2008.1.11广州绿色施工会议 参会论文.doc

当前国内建筑废弃物减量化和再利用展望 张帅 同济大学土木工程学院，上海，摘要说明了当前国内建筑废弃物减量化和再利用的现状及问题，国外建筑废弃物利用的情况和发展历史，以及日本建筑废弃物处理发展特点和给我们的启示，介绍了国内建筑废弃物处理遇到的主要技术问题和政策问题，最后对建筑废弃物处理提出发展建议。当前建筑废弃物利用的现状中国的建筑废弃物产生途径及产生量和再利用情况及已经具有的再利用技术和设备，规范条文 随着中国经济的快速增长，相应的垃圾处理问题变得日益严峻，以往的垃圾处理以简单填埋为主，占用大量土地，并产生严重的环境问题，越来越不能适应当前的经济和社会发展要求。2006年全国新建和拆除建筑物所产生的建筑垃圾量超过5亿吨，一万吨垃圾填埋大约占地一亩，那么填埋这些建筑垃圾所需要的土地量约为50000亩。建筑垃圾填埋处理的缺点主要有以下几个方面：（1） 占用大量土地。城市所产生的垃圾多运至郊区填埋，所以我国许多城市被垃圾山所包围，以北京为例，航测表明，1999北京周围已被7000多座垃圾山包围，其中直径50米以上的垃圾山就有5000多座。解放初期，北京每年排出的垃圾有40万吨；80年代中期，达到每年300万吨；到今天北京每年的建筑垃圾量已经达到2000万吨以上。这些垃圾，覆盖了京郊8000多亩土地，使本来就十分有限的土地资源更为紧张。国内其他城市也多面临类似问题。（2） 污染环境。建筑垃圾的产生、收集、运输过程处理不当会产生粉尘污染。其中的有机材料分解及发酵会产生有毒有害气体，造成大气污染。建筑垃圾填埋后，受到外界雨水等的淋溶、浸泡，形成垃圾渗滤液，这些液体在渗透或者水流搬运下，会造成对周边地表水或者地下水以及土壤的污染。垃圾填埋会阻断土壤生物链，形成永久性危害。（3） 浪费资源。建筑固体废弃物主要由废砖石、废弃混凝土、砂浆渣土、碎瓷砖、碎玻璃、废竹木材料、废金属以及各种包装材料等组成。其中的砖石、混凝土等材料属于惰性材料，经处理后还可以作为建筑材料使用，其力学性能完全可以达到一般工程的质量要求。玻璃、金属材料经分选重新回炉后产品的性能基本不受影响。当前，建筑垃圾中除钢筋等得到回收利用外，其余材料大都被进行简单填埋处理。建筑垃圾中，混凝土和砖石占总质量的绝大部分，在日本，建筑垃圾的再利用率达到了90%以上，只有极少数的重金属等被作为垃圾处理掉，绝大部分得到了利用，砖石、混凝土等材料作为不可再生资源是巨大的浪费。我国当前已经有了一些建筑垃圾处理的应用，比如利用建筑垃圾生产砖、砌块及再生混凝土等，但是应用的范围还是不够广泛。另外建筑垃圾中，邯郸有用建筑垃圾生产砖、砌块的专业企业，年处理能力达到30万吨。企业在产品的运输、销售、税收等方面得到了当地政府的扶持。厦门市建设系统在2005年初立项,把利用建筑垃圾制造墙体材料列入重点研究课题。07年这项科研成果已被厦门市垦鑫新型建筑材料有限公司采纳,现已投资800多万元建立两条生产线,初步形成日消纳建筑垃圾两百吨、日产十万块标准砖的生产能力。此外太原、兰州、上海等地也有类似利用建筑垃圾生产墙地砖、砌体等的企业。但是当前还存在的主要问题有：大部分建筑施工产生的垃圾仍被简单填埋，没有得到利用，目前还没有国家强制性法律规范用于指导建筑施工企业及业主的废弃物再利用及处理方法。建筑垃圾的处理还停留在企业的自主行为，相关建筑垃圾处理企业仍是以盈利为目的的单位实体，建筑垃圾的处理行为具有不确定性和可变性。建筑垃圾的处理需要相关法律法规的保障，也需要相应技术标准的规范。目前国内该部分做的还不够。国外建筑废弃物利用现状和发展历史 列举日本，美国及欧洲在利用的现状和发展历史（发展历史以日本为主要例子）国外，如日韩、美国、西欧等国家的建筑废弃物处理利用已经比较成熟。上世纪80年代以来，发达国家进入循环经济时代，其施工企业也相应实施绿色施工（亦称清洁施工、环保施工）。美国、加拿大等发达国家，施工工地清静、清洁，普遍采用预拌混凝土和预制混凝土构件、钢构件、木构件，使用高效的环保型工程机械作业，建设副产物得到再生利用。为了促进施工企业实施绿色施工，日、美、德等发达国家，都制定了相应的法律、法规、政策，对具有绿色施工能力的企业，给予奖励。 美国是较早提出环境标志的国家。美国政府制定的超级基金法规定：“任何生产有工业废弃物的企业，必须自行妥善处理，不得擅自随意倾卸。德国是世界上最早推行环境标志的国家。德国的每个地区都有大型的建筑垃圾再加工综合工厂，仅在柏林就建有20多个。德国钢筋委员会1998年8月提出了“在混凝土中采用再生骨料的应用指南”；法国利用碎混凝土和碎砖块生产出了砖石混凝土砌块，符合与砖石混凝土材料有关的NBNB21-001（1988）标准；英国已开发了专门用来回收湿润砂浆和混凝土的冲洗机器。建筑废弃物处理体系作为一个系统工程，国外已经相对完善，尤其是西欧、北美及韩日等发达国家，如，韩国在2002年建筑废弃物的再利用率达到了83.4%。 从上世纪90 年代以来，美、日等发达国家的建筑出版商，已纷纷出版“绿色建筑技术手册”（设计、施工、运行）等介绍和推广绿色施工的技术书籍和刊物，促进了绿色施工的技术进步。以下以日本为例，介绍日本在建筑垃圾再利用的发展历史，并给国内建筑垃圾处理的发展提供有益的借鉴。 据调查统计，日本建设废弃物60%是土木工程施工中排出的，40%是建筑工程施工中排出的。1995年统计废弃物再生利用率：土木工程约68%，建筑工程约42%，这是因为土木工程主要是大型公共工程，是国家行政主持的项目，要起引导和表率作用，对废弃物的处理，提出了明确的再生利用要求。而建筑工程大部分是民间工程，很难组织和作明确的规定，而且排出的废弃物种类多，数量少，混杂在一起，处理起来较困难，再生处理往往增加施工成本，因此再生利用率低。 建设废弃物排出量及其成分比例（日本1995年调查）建设废弃物及其成份排出量（单位kt，数据精确到万位）所占比例（%）土木工程废弃物建筑工程废弃物排出量（kt）再生率（%）排出量（kt）再生率（%）总排出量61600683760042沥青混凝土块36000373450082120062混凝土块360003717800691860060建设混合废弃物100001016008790011建筑废木料6000660069570037建设污泥1000010700014270014 从表中可看到，沥青混凝土块和混凝土块所占比重大，这与国内的建筑垃圾组成有相似。建设混合废弃物及其成分比例。建设混合废弃物是多种物质混杂在一起，其中有：废塑料、碎玻璃和碎陶瓷、废纸和纸屑、金属屑、木屑及其它物质等等，其组成成分和各成分所占体积百分比和重量百分比如表- 所示。建设混合废弃物及其成分比例（日本）名称体积百分比（%）重量百分比（%）碎玻璃和碎陶瓷23.250.2废塑料22.910.4碎木屑20.513.4金属屑10.815.5纸屑17.16.2其他5.54.3建设废弃物非法丢弃（ 到处乱扔）现象严重日本非法丢弃的建设废弃物的种类及其所占比例如表所示1995 年 ，从表中可见，到处乱扔的建设废弃物中，废木材和碎木屑所占比例大，这大多是旧建筑物拆除和装修时产生的。建设废弃物到处乱扔现象严重影响人们的生活环境，随着生活水平的提高和环境意识的增强，对非法丢弃反映越来越强烈。非法丢弃建设废弃物的成分和比例非法丢弃建设废弃物总量为389507t名称丢弃量（t）所占比例（%）废木和碎木16231641.7建设废材13430334废塑料152294碎玻璃和碎陶瓷122403建设污泥34631其他建设废弃物6348916.3日本对建设副产物和废弃物的处理和再生利用很重视，早在1970年就制定了“有关废弃物处理和清扫的法律”（称废弃物处理法）。1991年3月，日本建设省（部）实行“再循环法”提出，有效地利用资源，保护环境，建立“资源循环型社会”，将每年10月定为“再循环推动月”，进行广泛普及的启发活动。1993年5 月制定了“推进建设副产物正确处理纲要”，为建设工程的业主和施工者妥善处理建设副产物制定了标准。1994年6月制定“建设副产物对策行动计划”积极推进建设副产物再循环政策，建立有关建设副产物处理的制度和措施，由建设工程业主，施工者和副产物处理单位三者组合成一体共同推进执行建设副产物处理对策。1997年10月，修改“再循环法”，制定了“建设再循环推进计划97”，该计划从建立资源循环型社会的观点出发，要求建设工程从规划、设计到施工的各个阶段贯彻以下三项基本政策：a) 抑制建设副产物的产生b)促进建设副产物的再生利用c)对建设副产物进行妥善处理1998年8月，建设省制定“建设再循环指导方针”，要求工程业主在建设工程规划、设计阶段制定 “再循环计划书”；施工单位制定“再生资源利用计划书”和“促进再生资源利用计划书”。1998年12月，进一步修改了“推进建设副产物正确处理纲要”。2000年5月制定公布 “建设工程用资材再资源化等有关法律”，简称“建设再循环法”。 “由国家来推进采购环保产品等有关法律”，简称“绿色采购法”。2006年6月制定公布“推进形成循环型社会基本法”，简称“基本框架法”。“(改进)废弃物处理法”最初在1970年制定，后经1991年和1997年两次修改，最后于2000年再次修订。 此外还有 “促进废弃物处理指定设施配备的有关法律”（关于建设废弃物处理设备如何在全国各地布局设定）， “促进资源有效利用有关的法律”（简称促进再生资源利用法）等。 从上面介绍可看到，日本对建设副产物处理有了一系列完整全面的措施，政策和法律，这些都是集中大量人力经过长期深入研究和讨论，通过大量调研工作，并吸收欧美经验才能制定出来的，很值得我国学习和借鉴。日本在近些年在建筑垃圾利用方面的进展如下表所示：建设副产物再生利用现状和目标值副产物类别1990年再生利用率（%）1995年再生利用率（%）2000年再生利用率目标值（%）建设废弃物425880沥青混凝土块508190混凝土块186590建设污泥211460建设混合废弃物211150建设废木料564090建设工程排土363280据统计，2000-2001年度日本在建筑材料循环利用方面主要数据如下沥青、砼再生资源化率98.0，砼块再生资源化率96.0，建筑污泥资源化及脱水41.0，建筑废木材循环利用率，38.0，建筑废木材焚烧率45.0建筑废弃物整体整体资源化利用率85.0，建筑废土有效利用率60.0资料来源: 日本推进循环型社会形成基本计划附表，日本建筑工程废弃物处理主要有以下几个特点值得我们仔细学习并在推广循环经济中借鉴：（1）及早制定关于建筑垃圾再利用的指导性文件，为细化奠定基础；（2）推广中注重对民众进行宣传教育，提高大家对相关政策的理解，为法规的执行奠定群众基础，提高政策的认知度和可执行性。如日本的某个垃圾处理场对外开放，经常接受市民及广大的参观，虽为工厂，但也是一个环保教育的基地。（3）政策的制定有一定的前瞻性，对建筑垃圾处理采取“因材施教”，不同垃圾采用不同处理方法，提高法规的可执行性。（4）日本在建筑垃圾处理方面的成就有目共睹，很重要的原因是其完善的法规体系对其执行的巨大推动和保障作用，没有相关法规的约束，环保很难取得如此巨大的成果。（5）配套设施的完善。建筑垃圾的处理是一个系统工程，在有法规保证的前提下，相关配套设施的完善对措施和政策的执行具有重大影响。在一个长的产业链中，如果相应配套设施不完善，也会出现某个环节态度积极，但是囿于能力有限，而出现心有余而力不足的现象。当前建筑废弃物利用需解决的主要技术和政策问题及其现有条件分技术需要，那些，包括填埋、焚烧还有磨碎再用得废骨料重新利用技术垃圾处理主要需要解决的问题有以下几点（1）固体惰性材料的再利用技术该类材料主要包括废弃混凝土、砖石及废弃砂浆等。再利用方面主要有以下几种：作为路基、建筑基础回填等材料。在道路施工中，需要大量具有一定强度的惰性材料作为路基材料。当前中国正处于基础设施的大规模建设期，道路建设规模巨大，近几年每年投入到公路建设的资金达到2000亿以上，年通车里程达4000公里以上，公路建设中路基施工对材料的要求相对较低，路基材料主要有水泥稳定沙粒或碎石以及天然沙粒或碎石材料组成，废弃混凝土及砖石材料经简单处理并掺加适量水泥后一般可达到要求，按双向四车道高速公路，路基厚度70厘米，每年建设里程4000公里计，如采用粉碎废弃混凝土作为路基材料，则废弃混凝土的消耗量可达到5000立方米以上，超过一亿吨，这是消化建筑废弃混凝土的极大且比较理想的方式，从国外建筑废弃物处理的发展历程看，在上世纪德国、日本等相当数量的废弃混凝土和砖石等经过粉碎、粒径筛选后作为路基及市政回填材料使用，到目前为止运行情况良好。作为再利用骨料使用废弃混凝土和砖石材料作为混凝土骨料利用，国内外在该方面已经有了较多的研究和探索，以日本和国内某高校的研究成果为例，主要的技术性能如下：混凝土经过粉碎，粒径筛选后，可以形成不同粒径级配的骨料，在混凝土的破坏过程中，首先发生破坏的部位主要集中在骨料与粘结材料（主要是水泥浆）的结合面上，骨料直接破坏的概率比较小，所以骨料强度一般不是决定混凝土强度等级的主要因素，而且在废弃混凝土的粉碎过程中，相对薄弱面已经被剥离，粉碎后的骨料具有较强的强度和整体性能，其本身强度一般不会成为再生成混凝土的强度控制因素，在日本明净大学教授与东京电力公司合作的实验证实这一点，也在与天然骨料相比，采用原生骨料与再生骨料搭配使用能较好地确保混凝土质量达到使用要求，试验证明，再生骨料的利用会使混凝土的抗压强度和弹性模量发生一定的降低，而吸水率和干缩性提高，但是变化的范围不大，从其试验数据看，回收骨料所占总骨料的比例从30%至100%混凝土的相关质量系数，如抗压强度、密度、冻融循环次数和碳化深度的变化都在15%以内，弹性模量的变化在20%左右，收缩率变化在30%左右，由于施工过程本身在材料方面留有一定的富余作为安全储备，所以基于传统配合比计算方法进行回收利用骨料的混凝土配合比确定和制备是能保证混凝土达到相关质量要求的。此外，废弃物再利用过程如果以混合使用的方式进行，则其相应系数的变化范围还低于上述极限值，能保证建筑的使用性能要求。当前国内如上海、河北、甘肃等已经有一些建筑废弃物再利用的工厂利用废弃混凝土、砖石等破碎后生产砖、砌块等，取得了较好的经济和社会效益。当前城市建筑中砖混结构建筑已经很少，砌体材料作为非承重材料使用，对强度的要求减弱，而且由于采用再利用废弃物具有孔隙率大，质轻、隔音、保温性能好等优点，具有良好的使用性能和应用前景。该类产品由于孔隙大，所以多有干缩率高的特点，但干缩多发生在初期，试验表明作为工厂预制产品，可以通过在工厂生产好了后预放一段时间来消除其不利影响。（2）木料、废纸，塑料等有机材料在利用技术该类建筑废弃物主要有以下几种利用方法，废纸、木材可以通过回收，经过破碎处理后，用作造纸原料利用。由于现场废纸、木材经过现场使用后，多由边角料或者废弃的包装材料等，可直接利用性小，且数量有限、相对分散，故将其一并粉碎或者收集后交给相关单位作为造纸原料是比较好的选择。此外，塑料、玻璃等可以回收后交由废弃物处理单位处理，这类回收处理单位历来就有，处理工艺和单位已相对“完善”，施工产生的该类材料可交由他们同意处理。当前还有一种比较新颖的垃圾处理方式，就是进行可燃废弃物的焚烧或干馏处理。与生活垃圾相比，建筑废弃物中有机可燃废弃物比例较小，现场经集中收集后也可送到垃圾焚烧场进行集中处理。以上是对建筑垃圾进行分类回收利用介绍的，从可操作的角度看，建筑垃圾的分类是进行垃圾有效利用的前提。只有做好建筑垃圾的分类工作，建筑垃圾才可以得到有效的利用。政策建议无非是从产业，和政策支持及强制要求方面推行建筑废弃物减量化和再利用的建议建筑垃圾问题的处理要从减量化和再利用两个反面进行。建筑垃圾的减量化主要通过以下几个方面进行：在减量化方面，以往的研究主要集中在施工阶段，有研究表明：大约1/3的建筑废弃物是因为设计阶段的处理不当引起的。设计阶段处理不当引起建筑废弃物产生的因素主要有以下几点：（1） 设计变更（2） 细节设计复杂（3） 设计和建造细节错误；（4） 图纸说明不合理或者不清楚（5） 协商和沟通不利（信息传送不及时，业主临时要求，修订报送不及时） 现场施工都是按一定计划方案执行，人、材、料需要协调进行，如果在建设过程中出现临时变更，无论是错误改正还是因完善建筑功能而进行计划变更，可能出现下述情况：如果还没有进行施工，而材料已经入场，则很可能造成材料的闲置；当施工已经进行，则要拆除已建部分，带来直接的材料、人力的浪费。在当前情况下，工地进行设计变更的情况普遍存在，有的已经成为施工企业在原有招标额的基础上进行创收的必要措施而尽量采用，这在很大程度上造成了对资源的浪费。作为工程的设计方，当前在工程见着废弃物减量化方面还存在以下问题：技术的推行主要需要那些技术突破和应用政策方面借鉴国外已有的技术要求的政策，在不涉及政治的前提下应用（1）转变观念，把建筑垃圾作为资源，建筑材料作为非可再生资源，要从循环经济的角度