废弃物在新型建筑材料中的应用

中南大学土木建筑学院 伍文祥 周敏 左一泽

废弃物在新型建筑材料中的应用

中南大学土木建筑学院 伍文祥 周敏 左一泽

粉煤灰、矿渣、可燃废弃物等废弃资源在中国得到了前所未有的重视。水泥与水泥制品行业综合利用废弃物是实现废物处理无害化、资源化、减量化的重要途径。中国水泥与水泥制品行业在废弃物资源化利用方面发挥着非常重要的作用。本文综述了废弃资源在中国水泥与水泥制品行业中的利用发展情况及新进展。国内建筑废弃物的产出数量十分庞大，若无法妥善处理，将会对环境造成严重污染。

废弃资源 水泥制品 建筑废弃物 回收再利用

一、废弃资源在水泥与水泥制品中的综合利用

1.我国当前资源消耗模式及能量资源环境

长期以来，中国经济发展的模式是资源消耗型模式，这导致产生大量的废弃物。据统计，中国每年排放的工业固体废弃物达6亿多吨，其中只有40%得到综合利用，与发达国家的70－80%相距甚远。此外，中国是一个发展中国家，人口众多，每天排放的城市垃圾也是日益增多。中国城市垃圾年产量已达到1.46亿吨，而且以每年9%的速度递增。全国666座城市中有200多座已陷入垃圾包围之中。

2.各种废弃物在水泥与水泥制品行业中的应用

水泥与水泥制品行业综合利用各种废弃物的方法可分为三大类：即废弃物的水泥原料化、废弃物的水泥燃料化和废弃物的混合材化。其中下水道焚烧灰、造纸焚烧灰、河道污泥、粉煤灰、高炉矿渣、氟化钙污泥、硅藻土、煤矸石、废石膏等均可作为水泥的代用原料，而废轮胎、废橡胶、废塑料、废油、活性炭污泥、废白土、造纸污泥、焦炭等均可作为水泥的代用燃料。粉煤灰、高炉矿渣和煤矸石等具有潜在胶凝性的废弃物也作为混合材或辅助性胶凝材料，用于生产水泥制品或混凝土。

3.工业固体废弃物作混合材

通常认为，水泥熟料的制造是非常昂贵的，且不利于生态。然而，利用废弃物作为混合材生产复合水泥不但减少了熟料的使用量，而且还变废为宝。在中国，复合水泥已成为水泥行业消纳废弃物的龙头。根据2003年全国水泥产量和水泥熟料产量测算，混合材约占水泥产量的23.6%，其中若80%为各类工业固体废弃物，则废弃物用量超过1.6亿吨。加上生料中约4000万吨，共计约2亿吨。

二、利用建筑废弃物研发高品质再生建材

1.建筑废弃物产源及资源化途径

建筑废弃物产源：一般建筑业应用的建材范围相当广泛，包括水泥混凝土、砂石骨材、陶瓷面砖地砖、石材、木材、玻璃、钢筋、门窗、PVC、管材、卫浴复合材等，种类非常繁杂且多样化。当建筑物被拆除重建时，这些建筑材料就会成为建筑废弃物，但通常大多是属于无害废弃物。根据国外统计资料显示，建筑废弃物主要组成中混凝土约占63.3%、木材占20%、瓷砖占15%，金属占17%。其中金属物质（如钢筋、铝门窗等）属于易高价回收再生的废弃物在拆卸或废弃过程中，均已建立固定的回收熔炼运作体系。而废混凝土与砖瓦等通常会被大量地应用在洼地的回填与基础土方，属于较不具附加价值的再利用方式。

建筑废弃物资源化途径：在进行建筑废弃物的资源化开发时，首先必须考虑再生产品是否具有较大的市场容量，以利于将数量庞大的废弃物再利用处置。其次为再生产品是否具有较高的附加价值，以利于生产制造成本可以符合商业运作的机制。第三需考量再生产品的品质是否符合市场产品规范要求。国内目前建筑废弃物的资源化途径，仍然以再生建材产品为最佳选择。

2.废弃物再生成建材

（1）废弃物再生粒片板材

利用废木梁柱、废胶合板、废木制家具、废粒片板、废MDF板等建筑废弃物，应用树脂聚合、配比混拌、热压塑合、饰面处理等技术，生产再生粒片板建材产品，经检测，其抗弯强度、密度、吸水率、甲醛释出等主要性能，均能达到产品性能要求。

（2）废弃物再生塑化木建材

再生塑化木建材是以热塑性塑料废弃物（包括HDPE、PE、PP等）作为复合原料与胶结剂，结合木质建筑废弃物提供板材韧性及补强功能。再生塑化木建材的产品特性，包括抗盐害、耐酸碱侵蚀、防虫蛀、防水耐候性佳、可锯刨钉加工、施工容易等，并且可依模具的大小，生产制造成市场上销售的板条产品。产品主要用途包括制造室内的楼梯板、装饰壁板。楼梯扶手、地板、桌椅、墙板等，以及室外的栈道板、仿木景观构造、凉亭、栏杆、步道板等建材产品。

（3）废弃物再生高压地砖

再生高压地砖是以石质建筑废弃物作为主要再生原料，可生产制造成各种尺寸的高压地砖产品，主要用途包括应用于室外的步道砖、植草砖、围墙砖、空心砖、路缘石等产品。再生高压地砖可根据不同规格及颜色与周边建筑物搭配作多样化的设计，创造美丽的地面景观，为巨前室外营建工程使用量最大的产品。再生高压地砖的生产制造是将石质建筑废弃物经过粉碎、筛选等，处理成1－2cm的再生骨材。再生骨材经筛分处理后，根据配比分别添加水泥胶结剂、硅砂与水，在混合机中经过充分混拌后，再经制砖机高压振动成型、铺装与压合成型，可制成各种尺寸的再生高压地砖产品。

（4）废弃物再生水泥粒片板

再生水泥粒片板是利用废木材、废家具、废水泥块、废瓷砖、废玻璃，以水泥为胶合剂，结合木质废弃物与石质废弃物作为主要的再生原料制成的。木质废弃物加工成木粒片，以利用板材的韧性补强功能。石质废弃物加工成粉体，增强板材的刚硬性补强功能。再生水泥粒片板产品具有防火性，可被广泛应用于室内的隔间板、灌浆模板、装饰壁板、铺面板、衬板、天花板等防火建材产品及室外的外墙板等。

（5）废弃物再生树脂补强复合建材

再生树脂补强复合建材是以高分子聚酯树脂（Polyester Resin）取代传统的水泥胶结剂，再结合木质、石质及塑料等建筑废弃物为再生原料，经由聚合键结合而制成的高分子复合材料。此建材具有普通混凝土的成型性，可制造成各种复杂的形状，并有尺寸精确、结构特性稳定、高强度/重量比、低吸水率及环境稳定性佳等优点，属于新一代具永续性的材料。

[1]施惠生等.《生态水泥与废弃物资源化利用技术》.化学工业出版社，2005

[2]孙可伟等.《中国资源综合利用》.中国物资再生协会.2000

[3]徐志胜等.《固体废物在建筑材料中的资源化应用》.建设新闻网

[4]刘建忠 李天艳等.《工业废渣建材资源化》.福建建设科技出版社，2001

[5]袁玲等.《环境保护》.环保设备网

伍文祥（1989-）男，汉族，湖南永州人，本科生，中南大学土木建筑学院学生。