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建筑材料種類繁多，尤其造成的建筑垃圾也多種多樣，但主要成分為廢棄混凝土，將拆除建筑物后的廢棄物經機器分揀、破碎、篩分成一定粒度的骨料，用于部分或全部替代傳統的粗骨料制成的混凝土即再生骨料混凝土[1]。在建筑垃圾再利用方面，歐美發達國家及日本、韓國等起步較早、發展較快，而我國未相對重視垃圾經濟的發展較晚。近年隨著工業技術及城鎮化的發展，國家節能減排、保護綠水青山等方針政策的出臺，促進了資源再生利用的大力推行，相繼頒布了再生骨料各項應用技術規程，規范了建筑垃圾再生骨料的發展和應用。

1國內外政策分析

根據發達國家經驗，治理建筑垃圾的思路基本一致，即明確建筑垃圾管理目標，并通過加強立法、采用經濟政策、完善處理和資源化利用產業鏈[2]。其中美國是最早開展建筑垃圾固體廢棄物循環利用立法的國家之一，1965年出臺《固體廢棄物處置法》（后重命名為《資源保護和回收法》）經多次修訂，成為美國固體廢物管理的基礎法律，確立源頭減量、回收利用、垃圾處置等全流程管理的方針；1980年，美國國會通過《超級基金法》，禁止固體廢物的隨意丟棄，通過溯本根源、無限連帶責任的嚴格處罰，從源頭限制建筑垃圾的產生，為建筑垃圾產業發展提供法律支持[3,4]。德國是最早大規模利用建筑垃圾的國家，基于其形成的歐盟法、聯邦法、州法和市級法規的四級細致的建筑垃圾法律體系，從源頭預防、循環利用、監督管理、信息公開等全方位管理，目前德國約有200家建筑垃圾處理企業，年營業額達20億歐元[5]。日本具有最完備的建筑垃圾管理法律體系，該國將建筑垃圾視為“建筑副產品”，堅持“盡可能不從施工現場運出垃圾，建筑垃圾盡可能重新利用”的指導方針[6]。在此背景下，日本構建了準入許可證制度、公共建筑綠色采購和建筑垃圾傳票制度等具體措施，使建筑垃圾回收再利用涉及的各相關主體形成閉環流程，促進日本建筑垃圾循環利用的發展[7]。與之類似，1995年丹麥規定一定規模的拆除工程需要先提交處理計劃和現場分類和循環利用；2003年韓國出臺《建筑廢棄物再生促進法》強制要求施工過程必須使用一定范圍的建筑垃圾再生產品；2008年英國發表《建筑業可持續發展戰略》將建筑垃圾減量提升到了建筑業可持續發展的戰略高度[8]。與西方發達國家相比，我國對建筑固廢資源化再利用的研究起步較晚，與之相配套的政策和法律相對薄弱。20世紀末，上海、天津、北京等地陸續出臺建筑垃圾工程渣土相關管理，主要對建筑垃圾、渣土等收集、運輸和消納提出一定的管理辦法；進入21世紀以來，隨著城市化的迅猛發展，環境問題的日益顯現，2005年國務院出臺《城市建筑垃圾管理規定》，提出“鼓勵建筑垃圾綜合利用，鼓勵建設單位、施工單位優先采用建筑垃圾綜合利用產品”。隨后蘇州、西安、石家莊等各地政府陸續出臺一系列管理辦法整頓建筑垃圾運輸市場，規范管理建筑垃圾處置，優化市容市貌；同時財政和稅務等部門也開始編制建筑垃圾行業專項計劃，對建筑垃圾處理企業進行稅收優惠和貸款優惠，鼓勵城市建筑固體廢物再利用的技術研發和推廣。2012年財政部、住房和城鄉建設部《關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見》，推進地級以上城市“全面開展建筑垃圾資源化利用”。2014年科技部、工業和信息化部和住房城鄉建設部建筑節能與科技司分別將“建筑垃圾處理和再生利用技術設備”“提高建筑垃圾綜合利用水平”作為重點任務。2015年國家發改委印發《2015年循環經濟推進計劃》重點推進建筑垃圾資源化利用工作，探究多種市場運作體制，開展建筑垃圾資源化試點省建設，建筑垃圾資源化利用工作開始全面展開。2017年，全國城市市政“十三五”規劃強調“建筑垃圾源頭減量與控制”，并明確提出“積極拓展建筑垃圾再生利用產品市場利用渠道，鼓勵建筑垃圾回用于道路及海綿設施建設”。2018年，《“無廢城市”建設試點工作方案》再次強調“開展建筑垃圾治理，提高源頭減量及資源化利用水平”，系統探究先進城市管理，推動形成綠色發展的生活方式。2020年，住房和城鄉建設部對建筑垃圾減量提出指導意見，要求“2025年底，各地區建筑垃圾減量化工作機制進一步完善，實現新建建筑施工現場建筑垃圾（不包括工程渣土、工程泥漿）排放量每萬m2不高于300t，裝配式建筑施工現場建筑垃圾（不包括工程渣土、工程泥漿）排放量每萬m2不高于200t”。而新《固廢法》實施，其將“建筑垃圾”單獨列出管理，提出“建筑垃圾污染防治”的科學概念，加大推進建筑垃圾污染環境防治工作的力度，在加強建筑垃圾污染防治、分類處理、科學回收、綜合利用等全過程管理方面作了相關的規定。“十四五”開啟，建筑垃圾資源化利用全面踐行節能減排的重要舉措，是全面推進建筑領域綠色化改造的重要內容。盡管我國已陸續出臺大量建筑垃圾相關法律法規，初步體現了循環經濟的思想，管控也逐步向細微處滲透。但國內針對建筑垃圾資源化利用的政策法規仍多以政策引導為主，缺乏有效強制性措施；法律規制中還存在立法理念相對滯后、立法體系不健全等問題；在法律實施中還存在監管機制不協調、責任制度不合理、激勵制度不健全以及參與機制不完善等問題；在具體管理制度上，還存在監管部門權責不清、管理制度有漏洞等問題。2012年Li等綜述國際建筑垃圾的7種典型政策，分別為建筑垃圾回收率限定、排污收費、現場廢棄物管理、排污許可證、原材料增稅、制定再生產品標準和綠色技術創新激勵等機制[9]，這些政策和措施為我國政策的制定提供了一定參考。

2標準和規程對資源化再利用的可行性指導

為解決建筑垃圾對生態環境帶來的破壞問題，大量科研人員開始投身于建筑垃圾資源化利用領域的研究。日本早在20世紀80年代就已制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》，到2000年其廢棄混凝土資源化利用率已達到96%[10]。而我國在此方面的研究則起步較晚，2007年我國第一本《再生混凝土應用技術規程》頒布實施，此后我國建筑垃圾在混凝土制品領域的研究開始蓬勃發展，尤其是從以來，我國的制造業發展理念轉向創新驅動，對可持續發展和環保領域的重視程度也越來越高。隨著人們的環保意識的逐漸提高，各領域的專家學者們也開始將目光投向這一領域，尤其是在混凝土制品方面，主要包括再生混凝土砌塊、再生混凝土路面磚等。在此基礎上，王愛勤等[11]通過研究發現不同部位的建筑垃圾性能存在較大差異，提出在實際應用中應注意區別對待，科學利用的論斷。

3建筑垃圾在混凝土中的應用

目前，我國對建筑垃圾的再利用主要體現在將建筑垃圾應用到再生骨料混凝土方面，并已經使用在建設工程項目中。在國家政策的引導下，再生混凝土技術及應用已經成熟起來，大量科學研究表明再生骨料經過完整工序后篩分的顆粒級配符合國家標準，可用于再生混凝土的制備和開發，其成本較普通混凝土有明顯的優勢。但由于再生骨料的孔隙率大、密度小、吸水率大等缺陷，使再生混凝土的耐久性卻低于普通混凝土，經對再生混凝土不斷的試驗研究，得出加入碳化再生混凝土可以改善其耐久性，摻入15%左右粉煤灰的再生混凝土的抗滲和抗硫酸鹽侵蝕效果最好[12]，加入少量氧化石墨烯可以改善再生混凝土的抗凍性[13]。研究表明，再生骨料的取代率對混凝土力學性能的影響隨取代率的增加呈現先降低后升高的趨勢，由于再生骨料的吸水率高，適量的再生骨料的摻入可吸收游離的水分子，降低水膠比，因而明顯改善混凝土力學性能，同樣再生混凝土徐變也隨著再生骨料的摻和而不斷增大，但當粉煤灰摻量為30%時，再生混凝土的收縮應變達到最小值，可以滿足實際工程對混凝土收縮性的要求[14–16]。鑒于研究現狀及再生骨料的特性，在建筑工程中使用再生混凝土還很有局限性，2008年汶川地震的災后重建工程中部分使用了再生混凝土，解決了震害帶來的建筑垃圾的堆積，此外，目前我國多數再生混凝土在公路工程，沿海等發達城市應用較多。公路工程中，將建筑垃圾作為路基填筑和作為路面基層或者底基層。路面基層對混凝土混合料的強度要求較低，因此再生骨料能夠基本滿足路面材料強度及公路基層規范的要求，有良好的路用性能，而再生骨料與天然碎石相比，具有吸水率高、壓碎值高、密度低等缺陷，路面工程中有大量的微裂縫的存在，對路面材料的物理力學性能產生了不利影響。華南理工大學陳強對將舊混凝土面板的再利用進行研究，首次結合原路面的水泥混凝土等原材料與現制備的水泥穩定碎石的原材料的物理力學性能進行對比分析，研究了骨料的設計參數和路用性能之間的內在關系，提出了抗裂性能設計指標和水泥骨料耐久性設計參數，尤其針對再生骨料半剛性基層瀝青路面，采用三階段設計對其在使用過程中出現的現象進行分析，提出優化的設計方案。從材料的破碎加工工藝、配合比設計、現場規模化施工等多方面對水泥骨料的穩定性和耐久性進行設計，全面系統地分析了工程實際應用的可行性[17]。重慶大學彭亮采用工廠式破碎工藝，將舊水泥混凝土路面進行破碎生產再生骨料，將其應用到路面基層及底基層中，對其基本特性進行研究，研究表明：采用規范的生產技術以及相應的質量控制措施能夠生產出符合技術指標要求的再生骨料，使用振動成型法可以降低材料的內部破損程度，得到級配穩定的骨料。對3組礦料級配進行7d無側限抗壓強度試驗得到最優配合比為：10~30碎石∶10~20碎石∶石屑∶水泥劑量=10%∶45%∶45%∶4.5%[18]。西南科技大學李曉靜研究了將建筑垃圾作為基層材料，通過夯基試驗和7d無側限抗壓強度試驗在理論上證明了建筑垃圾骨料應用于建筑路面的可行性，并對其進行了評價，推薦建筑垃圾作為輕交通量公路路面基層材料的基層厚度為220~350mm[19]。鄭州大學張海偉將舊混凝土路面板經鄂式破碎機初次破碎、反擊式破碎機再次破碎后的再生骨料取代天然骨料，研究不同取代率下的再生骨料水泥穩定碎石基層的路用性能及取代率和水泥摻量對力學性能的影響，證明再生骨料可應用于路面工程[20]。

4建筑垃圾在砌體中應用

利用建筑垃圾制備混凝土制品時，應注意其摻量問題，例如少量碎磚塊粉末在低強度等級混凝土中可起到惰性摻合料的填充作用，有利于提高其和易性和密實度，對強度有略微提升作用，利用碎磚制備的混凝土砌塊保溫性要強于相同厚度下的磚墻[21]。雷敏[22]利用廢燒結磚再生骨料按不同比例代替傳統骨料制備混凝土空心磚，研究顯示其用量在60%時，強度等級達到MU3.5，干表觀密度小于900kg/m3，達到了非承重輕質砌塊的使用要求。目前，建筑垃圾再生磚已在多個工程中得到應用，包括北京草場胡同5條20號院、昌平陶瓷館、邯鄲金世紀商務中心等。對于建筑垃圾在再生混凝土路面磚中的應用，多是將其制備成骨料再生后加以利用，廢棄混凝土制備再生骨料和路面磚的制備流程如圖1和圖2所示。楊高強[23]認為建筑垃圾再生粗骨料可分為3類，Ⅰ類（由純混凝土塊、碎石塊加工成的再生骨料）可用于替代C30~C40混凝土的粗骨料，且替代率應保持在50%內，且可用來生產C40以內混凝土的路面磚；Ⅱ類（由紅磚、混凝土塊加工成的再生骨料）可用于替代C30以下的混凝土粗骨料，且替代率應保持在50%以內，并且可用來生產C30以內的混凝土路面磚和MU15以內的混凝土實心磚；Ⅲ類（由純紅磚加工成的再生骨料）不適合用于建筑與路面工程[24,25]。此外，在工程應用方面，由建筑垃圾加工生產出的混凝土制品已在桂柳高速公路工程中得到實際應用。由河北省建筑科學研究院有限公司開發的建筑垃圾在混凝土制品中的應用技術成果已在北京到張家口的新建高鐵、北京地鐵七號線及石家莊地鐵二號線中得到應用。近些年提出的“海綿城市”概念[26,27]，也為以建筑垃圾為原料的透水磚、透水混凝土等在混凝土制品方面的應用提供新思路。

5結論與展望

作為一種城市垃圾的主要來源，建筑垃圾資源化利用研究并轉化為實際生產力已成為亟待解決的問題，以來，我國的發展理念向創新驅動轉變，國家節能減排、保護綠水青山等方針政策的出臺，促進了資源再利用的大力推行。目前，在我國部分工程已實現了建筑垃圾在混凝土制品中的應用，但與歐美等發達國家相比，我國建筑垃圾資源化利用還相對落后，為此，應在立法、政策指引和標準制定等方面考慮我國現狀，走出一條適用于我國國情的建筑垃圾資源化綜合利用道路。隨著“海綿城市”的概念的提出，以及“十四五”的全面開啟，為建筑行業綠色發展，建筑垃圾深層次、高附加值資源化利用提供了又一新的契機，對逐漸實現建筑垃圾零排放、“綠水青山就是金山銀山”的目標具有重大意義。

作者：付士峰 劉東基 崔彥發 康麗華 單位：河北省建筑科學研究院有限公司 河北省固廢建材化利用科學與技術重點實驗室 河北科技大學