关于建筑垃圾再利用的研究综述.pdf

45Industry行 业行 业据统计，每年产生的建筑垃圾数量占城市垃圾总产量的 30%40%1。我国作为基建大国，每年会产生大量的建筑垃圾，其中主要包括新建工程和老旧建筑的拆除工程。新建工程中，每万平方米的建筑材料消耗中将会产生500600 吨的建筑垃圾；而对于达到建筑寿命的老旧建筑物，每万平方米将会产生近 700012000 吨的建筑垃圾2。由于我国的建筑行业的持续发展，未来的建筑垃圾处理需求也会持续上升。如何更有效地处置建筑垃圾，将它们转化为可重复利用的材料，已经成为当今世界各地科学家们的重点关注问题。1 建筑垃圾及其危害建筑垃圾是指在建筑过程中产生的废弃物料，包括混凝土、砖瓦、钢筋、木材等，数量庞大且具有复杂的组成。目前的建筑行业中没有针对建筑垃圾比较完善的处理规范，加之管理者的不重视，导致大量的建筑垃圾得不到及时妥善的处理，大部分只是在随意堆放，不仅影响城市的美观，还浪费了土地资源。而且，建筑材料的质量如果没有经过严格的把控，劣质材料中的有害物质还会污染空气和水资源。Overview of research on the reuse of construction wasteOverview of research on the reuse of construction waste长期暴露于空气中的废窗、废纸板会经过自身降解而产生有机酸，从而对地下水和地表水造成污染；水泥、混凝土中的硫酸根离子会被转化为酸性气体，进而形成酸雨；废金属中的重金属离子由于得不到有效处理，也会对水质水体健康构成严重威胁。2 国内外建筑垃圾再利用研究进展建筑垃圾再利用是指通过合理的技术手段将建筑垃圾转化为可利用能源。其主要目的是减少对自然资源的依赖，降低能源消耗和环境污染，实现循环经济的发展。建筑垃圾再利用的意义在于促进可持续发展，减少资源浪费，提高资源利用效率，降低对环境的破坏性影响。当前，大多数以建筑废弃物为原料制造的再生产品包括：再生混凝土、再生砖块、构件、微粉等。2.1建筑垃圾再生微粉通过对建筑垃圾的合理处置，我们能够将其转化为更加适合再利用的材料，例如再生微粉，它能够增加材料的抗压能力，并且能够改善材料的结构。Shuhua Liu 等3通过实验证明，烧结黏土砖的微粉可以明显改善水泥浆的水化特性，增加水泥浆中的胶凝性物关于建筑垃圾再利用的研究综述关于建筑垃圾再利用的研究综述文/王 超文/王 超摘要：随着城镇化进程的加快，我国目前的建筑行业发展依旧占据着重要的地位，由此产生的建筑垃圾也随之增加。如何将数量巨大的建筑垃圾合理处置、再利用成为了当前低碳生活，节约经济，可持续发展的重要问题。本文的主要目的是分析建筑垃圾的危害，比较目前世界各地对于建筑垃圾再利用的研究进展以及存在的问题，并提出一些建议。关键词：建筑垃圾；再利用；研究现状46ndustryndustry行 业行 业I I质含量，提高材料后期的强度。而且水化产物还可以填补孔洞，极大地改善水泥浆的整体力学特性，进而提升它们的耐久性。Zhi Ge 等4的实验证实，将磨细黏土砖微粉作为添加剂，可以显著改善新拌合的硬化混凝土的性能。再生混凝土早期强度会因为养护时间的不足而稍微降低，但是后期的强度足以达到新拌混凝土的标准，并且这种材料的耐腐蚀性也更好，同时还可以抵御较大的温度变化，从而达到更优的使用效果。2.2建筑垃圾再生混凝土通过将建筑垃圾进行筛选，将其中的砂、石等材料替换成新的骨料，就可以制造出具有更高质量的再生混凝土。目前，这种再生混凝土已经被大力推广并应用。Alessandra Mobili5的研究发现，建筑垃圾中的粗再生骨料完全可以代替传统的天然石灰骨料来制备混凝土材料，尤其是将 12.5%的粗骨料用细骨料代替时，不仅能使最终的混凝土砂浆拥有较高的耐久性，还具有合理的硬度，不容易出现裂缝，从而使得它们的使用寿命大大延长。王玉军等6通过对废旧砖块的力学性能研究来制造再生的建筑材料。他们发现，再生砖骨料的多孔混凝土不仅拥有更好的环保特性，而且拥有极佳的渗透率，尽管其强度稍逊于传统材料，却仍能够满足建筑物的抗滑和抗压需求。纪小平等7通过实验研究了不同比例下再生骨料与水泥融合之后的试块结构性能，研究结果表明，在 5%水泥含量的前提下，随着再生骨料的增加，试块的抗压强度也会得到一定程度的增强，而其抗冻性能却逐渐降低。申爱琴等8-10研究得到了一种新型复合材料并对其进行实验研究，该材料主要是将建筑垃圾磨细砖粉与矿粉、粉煤灰和激发剂所形成的一种建筑垃圾复合粉体材料。结果表明，新型材料的添加不仅能提高混凝土的抗冻性能，还可以改善其收缩性。由于建筑垃圾复合粉体材料的各个组成部分比较容易获得，将其广泛应用不仅能够节约水泥，降低成本，还具有很高的环保价值。2.3建筑垃圾再生砌体除了再生混凝土，还有很多建筑垃圾被用来做再生砌体。曹文权11利用废弃的砖块骨料进行细骨料的筛选，最终生产出具有良好性能的再生骨料砂浆砌块。他的实验结果表明，这种砌块的破坏过程与传统的混凝土砌块的破坏过程基本相同，只是使用再生材料制作的砂浆砌块的抗压能力平均值比公式计算值下降了 9%。郭倩绮12通过将废陶瓷和废玻璃作为主要原料，添加NaCl制成了复合相变蓄热材料，当材料配比、烧结温度、保温时间等条件足够合适时，材料能够达到最小的吸水率，同时体积密度和抗剪强度达到最大值，能够更好地发挥材料的力学性能。2.4建筑垃圾在其他方面的应用当今，建筑垃圾已经被广泛应用于各个行业，从混凝土、微粉、砌体构件到其他领域，为社会发展做出了重要贡献。韩森等13根据不同材料的容重不同设计了一种设备，可以将建筑垃圾中的粘土砖与混凝土分离开来，进而分别利用。使用该设备不仅大大提高了建筑垃圾的再利用率，也为再生材料的制备提供了原材料，进而增大生产率。虞磊等14通过将建筑垃圾再生集料与 3%、5%、7%的水泥剂量混合，并将其用于道路基层，以达到良好的路用性能指标，这一实验结果显示，这种配合比能够满足当前的规范要求。研究人员在米兰理工大学15进行了一项实验，探究了使用稳定底灰和电弧炉钢渣作为再生骨料来取代原有的材料对沥青混合料的性能产生影响的研究。研究发现，将再生骨料替换为沥青混合料中的原有填料，不仅可以满足沥青混合料的要求，而且还能达到与使用标准填料相同的效果。3 建筑垃圾再利用存在的问题虽然建筑垃圾再利用领域已经发展了一段时间，但是我国在该领域还有一些问题亟待解决。技术尚未完善，研究多以理论为基础，缺乏实践经验，缺乏一个完整、有效的应用47Industry行 业行 业研究，研究内容重复，技术点分散，而且还容易给环境带来二次污染。能源消耗、生产效率低下、噪声污染严重、设施老旧、无法满足日益增长的需求等问题显著。此外，目前的建筑垃圾处理企业数量有限，并且分散在各地，这使得它们的运送路线变得不确定，并造成了巨额的运费，从而造成了一个恶性的循环。由于缺乏有效的处置机制，许多施工单位仍然采取堆积或者填埋的方式，从而导致大量的土地被浪费，并引发一系列严重的生态灾害，进一步加剧了科学、有效处置建筑垃圾的挑战。4 建筑垃圾再利用建议综上所述，目前国内外研究仍存在一定的局限性。我国幅员辽阔，资源丰富，不同城市产生的建筑垃圾各有不同，其化学成分、矿物成分差异较大，很难通过统一的标准规范来进行处理，因此建筑垃圾再利用首先要对原材料进行均质化处理，尽可能确保处理后的材料的标准一致。另外，再生骨料中的建筑垃圾具有高度的可裁量性，这导致生产的再生混凝土的强度和其他性能较低，应用范围面比较窄，因此还需要进行更多、更深层次的实验来扩大再生材料的应用范围。还要学习借鉴其他国家的处理技术，不断完善我国建筑垃圾再利用全过程处理技术，不断提高处理效率，加快处理进程。5 结论及展望为了有效减少建筑垃圾的产生，我国应该建立一个完善的垃圾分类体系，鼓励全民参与，并严格执行分类标准，以实现建筑垃圾的资源化再利用。此外，还应该加强对建筑垃圾进行质量监测，建立一条完整的产业链，以保证建筑垃圾有效的再生利用。建筑垃圾再生利用是实现循环经济的重要步骤之一，具有广阔的应用前景。随着国家对于资源和环境问题的高度重视，建筑垃圾再生利用将成为建筑行业的发展趋势。未来，建筑垃圾再生利用技术将不断创新与完善，提高再生骨料的质量和利用率，促进建筑材料的可持续发展。同时，建筑垃圾再生利用在城市更新、工程建设和节能减排等方面将发挥重要作用，推动社会经济的可持续发展。参考文献：1 周文娟，陈家珑，等.我国建筑垃圾资源化现状及对策 J.建筑技术，2009（8）：741744.2 王罗春，赵由才.建筑垃圾处理与资源化 M.北京：化学工业出版社，2004：7.3Liu S,Dai R,Cao K,et al.The Role of Sintered ClayBrick Powder During the Hydration Process of CementPastesJ.Iranian Journal of Science and Technology,Transac-tions of Civil Engineering,2017,41(2):159-165.4 G e Z,Wa n g Y,S u n R,e t a l.I n f l u e n c e of ground wasteclay brick on proper ties of fresh and h a r d e n e d c o n c r e t e J .C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Materials,2015,98:128-136.5 Mobili A,Giosu C,Corinaldesi V,et al.Bricks and Con-crete Wastes as Coarse and Fine Aggregates in SustainableMortarsJ.Advances in Materials Science and Engineering,2018,2018:1-11.6 王玉军，翟爱良，高涛，等.再生砖骨料多孔混凝土强度和透水性能研究 J.混凝土，2016(02):90-95.7 纪小平，曹海利，刘陵庆水泥稳定再生集料的性能及其影响因素研究 J.建筑材料学报，2016，19(2):342-3468 薛翠真，申爱琴，郭寅川，等 基于正交试验的掺 CWCPM 的小型混凝土配合比优化设计 J.材料导报，2016，30(16):115-1199 薛翠真，申爱琴，郭寅川，等 建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的影响 J.材料导报，2016，30(4):121-12510 薛翠真，申爱琴，万晨光，等 建筑垃圾复合粉体材料对小型混凝土构件收缩性能和微观结构的影响 J.硅酸盐通报，2016，35(2):363-36811 曹文权.再生砖骨料砂浆砌块砌体的基本力学性能研究 D.湖南大学,2018.12 郭倩绮.利用建筑垃圾制备再生砖及相变蓄热材料的工艺及性能研究 D.西安科技大学,2019.13 胡魁，韩森，薛雪，等 建筑垃圾再生骨料砖砼分离设备的研究 J.公路工程，2016，41(3):172-17714 虞磊,刘卫东,钱耀丽,等.建筑垃圾再生集料作为道路基层材料的性能研究 J.中国水运（下半月）,2020,20(3):251-253.15 Topini D，Toraldo E，Andena L，et al Use of recycled fillers in bituminous mixtures for road pavementsJ.Construction and BuildingMaterials，2018，159:189-197R R