我国建筑垃圾综合利用的现状及发展趋势

叶胜兰

(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司,陕西 西安 710075;2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司,陕西 西安 710075;3.国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,陕西 西安 710075;4.陕西省土地整治工程技术研究中心,陕西 西安 710075)

1 引言

建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物等进行建设、拆迁、修缮或装饰房屋过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物[1]。随着我国经济的高速向前发展，城镇化的人口比重越来越大，城市规模也不断向周边扩张，四处的高楼大厦如雨后春笋般破土而出。到2016年，我国的城镇化率已达到了57.35%。从表面看，城镇化率升高是我国城市化的人口逐渐增多，但在城市化人口不断增多的背后是人类逐步进入到工业化的时代，而我国与其他国家在这方面还存在很大的不同，我国的城市化主要体现在城镇的不断扩大，建筑的不断拆迁重建等。这导致了我国的建筑垃圾的数量日趋庞大，而对建筑垃圾的处理、利用的方法在我国还处于低层次阶段，以及相关的法律法规仍在建设完善中。因此，大量建筑垃圾的涌现，存在的二次污染的高风险[2,3]。如果能将这些建筑垃圾有效的利用起来，不仅能解决大约1/3的建筑垃圾在填埋过程中对土地的占用问题，还能有效降低对环境造成二次污染的风险[4,5]。

目前，我国城市垃圾的量随着经济的发展在不断增多，其中建筑垃圾占这些总量的30%～40%。按照500～600 t/万m2的标准计算，截止到2020年，我国的建筑垃圾新增面积将达到3×1010m2，这对生态环境、气候等将造成不可估量的后果。更为严重的是，随着建筑垃圾的产生，这些废弃物没有有效的处置方法，而是随意的四处丢弃，尤其是在城市的周边，成了这些垃圾的堆放场所，占用大量土地，其中有很大一部分为村庄的农用耕地。为了城市和谐发展，生态环境美化，通过对我国建筑垃圾在组成、来源以及危害等方面的充分认识以及明确目前我国对建筑垃圾合理处置及利用的现实状况，开发创新我国对建筑垃圾的环保处置及合理利用。面临日趋严重的环境污染，土地供应日益紧张和矿产资源枯竭，大量的建筑垃圾必然会加剧人，环境和资源的矛盾，影响城市生态环境的协调发展。开展建筑垃圾综合利用势在必行。

2 建筑垃圾的主要类型、来源以及危害

2.1 建筑垃圾的主要成分及来源

不同类型及不同年代修建的建筑其产生的垃圾成分有所差异，大致包括以下几个方面：在拆毁破旧的建筑物时产生的建筑垃圾有破损砖块、(钢筋)混凝土、水泥砂浆、细小的渣土、破碎的木料、玻璃渣滓、毁坏的瓷砖等；在新修建房屋等产生的垃圾主要有碎小的混凝土、被损坏的瓷砖、瓦块、砖块等。吴贤国[6]等认为在建筑物的建造、维修养护以及拆毁过程中产生的主要垃圾为固体废弃物，而这些固体废弃物主要包括(沥青)混凝土砌块，施工期间分散的灰浆和混凝土、沙、土、木材、金属以及各类相关的装饰材料、包装材料和其它废弃物[6～10]。王健等[11]将建筑垃圾视作一种再生或新型的建筑骨料，这是一个新兴学科和环境材料的一部分，与环境地质学、环境岩土工程学都相关。陈昌礼等则将建筑垃圾定义为建设或施工的单位在建筑物的修建(包括新修、改修、扩修等)和拆除的过程中所制造出的沙土、建筑物料及其他废弃物[12，13]。张智慧等认为建筑废物是指建筑物及其他构筑物在其生命周期中产生的建筑、建设废料的总称，一般为固体废弃物[14]。王武祥认为建筑垃圾主要来源于土地开挖、破旧建筑材料(二手的建筑材料)、道路开挖和建筑施现场[15]。

2.2 我国建筑垃圾的主要危害

由于建筑垃圾在数量、种类成分、性质等方面的特性，造成建筑垃圾对环境造成污染的途径多样化，形式也趋于复杂化；建筑垃圾对环境的污染存在直接污染和间接污染，但不管建筑垃圾以何途径、形式，以及何种方式造成污染现实，要清理这些污染将耗费大量的人力、物力及财力资源，由此看出治理建筑垃圾的代价是巨大的，但结果却并不如人意，因为建筑垃圾造成的污染很难再恢复到原貌。而目前建筑垃圾对生活及环境的主要危害表现为土地的侵占、水质的污染、空气质量的恶化以及土壤的污染，同时对城市清洁卫生以及城市的容貌有着巨大的影响。

2.2.1 侵占土地

目前，我国大部分建筑垃圾处理方法都是直接向郊区倾倒，未经处理。据专家估计，每10000 t建筑垃圾将占用约0.067 hm2的土地。中国许多城市的周边地区已成为建筑垃圾建设的场所。建筑垃圾的堆放占用了大量的生产用地，这进一步加剧了中国人口之间的矛盾。随着中国经济的发展，城市建设的扩大和人民生活条件的改善，建筑垃圾量只会增加。如果不及时有效地处理和使用，建筑垃圾侵占土地的问题就会变得更加棘手严重。

2.2.2 污染水体

建设垃圾对水体造成污染的主要途径是露天堆放的建筑垃圾受到雨水的冲刷，而使得建筑垃圾中的化学物质渗出。而容易发生有害物质渗出的建筑垃圾主要有废弃的砂浆和混凝土块，这两种废弃物中均包含大量Ca5Si6O16(OH)·4H2O和Ca(OH)2；废弃的石膏中还含有大量的SO4+；废弃金属材料中容易渗出大量重金属物质；另外，木、竹、纸等材料通过厌氧作用发生生物降解产出可分解成为有机酸的木质素和单宁酸。这些废弃垃圾经过雨水淋滤后，将产生大量的重金属离子、硫化物以及有机物质等，若得不到合理的控制处理，让其大量流入江河湖泊甚至下渗至地下水里，这将引起严重的水体污染。而水体污染最为直接的危害是水中的生物，以及依靠这些水资源的人或动植物都将遭受不可预估的伤害。

2.2.3 污染大气

建筑垃圾废弃石膏的主要成分是硫酸钙，而SO4+在厌氧的条件下产生化学反应，SO4+转化为H2S气体，这种气体具有臭鸡蛋味的；而建筑垃圾中的废弃纸板和竹子、木材等在无氧条件下可产生大量的木质素和单宁酸，这两种物质并不稳定，在自然条件下极易发生化学反应生成挥发性有机酸排放到空气中，这将对大气造成严重污染。

2.2.4 污染土壤

建筑垃圾通过雨水的淋滤作用，大量有害物质如重金属、硫化物等将随着雨水渗入到土壤中造成一定的污染，这些有害物质对土壤的破坏主要体现在土壤物理结构及化学性质的变化，土壤理化性质的改变将直接影响作物对土壤中营养的吸收利用，导致作物生长受阻；同时，污染物质如重金属、有机物质等的积累将影响土壤中微生物的量及活性，最终破坏土壤的一个生态平衡。长年累月，将导致土壤有害物质的不断积累，形成污染土壤，这些污染物质将随着植物的吸收进入到植物的可食用部分，进而对动植物安全甚至是人体健康造成不利影响，最终这些土壤将变成不毛之地。此外，建筑垃圾中还携带不同的会传播疾病的病菌，对环境造成生物污染，而这种危害是不可逆转的。

2.2.5 影响市容和环境卫生

目前我国大部分的建筑垃圾都没有经过任何处理或只是简单的粉碎、焚烧等，便被直接运往城市的郊外或边远乡村，在运输过程中绝大部分是非封闭的运输车，这将产生大量的粉尘以及垃圾遗散问题，而运到目的地的建筑垃圾一般采用露天堆放或简易填埋的方式进行处理，随着天气变热或者雨水冲刷，将产生大量的臭气和四处飞扬的垃圾，这严重影响了城市的容貌和景观。

3 我国建筑垃圾综合利用状况

3.1 我国关于建筑垃圾回收利用的法律法规

1992年以来我国出台了各类建筑垃圾方面的法律法规。同时，由于国家正文对循环经济发展的高度重视，我国在2009年和2012年分别出台了相关的法律条款。2009 年1 月1 日起施行《中华人民共和国循环经济促进法》；2012 年12月12 日发布《“十二五”循环经济发展规划》。这两部法规对再利用的概念作了详细的解释。同时，指出我国在相当长的一段时间内要高度发展循环经济，做到废物的再利用、资源化；另外要将这种新型循环式产业体系覆盖到全社会，并鼓励地方政府开展并鼓励循环经济的发展，并创建示范点等。

目前，我国颁布相应的建筑垃圾方面的法律法规，如表1[16-18]。但这些法律法规主要着重于建筑垃圾的末端处理，而对建筑垃圾产生的整个过程缺乏总体的规划指导制度。法律法规的不健全，将对经济的发展，环境的美化埋下重大隐患。我国应从“资源化”、“再生利用”的角度来建立有关建筑垃圾处置的法律制度，提高建筑垃圾的综合利用效率，达到变废为宝，控制源头的方式来解决我国城市化面临的垃圾围城的难题。

3.2 关于建筑垃圾利用的方式

建筑垃圾的种类繁多，数量庞大，如果能有效的资源化再利用，这将蕴藏巨大的原材料，对我国建设资源节约以及环境友好型社会存在重大的意义。在我国当今的技术水平下，对建筑垃圾的资源化利用的主要方式包括再生混凝土及砂浆、建筑垃圾在道路工程中的应用、建筑垃圾再生砖等领域对建筑垃圾进行资源化再利用。

3.2.1 建筑垃圾再生混凝土和砂浆

根据中华人民共和国建筑工程行业标准《再生骨料应用技术规程》的规定，在配制过程中掺用了建筑垃圾等新型骨料的混凝土称为再生骨料混凝土。而再生骨料砂浆则是在砂浆的配制过程中掺用了再生细骨料。而我国对再生混凝土的利用虽有大量的研究，但相比发达国家还存在很大差距。华中科技大学的吴贤国教授从经济的角度对再生骨料混凝土的利用进行了分析，并提出了建筑垃圾的组成在混凝土回收利用过程中需要的工艺手段[6]。同时，王四清等[19]的研究表明，利用建筑垃圾混合骨料与适量的膨胀玻璃化微珠制作的混凝土多孔砖，其保温性能优于烧结多孔砖和普通混凝土多孔砖，抗压强度可根据设计需要生产，其他各项技术性能均满足国家有关标准的要求，完全可用于承重和自承重墙体的砌筑。而国外在很早就开始了对建筑垃圾再生混凝土进行了研究，取得了显著成果，并对建筑垃圾在混凝土方向的应用到了全新的一个层次。荷兰的学者通过研究无结合料基层中掺加再生骨料混凝土A来观测其物化性能、颗粒级配、混合料组成几个因素间的关系，以及混凝土与钢筋间的黏结，利用再生混凝土做结构的梁柱节点如何在反复荷载作用下进行抗震试验研究等[20～23]。

表1 我国建筑垃圾相关的法律法规

3.2.2 建筑垃圾在道路工程中的应用

近年来，我国在道路工程上的投资大增，道路行业备受关注。道路工程的路基工程需土方量比较大，这就为建筑垃圾的综合利用提供了契机。建筑垃圾再利用符合我国可持续发展战略，国内外众多学者对于建筑垃圾在道路工程领域的应用开展了很多研究，并且取得了大量的研究成果。大量研究表明[24～27]，对建筑垃圾添加不同剂量辅料，研究得出建筑废渣经破碎后可直接用于道路路基回填材料；在填筑路基时发现建筑渣土是一种稳定性良好的填筑材料，可以用作路基填筑方面，且填筑这种材料后，路基的沉降量和工后沉降量明显低于软土路基的允许值。同时，我国也已将这些技术应用在了实际道路修筑中，上海世博会的道路修建就有效了利用了大量的建筑垃圾，且通过了道路的性能要求[28]。

3.3 建筑垃圾综合利用产生的总体效益

对我国建筑垃圾的综合利用，对我国的经济、环境以及社会等都有重要的意义。首先，将建筑垃圾作为一种原材料，可有效用于生产粗、细骨料、作为道路建设的原材料、生产普通砖、多空砖、空心板、空心砌块等再生产品，这在经济建设中节省了大量的原料经费；其次，通过对建筑垃圾的回收利用，免去了对空地的占用，消除了对环境污染的隐患，这有利于社会的和谐发展、生态发展、长效发展。

4 我国建筑垃圾综合利用的发展趋势

就目前我国的经济发展条件下，建筑垃圾的产生将不可避免。针对我国建筑行业快速发展产生的大量建筑垃圾，以及我国对建筑垃圾综合利用的现状，对未来建筑垃圾的处理提出几点建议。首先，深入了解建筑垃圾的主要组成、来源以及带来的巨大危害以便做到从建筑垃圾的源头控制，并制定有效的法律法规；其次，应全面有效的将建筑垃圾产业化，将其作为一种原料应用到实际工程中，以便对产生的建筑垃圾进行及时有效的消除；应借鉴发达国家先进经验，以便更高效的利用建筑垃圾。合理制定筑垃圾处理方案，提高经济效益，改善生态环境，促进社会和谐发展。