建筑废弃物的循环利用

在建设过程中或旧建筑物维修、拆除过程中产生的建筑废弃物多为固体，其中含有大量有利用价值的材料，资源化这些建筑废弃物，不仅能有效地提高资源、能源利用效率，而且可保护生态和促进经济发展，是建材工业发展循环经济和实现可持续发展的重要环节，不可或缺。
一、建筑废弃物的排放与利用
1．建筑废弃物分类和组成
建筑废弃物主要来源于土地开挖、破旧建筑材料（使用过的建筑材料）、道路开挖和建筑施工工地。按来源进行建筑废弃物分类并没有将其真正分开，难以指导循环利用。按照可再生性和可利用价值，建筑废弃物可分为可直接利用的材料、可作为材料再生或可以用于热回收的材料以及没有利用价值的废料三类。
建筑废弃物组成因地区经济发展水平、建筑结构、拆除方式、回收方式不同而变化，通常包含水泥基材料、陶瓷基材料、天然石材、金属和其它(如木材、塑料)等。在拆除混凝土结构时，建筑废弃物主要是废弃混凝土，如道路和机场跑道拆除工程。建筑物拆除和新建建筑产生的建筑废弃物中，组成变化则较大。随着垃圾堆场的日益短缺及处理费用的提高，采取选择性拆除措施或在拆除现场对建筑废弃物进行预分选，将显著提高建筑废弃物的再生价值。
2．我国建筑废弃物的排放与利用状况
自上世纪80年代以来，我国建筑废弃物的排放量快速增长，组成也发生了质的变化，可循环利用的组分比例不断提高。据统计，我国每年仅施工建设所产生和排出的建筑废弃物就超过亿吨，全国建筑废弃物总排放量达数亿吨。如今建筑废弃物基本上未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村露天堆放或简单填埋，耗用大量土地和运输费用。随着我国耕地和环境保护等有关法律法规的颁布和实施，循环利用建筑废弃物已成为建筑施工企业和环保部门必须组织实施的产业。
目前，我国大量有再生价值的材料因填埋而浪费，如北京在重建西直门立交桥和大北窑立交桥时，拆除的数千方优质混凝土没有作任何再生处理，直接填埋。核心问题是建筑废弃物的循环利用在我国没有引起足够的重视，往往将它归于只能用于路基等低级要求的低档材料，更没有将建筑废弃物循环再生作为一个产业来发展。尽管如此，近年来我国在建筑废弃物再生利用方面的研究工作已逐渐展开，并取得了进展。
3．国外建筑废弃物的排放与利用状况
发达国家已经和正在积极探索将垃圾变为一种新资源，一直发展成一个新兴的大产业。据美国“新兴预测委员会”和日本“科技厅”等有关专家作出的预测：在未来30年间，全球在能源、资源、农业、食品、信息技术、制造业和医药领域，将出现“10大新兴技术”，其中有关“垃圾处理”的新兴技术被列在第二位。
世界上首次大量利用建筑废弃物的国家是前联邦德国。在二战后的重建期间，循环利用建筑废弃物不仅降低了现场清理费用，而且大大缓解了建材供需矛盾。至1955年末，循环再生了约1150万m3废砖集料，并用这些再生集料建造了17.5万套住房。德国现在有200家企业的450个工厂（场）在循环再生建筑废弃物，年营业额20多亿马克。
1997年，丹麦建筑废弃物排放量约为340万吨，约占各种垃圾总量的25%。自采用废弃物税收以来，建筑废弃物循环利用的比例明显增加。如今约有90%的建筑废弃物得到了重新循环利用。在短短的几年里，丹麦建立了一个以技术方法、科学和组织结构，以及管理工具密切结合的联合系统，确保了对主要废弃物流动的控制和对大部分建筑废弃物的循环利用。
日本资源相对匮乏，因此十分重视建筑废弃物的再生利用，将建筑废弃物视为“建设副产品”。从1974年起在建筑协会中设立了“建筑废弃物再利用委员会”，在再生集料和再生集料混凝土方面取得大量研究成果，并于1977年制定了《再生集料和再生混凝土使用规范》。此后相继在全国各地建立了以处理拆除混凝土为主的再生工厂。据报道，1998年东京都建筑废弃物的再生利用率已达到56%。目前在住宅小区的改造过程中，已能实现建筑废弃物就地消化，经济效果显著。
美国在混凝土路面的再生利用方面成绩斐然，1984年至1985年间，仅8个州就拆除和再生混凝土路面160英里。目前美国每年排放的拆除混凝土大约有为6000万吨。法国建筑废弃物年排放量为10000万吨，挪威、荷兰、西班牙和意大利等国分别达到1260万吨、1260万吨、3200万吨和3440万吨。现在欧洲共同体国家每年产生大约5000万吨拆除混凝土，其中英国1100万吨，法国1300万吨。
总体来讲，国外大多施行“建筑废弃物源头削减策略”，即在建筑废弃物形成之前，就通过科学管理和有效措施将其减量化，并采用科学手段，使其具有再生资源功能。
4．建筑废弃物排放趋势欧洲共同体国家每年废混凝土的排放量已从1980年的5500万吨增加到目前的16000多万吨，而废砖排放量将基本稳定在5200万吨左右。显然，废混凝土与砌筑废弃物的比例已经向废混凝土转移。我国建筑废弃物中的可再生硬质无机组份比例在不断提高，其中废混凝土的比例增幅最大。
二、建筑废弃物的回收和再生
建筑废弃物的回收与再生技术包括三部分，即建（构）筑物的拆除、回收与加工。
1．建（构）筑物的拆除
基于拆除现场的环境要求、建（构）筑物类型、拆除要求等选择拆除方案。常用的拆除方法有整体爆破、无声破碎、局部（部分)爆破和机械拆除等。
2．建筑废弃物的回收
为提高建筑废弃物再生率和再生产品质量，可通过以下几种措施控制回收建筑废弃物质量：选择性拆除、选择性回收、分类回收、严格控制建筑废弃物附带黏土量（尤其在公路拆除时）、建立拆除建筑废弃物档案。
3．建筑废弃物的再生
在再生建筑废弃物装备方面，欧、美、日等国均有成套设备，已投入生产运营多年。这些装备可进行建筑废弃物的初分、破碎、筛分和钢筋分离，按组份及粒度进行分类供使用。
建筑废弃物是一种多组份混合物，其中以废混凝土、废砖瓦为主，它们具有一定强度、硬度及耐久性，加工后可作为道路路基或混凝土用集料。其它组成如木材、沥青、废金属（钢、铁、铝等）、废橡胶和废塑料等，分离后可作为相应工业原料。当然还含有一定的杂质，甚至是有毒或有污染的成份，不但无法再生利用，而且需要进行特别处理。
三、建筑废弃物再生利用的经济性
RILEM（国际建筑材料与结构研究实验联合会）的TC-34-DRC和TC-121-DRG研究表明，多数工业化国家建筑废弃物人均年排放量达到1吨，循环利用这些废弃物能减少对天然资源5%的消费。
1．再生工厂成功运营的条件
成功运营的条件包括：（1）丰富而且能稳定供应的建筑废弃物来源；（2）建筑废弃物堆放费用较高；（3）运输车辆容易到达；（4）合适的工业用地，最好在环境卫生的垃圾堆场附近；（5）优质的天然砂、砾石和碎石难以得到或缺乏，因而价格昂贵；（6）较大的市场需求。
2．再生工厂的规模经济
据估计，人口超过150万的城市每年产生的建筑废弃物数十万吨，而一个公路拆除项目仅产生数万吨的废弃混凝土。为实现规模经济，再生工厂每小时至少要处理110—275吨的建筑废弃物。为回收投资，再生工厂每年至少要处理和售出20万吨再生集料，这就意味着再生工厂能正常运行，城市人口至少达到100万。
CUR分析了荷兰建筑废弃物的再生利用经济情况，并尝试比较使用再生集料和原生集料制造性能相同的混凝土构件的经济性。研究表明，在不考虑拆除废弃物堆放费用时，再生建筑废弃物集料与天然砾石相比是没有竞争力的。
3．再生工厂运营困难的原因
造成再生集料工厂运营困难的原因很多，其中最主要的有两个：（1）人们对再生集料有成见，使用再生集料的经验有限，仍然保留着对混凝土中再生集料性能的担心；（2）使用再生集料生产新混凝土需要附加费用，并且不方便，例如预润湿费用、检验费用和补偿再生集料混凝土强度低、高徐变、收缩和弹性变形的费用等。这些费用中的一部分可以通过再生集料混凝土的低密度和良好的保温性能得以补偿。即使如此，为与普通集料相竞争，再生集料价格必须降低。
4．德国再生工厂情况
在德国，1989年一个固定式再生工厂（不包括不动产）总投资需320—450万马克，而移动式或半移动式工厂将耗资70—90万马克。建筑废弃物的再生费用取决于再生产品的质量要求。在拆除现场使用移动式装置处理拆除废弃物，费用最低，但产品仅能作回填使用。
1989年此类材料的再生费用在5—7马克/吨之间。在固定工厂，将清洁和处理过的拆除建筑废弃物加工成高质量产品，生产费用将达到10—12马克/吨。如果工厂在低于最佳生产能力状态下运行，则生产费用会超过15马克/吨。再生工厂接受建筑废弃物的费用和最终产品的销售价格均决定于当地的条件。如果离最近的垃圾堆场有很长距离，接受废弃物的堆放费用预计达8—11马克/吨。如果同时离天然集料产地运输距离很长，破碎的干净再生材料可能卖到10马克/吨。在非常不利的条件下，建筑废弃物接受费用很低，只有3—4马克/吨，再生产品售价也很低，只有6—8马克/吨。为保证正常运营，对固定工厂而言，堆放费用和销售价格之差至少达到10马克/吨。1989年再生工厂的价格差通常只有9—9.5马克/吨。因此处理建筑废弃物还不是一个有利可图的商业，除非有政府的财政补贴。
四、国内外建筑废弃物循环利用政策
1992年联合国环境与发展大会第一次将环境与经济、社会的发展有机地结合在一起，提出走可持续发展道路，制定21世纪议程，并将清洁生产作为21世纪议程优先发展的领域。中国政府积极响应大会号召，于1992年制定了《环境与发展十大对策》，明确提出新建、扩建、改建项目，技术起点要高，尽量采用能耗物耗小、污染物排放量少的清洁生产工艺。

1．中国
1995年11月全国人大通过了《城市固体垃圾处理法》，要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费，但没有涉及到建筑废弃物的循环利用问题。国家经贸委以国经贸资源[2001]624号颁布了《关于转发“财政部、国家税务总局关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策问题的通知”的通知》，鼓励资源综合利用。
2．日本
日本对建设副产物处理有了一系列完整全面的措施、政策和法律。1970年制定了“有关废弃物处理和清扫的法律”。1991年3月，日本建设省实行“再循环法”，提出有效地利用资源。1994年6月制定了“建设副产品对策行动计划”，积极推进建设副产物再循环政策。1997年10月，修改“再循环法”制定了“建设再循环推进计划97”。1998年8月，建设省制定“建设再循环指导方针”。1998年12月，进一步修改了“推进建设副产物正确处理纲要”。2000年5月制定公布“建设工程用资材在资源化等有关法律”。2000年6月制定公布“推进形成循环型社会基本法”。
3．美国
美国是较早提出环境标志的国家，美国政府制定的《超级基金法》规定：“任何生产有工业废弃物的企业，必须自行妥善处理，不得擅自随意倾卸。”
4．德国
德国政府在废弃物法增补草案中，将各种建筑废弃物组分的利用率比例作了规定，并对未处理利用的建筑废弃物征收存放费，例如破碎砖瓦和道路挖掘废弃物为15马克/吨。
5．丹麦
丹麦建筑废弃物循环再生率很高，主要激励措施是对填埋和焚烧建筑废弃物的征税。环保署进行的一项分析表明，税收在建筑废弃物再循环方面起着主要的作用。从1987年1月1日起，分配到焚烧或填埋场的每吨垃圾的税收约为5欧元。到1999年，也就是说在12年后，填埋税增加了900%。建筑废弃物循环率提高到了约90%。
五、建议
为促进建筑废弃物资源化循环再生，我国须加强以下三方面工作：
1．建筑废弃物资源化的科研工作
科研工作是建筑废弃物资源化的基础，没有合适的技术方案，建筑废弃物的资源化无从谈起。国外建筑废弃物的再生技术已较成熟，而我国在此方面刚刚起步，应该开展全面系统的研究和开发工作，提出符合我国实际的建筑废弃物资源化战略和技术方案。
科研工作应集中于建筑废弃物减量化的方法、建筑废弃物回收和利用方法、再生建筑材料的市场化措施、再生材料与环境相容性的分析方法、再生产品的技术标准和规范、再生技术的经济性评定等。
2．建筑废弃物资源化的立法工作
首先应禁止填埋具有再生价值的建筑废弃物，相应地应规定建筑废弃物必须分类回收和堆放，排放单位必须配置相应的处理设施或支付较高的处置费委托专业机构处理和利用其建筑废弃物。凡利用建筑废弃物生产的材料或产品，国家应在税收政策上给予优惠。对于专用的建筑废弃物再生机构，国家应给予相应的财政补贴，保证他们的正常运营。
一旦建筑废弃物资源化方面的法律颁布，就应该通过严格的监督执法来使法律得到确实的遵守，做到令行禁止，有法必依，违法必究。
3．建筑废弃物资源化的宣传教育工作
要让与建筑废弃物达交道的每一个人都懂得建筑废弃物是一种可利用的资源，大力宣传和推广建筑废弃物资源化再生的最新技术和工艺方法，鼓励全社会利用再生材料或产品。
（作者简介：王武祥，中国建筑材料科学研究院教授级高级工程师，主要从事新型建筑材料、废弃物循环利用和功能材料的研究和开发。）