龙晋豫 邢振贤 孟小培
(华北水利水电大学，河南 郑州 450045)
新农村建设建筑垃圾处置与再生利用初探★
龙晋豫 邢振贤 孟小培
(华北水利水电大学，河南 郑州 450045)
在对建筑垃圾的现状分析的基础上，探讨了适合新农村建设建筑垃圾制备再生骨料的生产工艺流程，通过试验说明建筑垃圾做再生骨料的实用性，最后指出建筑垃圾资源化应因地制宜，走特色发展道路。
建筑垃圾，再生骨料，工艺流程，资源化
0 引言
2014年3月份，中共中央总书记习近平在讲话中强调，千万不要让农业现代化和新农村建设掉了队。在国家政策的号召下，全国新农村建设如火如荼地开展起来。然而，新农村建设过程中产生了大量的垃圾，尤其以建筑垃圾居多。据统计，每1万m2的建筑施工中，会产生500 t～600 t建筑垃圾，而每10万m3的建筑垃圾至少需要6万m2的堆放场地，占用了大量的土地[1]。目前，我国的建筑垃圾绝大部分未经任何处理，直接露天堆放或填埋，既污染大气、水、土壤，传染疾病，又影响人类健康和村容整洁。同时，清运和堆放中的遗撒和粉尘、灰沙飞扬等问题又加重了环境污染。治理这些污染不但需要复杂的技术和大量的资金投入，耗费较大的代价进行治理，而且很难使被污染破坏的环境再完全复原。
目前发达国家正在积极探索将垃圾变为一种新资源的技术，这种技术可以确保对主要废弃物流动的控制和对大部分建筑垃圾的循环利用。新农村建设因其自身的特殊性，更应该加大对建筑垃圾处置方法的经济效益、社会效益和生态效益等的关注力度。因此，研究新农村建设建筑垃圾处置方法及应用对策是很有必要的。
1 建筑垃圾与再利用现状分析
建筑垃圾主要是建筑物在新建、装修装饰、拆除过程中产生的遗弃物，主要为固体废弃物。受地区经济发展水平的限制，各新农村建设试验点产生的建筑垃圾在主要组成成分及排放量上都有所不同，但大体相差不大，主要为废弃混凝土、废砖瓦和渣土，具体的分类、特点[2]、污染特性[3]和再利用性见表1。
对建筑垃圾的处理利用是经济发展的必然趋势。由表1可以看出，建筑垃圾在理论上是一种再生利用率很高的资源，是建筑行业的“第二资源”[5],目前我国对建筑垃圾的再利用主要表现为制备再生骨料和直接回收利用两种。而在新农村建设过程中，一方面人们对建筑垃圾资源化意识不强，对建筑垃圾分类收集的程度和水平都不高，绝大部分采用混合收集，加大了垃圾资源化、无害化处理的难度；另一方面，各新农村建设点相对比较分散，而建筑垃圾处理及资源化利用设备昂贵，即使在各建设点中心区建立了小型资源化工艺设备，考虑到运输成本和基础投入，建筑垃圾资源化经济效益不高，大多数只停留在试验阶段。
2 建筑垃圾做再生骨料工艺流程分析
经调查，建筑垃圾中的主要成分是废弃混凝土，其次是废砖、瓦，利用建筑垃圾制备再生骨料的原材料主要是废弃混凝土。目前国内外的废弃混凝土再生骨料制备过程和天然碎石骨料相似，即把破碎、筛分、输送等设备尽可能合理地组合在一起，并在适当环节上设置人工或机械设备除杂[6]，图1给出了一个常见的建筑垃圾资源化流程图。
表1 建筑垃圾类别及其性质一览表
然而，新农村建设点比较分散，建立全套的资源化工艺流程成本又很高，考虑运输成本，从综合经济效益来看，新农村建设建筑垃圾资源化处理可采用在新农村建设点比较集中的地区或者中心地带建立小型资源化工厂。主要处理含杂质较少，比较集中的废弃混凝土块和废砖、瓦，其基本思想是尽量简化工艺流程，尽量利用成本较低的设备，对废弃混凝土进行破碎、筛分后得到的较小粒径的骨料留着备用，其余的半成品等则运往较大的处理中心做进一步集中处理。这样，既充分实现了建筑垃圾的资源化利用，又降低了基础投入，节约了运输成本，使综合经济效益得到提高。同时，要结合不同地区建筑垃圾排放的具体情况，选取合适的破碎设备和技术参数，提高再生骨料的品质和回收利用率。
3 建筑垃圾再生骨料混凝土性能试验研究
以无砂大孔混凝土生态护坡工程中的框格混凝土为例，其中框格主要采用六角砖和矩形两种形式，用于提高护坡工程的结构稳定性[6]。以建筑再生骨料做粗骨料，制备出坍落度为50 mm～70 mm，抗压强度为C20并满足工程要求的环境友好型生态框格混凝土。
3.1 试验原材料
1)粗骨料：采用建筑再生骨料和碎石两种类别，基本指标见表2。建筑再生骨料为某新农村建设试验点制备的再生骨料，表面粗糙多蜂窝状孔洞，棱角较多，形状不规则，最大粒径约为30 mm，含杂质较少，砖类含量占将近一半，见图2。
表2 粗骨料技术性能
2)细骨料：细骨料采用细度模数为2.4的河砂，颗粒级配属于Ⅱ区。
3)拌合用水：采用城市自来水。
4)水泥：采用孟电水泥有限公司生产的P.O42.5级水泥。
3.2 试验方案
根据工程要求和以往设计经验资料，取水灰比W/C为0.60。在相同的水灰比下，根据JGJ 555-2000普通混凝土配合比设计规程,通过试拌调整至混凝土坍落度满足要求，成型多组试件，标准条件下养护，测试表观密度、混凝土7 d,28 d抗压强度等力学性能，具体参数见表3。以碎石做粗骨料为对比，分析建筑再生骨料做粗骨料对混凝土的力学性能的影响及幅度。
表3 混凝土力学性能
3.3 试验数据分析
由表3可知，以建筑再生骨料做粗骨料的框格混凝土(以下简称为再生骨料混凝土)具有更小的表观密度，同体积的混凝土试块以再生骨料混凝土质量更小。虽然其7 d,28 d抗压强度均低于普通混凝土，且增长幅度略低，但是仍然满足框格混凝土抗压强度为C20的要求。较小的弹性模量表明再生骨料混凝土在荷载作用下抗变形能力强，抗裂性能好，结构更稳定。综上所述，在满足其工作性能和工程环境要求的前提下，以建筑再生骨料做粗骨料有利于节省材料，同时更环保。图3为用建筑再生骨料制备的六角形空心护坡砖。
4 结语
试验表明，用建筑再生骨料做粗骨料制备的框格混凝土力学性能满足要求，能够节约天然骨料，降低成本，有利于环境保护，节约资源。
新农村建设建筑垃圾资源化处理需要同时考虑经济性、兼容性和可行性三方面的问题，可采用在新农村建设点比较集中的地区或者中心地带建立小型资源化工厂，尽量简化工艺流程，尽量利用成本较低、用途普遍的设备，对含杂质较少、比较集中的废弃混凝土进行破碎、筛分，将得到的较小粒径的骨料留着备用，其余的则运往较大的处理中心做进一步集中处理。这样既可以降低基础投入和运输费用，又可以实现建筑垃圾的初步再利用。同时考虑到各建设点情况不同，应因地制宜，设计符合当地特色的建筑垃圾资源化流程，并实施全过程管理，才是新农村建设建筑垃圾资源化的可行之路。
[1] 边 远.城镇建筑垃圾的处理分析[J].山西建筑,2011,37(14):183-184.
[2] 王香治.城市建筑垃圾资源化利用探讨[J].环境卫生工程,2012,20(2):49-51.
[3] 李小卉.城市建筑垃圾分类及治理研究[J].环境卫生工程，2011,19(4):61-62.
[4] 戎美进.建筑废弃物的处理[J].山西建筑，2013，39(29)：187-188.
[5] 周 军，王 欣.混凝土骨料再生设备及工艺研究[J].混凝土,2008,1(198):125-127.
[6] 邢振贤，牛克纳.无砂大孔混凝土生态护坡现场试验研究[J].混凝土,2013,4(27):98-100.
Preliminary study of new countryside construction waste’s disposal and recycling★
LONG Jin-yu XING Zhen-xian MENG Xiao-pei
(North China University of Hydropower, Zhengzhou 450045, China)
On the basis of analysis on the current situation of construction waste, discuss the process flow of producing recycled aggregate by using construction waste made in new countryside construction. The practicability can be seen through tests of using the waste to make recycled aggregate. It is suggested that construction waste resource should adapt to the local conditions and found its way in characteristic development road.
construction waste, recycled aggregate, process flow, resource
1009-6825(2014)31-0203-02
2014-08-20★:水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心开放课题基金项目(项目编号:2014005)
龙晋豫(1990- )，女，在读硕士； 邢振贤(1958- )，男，教授； 孟小培(1988- )，女，在读硕士
X799.1
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