新农村建筑施工垃圾低碳化处理方法

田洪臣,徐海宏,康梅林



新农村建筑施工垃圾低碳化处理方法

田洪臣1,徐海宏2,康梅林3

1. 山东农业大学水利土木工程学院, 山东 泰安 271018 2. 济南四建（集团）有限责任公司, 山东 济南 250001 3. 山东水利职业学院, 山东 日照 276826

针对处理建筑施工垃圾时，存在的处理方式不当，物质资源浪费严重的问题，本文通过分析新农村建设中建筑施工垃圾对土地资源、水体环境以及新农村建设的影响，采用工业化处理、绿色建材、建筑拆除、分类分拣、直接分拣回收再利用以及人工堆载造景等方法对建筑施工垃圾进行低碳化处理，提升建筑施工垃圾的回收利用率。结果说明，采用建筑施工垃圾的低碳化处理，对资源的循环利用、降低能源消耗以及提高经济效益具有重要意义。

新农村; 建筑施工垃圾; 低碳化; 处理方法

随着资源开采的逐渐加重、温室化效应的不断加强，使一种低消耗、低污染的低碳经济逐渐产生和发展。城市化发展的不断增长、新农村的建设发展加快，导致大量的建筑施工垃圾不能得到较好的处理。当前新农村建设的建筑施工垃圾的处理正处于初级阶段，而我国农村家庭的固体生活垃圾排放非常单一[1]，一般通过随意堆放或简单的地下填埋，这样对土壤环境和水资源等带来严重的污染，同时资源的不合理利用也造成大量土地资源浪费。因此，对建筑施工垃圾的高效利用，实现其污染最低化成为目前急需解决的问题。本文研究新农村建筑施工垃圾的低碳化处理方法，分析低碳化技术对建筑施工垃圾的影响，对提高建筑施工垃圾的循环利用具有重要意义。

1 新农村建筑施工垃圾的低碳化处理方法

国家大力发展的新农村建设，资源的过度开发使一些山体也可能面临被挖掘的危险，河流和植物将被破坏，在发展过程中需要对许多的建筑物进行拆除，大量的建筑施工垃圾也被随意的倾倒或填埋，农村生活固体垃圾的大量排放已经对农村生活生产环境造成了显著影响[2]，怎样低碳化的解决由于建设新农村产生的建筑施工垃圾，成为本文重点的研究问题。

1.1 建筑施工垃圾对环境的影响

1.1.1 浪费土地资源近些年我国对由建筑施工产生垃圾的处理方法采用填埋和少量利用的方法，一些建筑施工垃圾如混凝土、砖瓦、以及砂浆等建筑固体废弃物被用作道路工程的垫层物质，钢筋等一些金属物质被回收进行二次利用，但大部分的垃圾并没有被有效利用，而是被填埋地下或直接露天的放置，这种做法对土地资源造成严重的浪费，根据相关数据表明，每一万吨的垃圾会浪费大约68 m2的土地。随着新农村发展速度的加快，大量的建筑垃圾正在快速增长，建筑垃圾侵占土地的问题会变的更加严重[3]，所以应对建筑垃圾做出及时有效的处理，降低土地资源的浪费。

1.1.2 污染环境、水体和大气露天放置的建筑施工垃圾由于存在少量的危害物质会对土壤造成严重污染，对该区域的地下土壤微生物的生命活动带来影响，且随着大量建筑施工垃圾的不断加重，会造成地表水和地下水的污染[4]，其中一些厌氧微生物会分解产生一些有毒气体对大气环境造成污染。

1.1.3 影响新农村建设风貌 建筑垃圾占用面积大，由于农村生活习惯的影响，垃圾堆放杂乱无章，严重影响了村容村貌。农村中的池塘、沟渠、空地则往往成了垃圾的临时堆放地，加上农村生活垃圾的混入，一旦遇到下雨或大风天气，污水污染物四溢[5]，尘土飞扬，使村民生活生产环境遭到极大破坏，对新农村建设带来较大的影响。

为降低建筑施工垃圾对环境的影响，应重点发展低碳经济，降低发展新农村对环境造成的影响。

1.2 建筑施工垃圾的低碳化处理方法

新农村建设中产生的建筑施工垃圾主要的旧建筑拆除过程中的废弃物，包括混凝土、砖瓦、石块和其它的建筑垃圾等，建筑施工垃圾的主要构成的来源如表1所示：

表 1 建筑施工垃圾的主要构成和来源

建筑施工垃圾回收利用主要是对产生的废弃混凝土、砖石、砌块以及砖瓦碎片等物质实施破碎操作，将碾碎的物质替换原来的粗骨料，用其部分或全部代替天然骨料配制成新的混凝土[6]，此外还可将破碎后的粗骨料直接用于道路建设中，作为道路水稳材料和路基填料，也可以采取添加一些环保绿色材料来提升建筑施工垃圾的回收利用率，用于新农村住宅地基回填、生产非承重构件、人造堆载造景等方面，这不仅能降低建设成本、节约天然资源，还能减轻建筑垃圾对环境的污染，对新农村建设具有重要意义。下文分析新农村建设中产生建筑施工垃圾在人造堆载造景方面的应用，通过一定的科学技术手段将建筑施工垃圾作为新农村园林建设的主要填充物，可有效减少正常泥土的使用量，为建筑施工垃圾提供了一个有效的低碳处理方法。

1.2.1 人造堆载造景的必要性以山东省的某新农村建设为实例，讨论堆载造景的必要性，下图1为该新农村建设中建筑施工垃圾的随意丢弃现象，该现象对当地的生态发展有一定的抑制作用，与新农村建设的目标宗旨相反。

图 1 建筑施工垃圾的现状

图 2 人工堆载造景

人工堆载造景在低碳化的解决建筑施工垃圾的具体步骤为：将一部分建筑垃圾用作建设人造土坡，减少使用天然原料的用量，将复合材料覆盖在人造土坡上用来降低水土的流失，在复合材料的表面上均匀覆盖一定的土壤可以种植一些绿色植物，提高环境质量，如图2所示。建筑垃圾其实与园林景观建筑材料有很大的相似性[7]，它完全可以通过这种人工堆载造景的手段有效的利用建筑施工垃圾，提升资源的利用率，变废为宝。将每一个放置建筑施工垃圾的站点都建设成资源利用站，提升新农村的绿化建设，节省因放置建筑垃圾浪费的土地资源，降低由于运输和处理建筑施工垃圾所需的各项费用。某些建筑施工材料的回收利用削弱了天然原料的使用，减少的矿产资源的过渡开采，将景观建设与建筑施工垃圾处理相结合，减少新农村建设的资金压力。

1.2.2 人工堆载造景的充分性一些多山地地区在新农村建设中，由于资源的过度开发会导致山体的破坏，因此建设新农村还需密切关注人文环境和地域文化，实现人与自然的和谐共处。党的十九大报告明确提出了乡村振兴战略，阐明了“乡村生态振兴”的新机制，新农村建设应遵循人与自然和谐共处的新机制。采用建筑施工垃圾作为土坡的建设物质，其中的混凝土物质具有结构性好的特点，可有效维持土坡的稳定性，需要注意的是进行人工堆载造景前需要在底部构建一个由GCL垫、土工布和HDPE膜组成的防渗透的液体倒排系统，防止有毒物质渗入到地底，降低对地下水资源的污染。

新农村建设中建筑施工垃圾的低碳化处理属于一种低碳经济的发展手段，发展低碳经济可有效发展建筑施工垃圾的低碳化处理，下面分析低碳经济的发展模式以及发展低碳经济的重要性。

1.3 低碳经济的发展模式

新农村建设中建筑施工垃圾的低碳化处理模式指采用低碳经济的相关知识来降低碳消耗，积极发展清洁及再生能源，逐步建立低碳型能源体系、低碳型技术体系和低碳型产业结构[8]，实现对能源结构和产业结构的调整，有利于实现经济和生态环境的可持续发展。以低碳处理为发展方向、碳中和技术为发展方法的低碳经济发展模式从宏观层面、中观层面和微观层面来分析低碳经济的发展模式，图3为低碳经济发展模式框架图。

图 3 低碳经济发展框架图

1.4 发展低碳经济的重要性

1.4.1 低碳经济有助于我国的可持续发展可持续发展需要社会的经济、资源以及环境等因素协调发展，通过利用较少的资源使对环境的污染较小，促进乡村生态振兴的和谐发展，但在国内由于资源的数量限制、再生能力限制以及污染对于经济的负面影响，使得传统的以“高能耗、高污染、高产出”为代表的经济发展模式已经不能适应“可持续发展”的要求[9]，当前经济的迅猛发展导致大量的资源浪费，生态环境的恶化也逐渐加重。低碳经济要求我们采用低碳处理方法，并利用一些新能源技术，发展能耗低、污染低的经济，降低对环境的污染，促进我国的可持续发展。

1.4.2 有利于促进产业结构调整，增强能源结构的优化能力随着工业化进程的加快，我国交通运输行业、钢铁建筑业的发展占据重要地位，但发展这些行业都需要大量的煤炭、石油、砂石等自然资源，这些材料都属于一次性资源，消费后就不可再生。因此，将低碳经济转型融入国家战略发展中，摒弃先污染、后治理的思想[10]，应对工业化发展产生的建筑施工垃圾进行回收使用，提高能源的利用效率，或寻找新的能源来代替，促进我国产业结构的升级和调整。

1.4.3 发展低碳经济有助于新农村建设我国地域经济发展落差较大，大部分地区都处于不发达的山区，需要在不发达地区进行新农村建设，发展过程中采用低碳处理技术对新农村建设中的资源进行二次利用，降低资源的消耗，不仅有助于当地经济的增长，还有助于提高我国低碳处理技术的发展，带动低碳经济的不断进步。

2 实验分析

实验是对新农村建设中产生的建筑施工垃圾进行低碳化处理的有效手段，通过比较未采用低碳化处理方法和采用低碳化处理方法，对某新农村建设中建筑施工垃圾能源消耗情况进行分析，表2和表3分别为未采用低碳化处理方法和采用低碳化处理方法的建筑施工垃圾的处理对比情况。

表2、3中，混凝土为2400 kg/m3；标准砖240 mm为1900 kg/683块；砌块200 mm为1900 kg/993块。对比分析表2和表3数据可知，未采用低碳化处理方法前处理的建筑施工垃圾有大约20%的垃圾填埋，但处理建筑施工垃圾过程中没有能量的消耗，只是在消耗资源，采用低碳化处理方法后建筑施工垃圾的回收量28084.03621 t，而未采用低碳化处理的建筑施工垃圾完全没有可回收的建筑材料，说明采用低碳化处理方法可以提高建筑材料的回收，进而用于二次利用，降低了对资源的消耗。

依照本文对新农村建设中建筑施工垃圾的低碳化处理，可以对建筑施工垃圾进行二次循环利用，表4为回收建筑施工垃圾后的资源处理结果。

表 2 未采用低碳处理方法前的建筑施工垃圾处理情况

表 3 采用低碳处理方法的建筑施工垃圾处理情况

表 4 回收建筑施工垃圾的处理明细

根据表4数据可知，回收新农村建设产生的再生骨科，可以将其转换为47438.21 t的再生混凝土，利用再生砂生产2405.33 t的再生标准砖，将建筑施工垃圾较好的回收，节省了较多的建筑资源。

将已经被废弃的建筑施工垃圾重新利用，将再生骨科转换为再生混凝土需要的能量为利用天然原料的95%，即利用废旧材料可以有效降低不必要的能源浪费；每生产1亿块的再生标准砖，可节省土地约165亩，节省标准煤1.2万t，说明生产再生砖可以大量减少煤的使用量，节约土地资源，减少对自然资源的消耗。

3 结论

低碳处理方法处理新农村建设产生的建筑施工垃圾，不仅提高对建筑施工垃圾的高效利用，美化新农村生态环境，还对社会的节地节煤、利废创新以及提高资源利用效率等有良好效果，对实现十九大报告提出的乡村振兴战略，建设和谐发展的节约型社会有着现实和深远的积极意义。

[1] 王金霞,李玉敏,白军飞,等.农村生活固体垃圾的排放特征、处理现状与管理[J].农业环境与发展,20111(2):1-6

[2] 黄开兴,王金霞,白军飞,等.农村生活固体垃圾排放及其治理对策分析[J].中国软科学,2012(9):72-79

[3] 张立辰.建筑垃圾对环境的影响及对策[J].内蒙古环境科学,2008(4):73-74

[4] 徐永芳,马赛,朝鲁门.建筑垃圾对环境的影响及防治对策[J].北方环境,2012(1):131-132

[5] 林伟彪.建筑垃圾的环境影响分析及处理对策[J].广东化工,2015(10):126-127

[6] 刘伟.再生骨料在绿色混凝土中的应用推广[J].江西建材,2015(12):27-32

[7] 杜杰港,郝燕.建筑垃圾在园林景观上的综合应用[J].美术大观,2018(1):98-99

[8] 张志新,吴宗杰,薛翘.低碳经济视域下中国产业结构调整与发展模式转变研究[J].东岳论丛,2014(35):135-139

[9] 郑佳佳.低碳经济视角下中国发展模式转型研究[J].经济问题,2013(2):26-30

[10] 肖泽华.低碳经济与中国发展模式转型研究[J].管理观察,2016(20):46-48

A Method of Low Carbonization Treatment for Wastes in New Rural Construction

TIAN Hong-chen1, XU Hai-hong2, KANG Mei-lin3

1.271018,2.250001,3.276826,

Aiming atthe improper mode and serious wasting of resources in processing construction wastes, This paper analyzed the impact of construction wastes on land resources, water environment and the new rural construction, took the low carbonization method including industrialized treatment, green building materials, construction demolition, classification and sorting, direct sorting, recycling and reuse, and artificial stacking landscaping etc, and finally improved the recycling rate of construction wastes and realized the low-carbon treatment of building construction waste. The results showed that using low carbon processing method to deal with the new rural construction wastes was a great significance for recycling resources, reducing energy consumption and improving economic benefits.

New countryside;construction garbage and waste; low carbonization; processing method

R124.3

A

1000-2324(2018)03-0531-04

2017-04-12

2017-05-03

“十二五”国家科技支撑计划:低成本村镇基础设施与环境建设技术研究与示范(2014BAL04B05)

田洪臣(1963-),男,副教授,研究方向:土木工程施工与管理. E-mail:tianxf@sdau.edu.cn