魏园方 叶少帅 周意坤
1. 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 上海 200032;2. 上海建科工程咨询有限公司 上海 200032;3. 同济大学 上海 200090
发达国家非常重视城市建筑垃圾的减量化和资源化,并将其作为保护环境、节约资源的重要目标。因国土面积小、各类资源相对匮乏,为了指引、促进建筑垃圾资源化,日本制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》,并出台了《资源重新利用促进法》,促进废弃混凝土、废弃木材等建筑垃圾的再利用。
美国亦于1967年颁布了《固体废弃物处置法》,规定了对环境违法行为的处罚措施和标准,从而对固废回收利用产生了较大的刺激作用,通过回填、制作再生骨料等途径实现了大量建筑垃圾的资源化。
在德国,依托《废物处理法》、《垃圾法》等一系列法规的促进作用,废弃土方、废弃木板、废弃混凝土、废弃钢筋以及其他建筑废弃物回收利用率高达70%以上。
新加坡颁布的《一般废弃物收集条例》对固体废弃物的搜集、运输、处置作了系统的规定,并规定收取建筑垃圾堆放费,从而增加了建筑垃圾的排放成本,从源头上降低了建筑固废的产生。
近年来,随着社会的环保意识进一步增强,我国也出台了一些关于建筑垃圾处置的规定,如《城市固体垃圾处理法》,规定产生垃圾的部门须缴纳一定的垃圾处理费。2010年9月25日又出台了《建筑垃圾处理技术规范》,初步建立了建筑垃圾分类及处理制度。
建筑垃圾资源化理论研究方面,中国建筑材料科学研究总院承担了“再生混凝土骨料和再生混凝土的性能与应用”“城市建筑废弃物在建材工业资源化技术研究”“固体废弃物在水泥混凝土工业的资源化利用研究”“建筑废弃物的循环再生及其应用技术研究”等课题的研究,提出了一些建筑垃圾资源化的一些新成果、新措施[1-4]。
北京建筑工程学院2007年进行了“建筑废弃物资源化关键技术与应用的研究”,并于2007年底完成了全国首座1 000 m2全级配再生骨料现浇混凝土试验建筑的建设;2008年利用再生古建砖在崇文区前门大街完成了一个示范院的建设。
从整体看,国内建筑垃圾资源化理论方面研究较多,但是在实际的施工现场,建筑垃圾资源化仍局限于简单的处理,如垃圾粉碎后回填等。为此,本文拟针对施工现场建筑垃圾的不同组成,提出操作性相对较强的施工现场固体废弃物回收再利用措施,以提高建筑垃圾资源化水平。
按照垃圾的组成成分划分,施工现场建筑垃圾可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木等。
不同结构形式的建筑施工产生的垃圾组成不同,根据统计数据,施工产生的建筑垃圾中,超过50%固废为废弃砖块及废弃混凝土块,因此本文以碎砖以及废弃混凝土为重点,探索施工现场固废的回收再利用技术。
通过对施工现场废弃物组成分析,施工现场大多数废弃物经过分拣、剔除或粉碎后,可以作为再生资源使用,如表1所示。
表1 施工现场废弃物回收再利用可行性
2.2.1 施工现场垃圾破碎后回收再利用
施工现场建筑垃圾一般集中堆放后再外运出去进行处理,在堆放、外运的过程中不仅成本较高,对施工场地以及周围环境也可能造成一定的扬尘污染。为此,本文考虑在施工现场建立施工现场废弃物综合回收再利用系统,以减少施工垃圾外运量,实现现场回收再利用,即建筑垃圾在各楼层进行收集、分拣,分拣的目的是将垃圾中的废钢筋、铁丝、木材及其他杂物拣去。同时,对废渣中的碎砖块也分拣出来分别堆放,以便加工出不同的再生骨料。破碎时根据工程用料需要的细度,用破碎机进行破碎。破碎后的粗骨料可以用于回填,破碎后的细骨料可以用于生产环保型砖块或者用于抹灰砂浆。
通过该系统,建筑垃圾在楼层清理过程得到分类,钢材类、木材、塑料类可直接回收;废弃砌块、废弃混凝土块等处理后再利用,可节省垃圾的外运成本。
2.2.2 固体废弃物作夯扩桩填料
利用建筑固体废弃物作夯扩桩填料称为复合载体夯扩桩,复合载体夯扩桩即是由上部钢筋混凝土结构的桩身和下部复合载体组成的,其中复合载体以碎石、碎砖、废弃混凝土块等建筑垃圾作为填充料,在持力层内夯实加固后形成挤密实体。
复合载体夯扩桩施工过程中,采用细长锤在护筒内边打边沉,待沉到设计标高后,分批向孔内投入建筑垃圾(碎石、碎砖、混凝土块等),再用细长锤反复夯实、挤密,在桩端处形成复合载体,接着放入钢筋笼,浇注桩身(传力杆)混凝土而成。
为更好地挤密土层,在填充料的选择上优先选用质地坚硬的块状垃圾,如碎砖、碎石、碎混凝土块等,不得使用粉状物。填充料的几何尺寸应控制在50~150 mm,径向尺寸最大不应超过250 mm。
复合载体夯扩桩不仅施工工艺简单、施工质量容易控制,更重要的是可以消纳大量施工现场固体垃圾,减少现场垃圾外运量,从而实现绿色施工。
2.2.3 其他零星垃圾再利用
施工现场废旧模板数量也较多,从回收再利用的角度,废旧模板可用于制作绿化栅栏,也可用于制作构件存放池、消防沙箱等。对于施工现场混凝土余料,可直接用于制作零星混凝土构件,如制作过梁、排水沟盖板等(图1、图2)。
图1 废模板制作绿化栅栏
图2 废模板制作消防沙箱
随着我国城市化进程的不断加快以及社会大众环保意识的增强,建筑垃圾的资源化正受到越来越多的重视。本文提出的建立施工现场垃圾综合回收再利用系统,建筑残渣破碎后粗骨料回填、细骨料制砖;固体废弃物作夯扩桩填料、废弃模板制作绿化栅栏、扣件存放池、消防沙箱等施工现场废弃物回收再利用措施,在工地现场具有一定的可操作性。希望通过本文的研究,促进施工现场垃圾的资源化的实现[5-8]。