然石料，破碎后可 做混凝士骨料。高炉渣在渣坑或渣场冷却后经过破碎、磁选和筛分得到矿渣碎石， 可用于混凝土骨料和填充路基、地基材料。高炉渣与石灰、粉煤灰等材料可制成 免烧砖和砌块。由于高炉渣中含有某些矿物质，因此还可以代替粘土和石灰石生 产水泥，并且能够使水泥强度、耐热性、抗侵蚀性、安定性等性能得到提高，目 前我国9 0 的水泥生产都使用高炉渣作为基础材料u 。 此外，高炉渣还有很多制品。以矿渣为主要原料，可以制成矿物纤维保温材 料，具有质轻、耐氧化、绝缘、不腐蚀金属等优点。在炉料中加入氟磷灰石作为 稳定剂，可以浇注石制品，其产品比普通铸石有更高的稳定性和抗冲击力。高炉 渣和陶土的混合物还可以用来制成瓷砖、地面砖，其性能均能达到同类产品要求 的指标。 矿渣微粉可以用作混凝土掺和料。在混凝土中配加细粒高炉渣作掺和料，可 以提高混凝土的密实度，改善混凝的过渡层结构，提高混凝土强度和耐久性， 使混凝土具有良好的施工性能，是国际公认的生产高性能混凝土的主要组分之 一，并且具有良好的经济效益。 第二章工业垃圾的分娄及其内容 将冶金渣、粉煤灰、煤矸石等各种工业废弃物磨细后再“凝聚”而成的石头， 称为凝石，这是由清华大学国土赘源研宄中心蓝资事业战略发展委员会主席孙僵 虎研究出的新型水伲，由于这种水泥在强度、密度、耐腐蚀性生产成本和清洁 生产等方面表现均由于传统水泥因此在未来很有可能代替传统水泥而成为水泥 市场的丰导。 冶金下业同体废弃物中的钢涟也能够作为水泥生产的配抖水泥生科配料 中通常台有铁粉钢渣生产水泥正是利用了矿渣中的铁元素有效调节了生料化学 成分另外，钢渣中的硅酸钙矿物还可咀起晶种作用，加速熟抖的形成，有利于 降低能耗，提高产量。利用钢渣水泥配制混凝土，有2 0 0 号和4 0 0 号两种其产 品特点是耐磨性好、耐腐蚀、抗渗透力强、抗冻等，用于民用建筑的粱板、楼梯、 砌块等。 图2i 劓渣铺路 图片来源地m 型! 竖l 血磐g 墨蝤盟! 型! 妊! 睦生迪g ! 三2 世生! ! 丝 充分陈化的钢渣可以适用于铁路、公路、工程回填、修筑堤坝、填海造地等 工程。我国武汉的武黄公路豹獬匝道便是首先试验成功的一条“钢渣路”。钢渣 碎石作为公路的路基，渗水排水功能表现良好有效保障了公路的质景，钢渣做 路面沥青材料具有强度高、稳定性好、不滑移、膳损率小、与沥青结台牢同等 优点但由于钢渣铺路需要对钢渣进行特殊处理成本方m i 还是一个问题有待 国家政莆的扶植和技术的深一步研宄。 我国还延伸开发研制钢渣彩色路面砖的成果。钢渣产品中细颗粒粉渣可代替 混凝土材料制成彩色路面砖和小型空心砖，用于美化城市和园林建设。“其特征 就是使用钢渣来代替粗、细沙子及石子。在彩色路面砖的原料里除传统村料外加 入钢遗在其成型过程中在模具的顶板安装j 一1 j 十倒置的多角形或圆形锥体 使砖在成型时背面留f 一系列倒锥形孔洞同时锥体的尖部穿透砖正面的凹形花 纹，于是就形成可透水的孔洞( 图2 - 2 ) 。这种做法与陶瓷透水砖丰f i 比成本更低 而且_ ：用煅饶节省能源保护环境。与水泥透水砖相比抗冻性更强，且能轻易 制成彩色亮断。倒锥形孔结构设计和花纹凹槽集水系统还使该产品有更好的透水 第二章工业垃圾韵分类及其内容 性。”在降雨丰富的南方地区和降雪丰富的北方地区透水砖的应用在雨水、雪 水下潘补充地下水源l l 及保障行人安全等方面十分重要，因此透水性铺装材料值 得在园林景观建设中大力推广”1 ， 圈2 - 2 钢渣透水砖刮作原理示意图 2 i2 石油工业固体废弃物 百油工业废弃物的处理是石油工k 环境保护的大难越。随着国内外环境保 护法规的日益严格，这一问题更加突出。石油工业从油气的勘探开发到采集运输 再到炼0 和磊油化工，每一环节都会产生大量的废弃物，其中主要种类有，废酸 液、废碱液、废白土渣、废页岩渣、油罐底底油污泥各种废弃催化荆以及污承 处理场活性污铌等。石油工业还有具有化学性质污染的固体废弃物其特征污染 物是石油烃类。这些废弃物中不乏一些有害化学成分甚至致癌成分这些废弃 物如得不到妥当处理饭有可能通过鱼贝等食物链危害人类健康。 在这些固体废弃物中，废催化剂和石油化t 企业白备热电厂的粉煤灰占有很 大比重：废催化剂上有大量金属污染物：而粉煤灰国内目前利用率较低，大蓦 储 存在灰场而大部分灰场堆放在耕地上。大量的粉煤灰既占用了农田叉污染空 气，急需得到恰当的处置。 在景观建设中可以利用粉煤灰制作水泥、粉煤灰砖、粉煤灰硅酸盐砌块， 加气混凝十及其他建筑材料，还可用作植物肥科和土壤改良剂。 粉煤捉水泥是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、适鞲石膏磨细制成，水泥中粉煤 灰掺逅有2 0 一4 0 ，也称为粉煤灰硅酸盐水泥。粉煤灰水泥在强度上不如普通水 泥，因此掺入量越少水泥强度越大，在实际生产中，应考虑水泥所用位置选用不 同参配比的粉煤灰水泥以达到最佳效果； 粉煤灰制砖的种类繁多，有蒸胍免烧粉攥灰砖、高掺量粉煤灰烧结砖、高掺 量粉 某灰多扎砖。粉煤灰砖可咀用下建筑的墙体和基础力学性能指标都能满足 应用且县有较强的价格竞争力，但需要有新技术的配套保障，才能使其不断完 第二章工业垃圾的分类及其内容 善，广泛的应用于建设工程中。 通常所讲的粉煤灰棍擞土是指配制混凝土混台料时将耪煤灰作为一种组分 j j 八搅拌机而成的混凝土。不同于粉煤灰水泥混凝士中掺入粉煤灰可以改善混 凝土的性能达到更好的工程效果。不同等级的粉煤荻应用于不同等级的涅凝土 一级粉煤灰适用于有筋混凝土，二级粉攥灰适用与有筋或无筋混凝上，三级耪煤 灰只能用于无筋混凝土，上海杨浦大桥、上海广播电视塔等大型工程混凝土中 均加 了粉煤灰，并取得了良好的效果。 在石油工业具有化学性质的固体废弃物污染方面其主要污染物为烃类。石 油烃类在自然条件下可发生生物降解儿逐渐自净但这种降解过程非常缓慢。需 要人为的优化某些条件以加快生物降解速度。目前对于烃类废弃物的处理挂术有 三个方面，即土地处理往、堆肥处理法和污泥生物反l 踅器法。经过土地处理的石 油外采废弃地在特定的条件下可以复垦，或开发为旅游休闻区，石油开采过程中 遗弃的机械、厂房设备等也可以作为装置艺术以毋大程度的降低人类活动对于自 然界的破坏。 ， 2 13 矿山工业 嘲2 - 3 柑堞捉砌块砧、混糕土砌块 图片来源丛毯曲! s 竖垣坠蛆型m 丝l i 三p 矿产是人类社会生产发展的重要物质基础之一，我围9 j 的能源和8 5o $ 的原 材料都来自矿业+ 因此矿业对国民经济的发展起着至关重要的作用。矿业固体废 弃物是指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。我国每年需要的矿产量很 大，但由于矿石的品味普遍比较低，多数为贫矿，所咀就产生了大量的废弃物， 这些废弃物质中不乏还有很多可l l 再次利用的产品：矿业固体废弃物的增加还会 对火气、土壤、水资源产生污染因此，对于矿业固体废弃物的再利用和无害化 处理就显得尤为的关键了 尾矿可以通过再选来提熄更多可利用的物质例如铁、有色金属、铅锌、铝、 第二童工业垃圾的分党厦其内容 锡、钽、铌、钨金等，但更重要的是，尾矿踱弃物还可以应用在建村工业当中 尾矿可以制作成的景现建材有：砖、水 j 己、玻璃、加气混凝土、仿花岗岩、路基 等， i 利用尾矿制砖 砖在园林建设中的应用非常广泛。如景墙、坐凳、小品、花坛、铺装等，都 会用到砖，尾矿的成分包括化学成分和矿物成分无论何种类型的尾矿，主要组 成元素不外乎0 、s l 、t i 、a l 、p e 、m n 、m g 、c a 、n a ，k 、p 等几种。较为普遍的 制砖工艺是使用4 0 的粘土和6 0 的尾矿加水混匀陈化再经过物化检测、真空 挤、干燥、烘培等程序，出窑冷却后即可得到成品。成品经过测试各项指标均符 合国家制砖标准。尾矿制砖的产品种类很多主要有黄金尾矿制做蒸压砖、彩色 路面砖铁尾矿制作免烧免蒸砖，铜尾矿制作蒜压砖、混凝土路面砖，锌尾矿制 作非结烧砖、空心砌块、低硅铁尾矿制作彩色路面砖等等。 2 利用尾矿生产水泥 几乎所有的园林建设构筑物都会用到水泥。通用的水泥土要指硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥和复合硅酸盐水泥，水泥的强度取决于熟料烧成的情况及熟料中的矿 物组成。尾矿用于生产水泥就是利用尾矿中的某些微量元素影响熟料和矿物 的组成，例如铁铝尾矿用于生产铁铝盐酸水泥硅尾矿用于生产硅酸盐水泥等。 我国已有许多利用尾矿生产水泥的企业已投入生产并取得了良好的效果，如亲杭 县水握厂生产的钢铁尾矿水泥、凡口水泥厂生产的铅锌尾矿水泥等。 3 尾矿生产玻璃材科 铜、铝、黄金、铁的尾矿都可以制造玻璃。尾矿制造的玻璃并不是我们日 常所见的透明玻璃，而是类似于花岗岩、大理石之类的饰面。可以用于景观路面、 景墙、小品、公共设施中。其理化性能均能满足有关饰面材料的技术性能要求， 外观装饰也不台比天然太理石逊色并且具有高强、酎培和腐蚀等更为优越的性 能，工艺简单，成本低廉不失为园林建设中的新型环保材料， 图2 4 尾矿玻璃l 图h 泉榷衄垡盟竖竺k 业邕q 畦 第二章工业垃圾的分粪及其内容 4 矿区土地复垦技术 矿区土地复垦技术己不是仟么新鲜事。国内外很多利用矿区再造花园的实例 均值得借鉴和学习，利用尾矿固体废弃物进行填充复垦既可以处理掉阎体废弃 物由于堆放所引发的环境问题，x 可以整治由于采矿儿破坏的土地，同时为国家 多提供了建设崩地不失为一种一举多得的方法。废矿的填充物主要有废石、煤 矸石、粉煤灰等。经过复垦井成功的土地可以用作景斑园林建设的场地是对尾 矿的延伸利用和新一轮的开发。一些工业废弃地i - 往往会遗留f 工业生产废弃的 构筑物，如杜伊斯曝北风景公同( 图2 5 ) 保留了工业原有的生产构筑物呼就 了一处风格独特的后工业风格现代景观。 图25 杜伊斯堡北风景公同( 网h 来源 2 14 化学工业 化学工业自其产生便是喜忧参半喜的是其突破自然界原有物质的跟制创遣 出更多的新材料眦改善人类的生活，大大推动了人类文明的进步忧的是其坚固 耐用而不可再分梓给地球环境造成了巨大的威胁。如果化工制品能够运用到当前 中国正在蓬勃发展的景观业，无1 ：是一件利国利民利环境的事情。化工材料可以 概况为金属材料、无机非金属材料和浆台物材料三大类无机非金属材料包括 玻璃、陶瓷、水泥和搪瓷等无机非金属材料主要指特种陶瓷、聚合物材料主要 包括耀料、化学纤维羊橡胶三二大娄： 1 废碎玻璃苒利用技术 废碎玻璃是种很有前景的再生资源这种资源如果能得到积极回收和充 分利用不仅能节省资源还有利于保护环境，具有畦大的社会教益和经济效益。 近年来，国内外对废碎玻璃的开发利用发展很快，已经出现的产品育玻璃纤维、 第二章工业垃圾的分类及其内容 饰面砖、泡沫玻璃、玻璃马赛克、人造大理石、长效玻璃肥料、易熔釉原料等， 芬兰还利用回收废酒瓶和其他玻璃器皿等烧结成一种新型贴面成品。这种新材料 可作为室外建筑墙面、室内墙壁和地面、绿化带路面等装饰材料，而且具有透气 性好、耐火、耐冻、使用寿命长等特点。有机玻璃浆液具有很大的粘性可作为 景观建设中的粘结材料使用将有机玻璃浆液中加入增塑荆，可配制成防水剞， 这种废料既节约工程赞用，操作又简单还有效的利用了资源和保护了环境。 图2 _ 6 废玻璃制作马赛克 图片来源丛吐丝世鼬地坠世签墅盟查i 业型蟹四坚监垦型墼四些蛆越三! 盟墨竖 2 陶瓷工业废弃物再利用技术 过去我国陶瓷工业固体废弃物的后处理现状很不理想，对与陶瓷废渣科的处 理多数采用不环保的填埋法，不仅占用了大鼍土地，也污染了土壤、水体、大气 等。糖着能源危机的加深和人类环保意识的增强，现在国内外对陶瓷废料的再利 用技术越来越成熟。 陶瓷工业废品的主要来源有：1 陶瓷原材料开采、加工、粉碎、分筛、淘洗 过程中产生的矿渣，粉尘、废屑、污泥等。z 陶瓷废品3 废模具4 废泥渣、废 砖屑。陶瓷废料应用于生产透水广场砖、劈开砖( 劈离砖) 、水泥混合材、混凝 土。陶瓷废料还可以用来制造陶粒新型建材制品，其产品具有吸音、减震、蓄水 及作为轻质陶粒混凝土骨料等功能。 3 废塑料再利用技术 白色污染如今已经成为一个困扰整个世界的问题。目前全世界塑料的总产 量已经超过1 亿吨，严重威胁了人类未来的生存环境。因此，今天对于白色垃圾 的积极处理尤为重要。废弃塑料在景现建设中的应用主要还是通过由其制造的 建村产品来实现的。废塑料可以和耪煤灰制瓦，塑料与粉煤灰有良好的结合力 第二章工业垃圾的分类及其内容 生产出的瓦具有较高的强度和寿命。废聚苯乙烯泡沫塑料可以用来做隔热保温材 料，废泡沫塑料可以制备防水涂料。以废塑料制成的建材不仅具有巨大的经济效 益，同时还能形成良好的环境效益，积极开展废塑料在利用技术的研究，对与废 弃物再利用产业的形成，保持国民经济可持续发展是非常必要的。 2 1 5 建筑材料 近年来，我国高速发展的城乡建设带来了大量的建筑垃圾。据统计，我国建 筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的3 0 - 4 0 ，其中包括沥青、混凝土块、渣土、 废砖瓦类、废铜铁及其他装潢建材。这些垃圾中很多长期以来都是靠填埋处理， 不仅破坏生态，还占用了大量土地。如果能集中回收综合利用这些垃圾，既有利 于变废为宝，节省土地，也有利用于保护环境。实现建筑垃圾减量化、资源化， 具有较大的经济效益和社会效益，因此值得大力推广。 1 废旧混凝土再利用 传统废旧混凝土处理方法主要是运往郊外填埋，这样不仅会增大运输成本， 。还会占用郊外耕地，对城市郊区的环境造成破坏。二- 方面，大量还可以再利用的 混凝土被白白浪费，另一方面，生产新的混凝土必然要开山采矿，造成环境的再 度破坏，如此进入恶性循环。目前我国己研究出将大量混凝土经过破碎、筛分、 清洗、强化等加工程序生产出混凝土的“再生骨料”以代替混凝土制造中所需的 天然石，大大降低了成本，同时还不失原有混凝土的强度和性能。 2 建筑废渣 在建筑建造过程中，必然会出现大量的建筑废渣，这些废渣只要经过粉碎机 的处理，即可再次用于砌筑砂浆、抹灰、地面和混凝土垫层。同时，建筑废渣还 可以用来制砖。河北省邯郸市已经成功将建筑垃圾粉碎后加入适量的粉煤灰、水 泥制成墙体砖，该转强度高、耐腐蚀。将废弃混凝土和和混油砂浆的废弃碎砖块 分别磨至不同细度作为矿物参合料可以部分代替水泥。对建筑垃圾中的有机成分 进行清除、破碎至符合要求后，可以用作园林内道路的路基垫层。还可以利用建 筑废渣制作景观假山等。 3 其他建筑垃圾 建筑工业除了会大规模的产生废旧混凝土和废渣以外，还有一些产量不大， 但也可以用作园林造景材料的废弃物并能收到较好的景观效果。例如，从建筑外 墙拆下来的青石板和砖墙片段，略加修整即可作为园林小路铺装再次使用。一些 从老房子上拆下来的青瓦，也可以立铺再次作为园路铺装，形成别具一格的效果， 丰富园林肌理。建筑垃圾还可以通过利用色彩、肌理、材质、明暗分类再运用艺 术手法进行搭配组合，使园林空间变得丰富有趣，材质变化无穷。建筑废弃物还 第二章工业垃圾的讣娄厦其内容 可咀制作景观中的廊亭、座椅，景墙、花坛、雕塑小品等 21 6 机械制造业废金属 机械制造业是指生产制造机械的工业部门产品主要包括：农业机械、矿山 设备、冶金设备、动力设备、化工设备以及工作母机等制造工业在整个工业中 处十核心地位，为其他工业、农业、运输、国防等提供技术装备支持。代表着一 个国家的实力和科技发展水平。机械制造业的发达必然导致金属垃圾的大景出 现，据统计，我国每年至少有5 0 0 万吨废钢铁、2 0 多万吨废有色金属，没有得 到充分的回收利用，既浪费资源又污染环境令人痛心疾首。 机械在其生产过程中会产生大量废料，包括切屑、金属粉末、边角料，残次 品、废工具、铸造中的浇冒口、报废的铸件以及陈旧报废及其设备或零件。机械 的报废主要有两个原因，一是由于长期使用老化致使机械零件失效而不能使用， 二是由于技术更新换代导致旧