基金项目：铜陵学院2022年度大学生创新创业比赛省级结项论文

项目名称：“碳中和”下建筑垃圾资源化再生利用

前言

在城市化的进程中，新房的建设、旧房子的拆迁、改造以及基础设施的建造等都会产生大量的建筑垃圾废料，如果将废弃的建筑垃圾通过破碎、筛选、分级、清洗等工艺将其制作成再生骨料，通过这样的方法不但能处理大量的建筑垃圾、降低废弃物对环境的污染和空间资源的浪费，又能缓解建筑中一些建筑材料的需要。制作成的再生骨料可以用于房屋建筑、蓄水植草砖、城市道路路面基层等。最大程度的放大它的优点，而对于缺陷部分则通过技术的不断进步来进行改良，最后使其的利用率最大化。

1. 建筑垃圾的相关分析

在中国城镇化步伐加快的背景下，基础设施建设蓬勃发展，大量自然资源不断消耗。与此同时，建筑垃圾正以每年数十亿吨的速度增长。大部分建筑垃圾直接运往郊区或埋入垃圾填埋场而不加以利用，给社会环境和自然资源带来了巨大压力。^[]

1.1建筑垃圾带来的危害

随着城镇化进程的不断加快，建筑垃圾的产量也在不断增加，图一为2011-2020年我国建筑垃圾产生量。这些建筑垃圾产生后小部分用于回填，大部分会作为垃圾废料被掩埋、堆放甚至会被抛入水中，对环境造成极大的破坏。在新房的建设或在旧房的拆除时都会形成大量废料混凝土；传统的堆放和掩埋这类废料混凝土的处理手段能够造成环境污染，这些废料混凝土会在自然环境中释放大量的硅酸钙、硫酸根、氢氧化钙以及硫酸根等，使得水环境、土壤环境、大气环境都会受到污染，导致大量植物死亡，影响自然植物对二氧化碳的吸收，造成区域性的生态环境受损，且治理难度非常大^[]。但是我们可以对这一部分废弃的混凝土进行循环利用，制造成再生骨料，这样不仅可以降低对原生材料的损耗，还可以减少材料在重新生产的过程中产生的二氧化碳等有害物质，符合我国可持续发展的观念，有利于生态平衡和环境保护，积极推动碳中和目标的实现。

1.2合理利用建筑垃圾带来的益处

建筑垃圾的资源化利用，从各个角度分析都对建设绿色社会有非常大的帮助，原材料的短缺增加了建筑垃圾资源化再生利用的社会效益，所以对建筑垃圾进行资源化再利用不仅促进了绿色发展，而且也产生了经济效益；它虽是一种建筑废料，但是仍属于这个空间的一部分，不会消亡，只是会因处理方式的不同而以不同的方式存在，与其让其成为一种废物占用土地，污染环境，不如通过现代化技术处理，让它以一种新的身份供人们使用，既发挥了它的余热，又没有造成资源浪费，同时也节省了土地资源，适用于当下的可持续发展战略，近年来我国的专利技术申请数量也在不断的提升，这表明大家对于建筑垃圾再生利用的意识也

1.3建筑垃圾资源化利用的优点

建筑业运用了全球75%的天然资源，这个数字是十分庞大的，不论是改造、拆除、还是新建都会产生多种废料，对这些废料实施分类资源化处理是十分必要的，因为这样可以使回收利用的进程更加顺利有效。现在，我们国家的建筑垃圾资源化再生骨料混凝土的相关再生骨料的应用技术已进达到了一定的成熟程度，对再生骨料孔隙率过高的问题起到预防作用，让再生骨料的质量得到保障，保证了混凝土的质量和强度。企业进行建筑垃圾资源化再生骨料生产，还能获得政府部门的支持进行减税，从而减少企业的税负成本，促使经济效益进一步提升。另外，企业对建筑垃圾进行资源化再生之后还能预防出现环境污染的问题，生态效益也非常明显^[]。

2. 建筑垃圾资源化再生利用的主要途径

近年来，混凝土再生循环得到了建筑行业的高度重视，相关技术不断发展，可以通过调整参数、加入增强添加剂来缩短和常规混凝土的差距。总体来看，虽然建筑废料混凝土循环利用制品的一些性能弱于常规混凝土，但其经济性突出，而且还有助于降碳环保，因此具有非常理想的应用前景^[]。

建筑废料混凝土循环利用主要是经过锤击、破碎、筛分等形成骨料，再加入再生水泥、添加剂等搅拌形成再生混凝土，经过这一系列操作形成的建筑废料混凝土循环利用制品具有密度小、自重低、孔隙大等特点，这些性能适合制成节能环保的多孔砖、空性砌块，隔热保温性能理想，这类建筑材料的环保性能好、也能降低成本，可以打造绿色节能型建筑，进一步发挥减排降碳的效果，助力双碳目标的有效落实^[]。

建筑垃圾中的混凝土块经过破碎处理后能够制成混凝土配制所需的粗骨料，代替天然骨料，进一步粉碎后还可用于配制砌砖用砂浆或是抹灰砂浆，替代原材料中的细骨料；最初混凝土的再生产物只能用于强度不高的再生建筑，后来随着技术的进一步提高，改善后可将其用于更高要求的建筑结构中。但是与天然骨料相比，再生骨料组分中含有硬化水泥砂浆，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部造成大量微裂纹，导致再生骨料自身的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、空隙率大、压碎指标高。

2.1在房屋建筑中的运用

①作为建筑构建板——通过对再生骨料混凝土板力学性能的实验研究和再生骨料混凝土板工程实例的实测，证实再生骨料混凝土板的力学性能满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG\T69—2016)的要求，同时再生骨料混凝土板具有隔声、隔热、耐腐蚀、表面光滑、成本低等特点，在实际工程中完全可行^[]。

②作为建筑构件梁——通过对不同代表率的再生骨料进行抗弯性能研究，得出再生骨料梁与普通梁受弯破坏过程中的差异性不大，同时分析再生骨料梁承载力和抗弯性能研究，结果显示性能均满足现行房屋建设施工要求，表明再生混凝土梁用于房建符合安全标准^[]。

③作为建筑构件柱——柱压力曲线不断有学者通过大量试验，系统研究了再生骨料混凝土梁柱节点的抗震性能，并总结出再生混凝土梁柱节点不同轴压比下的抗震性能，分析房建领域下实施再生骨料混凝土梁柱的可行性^[]。

2.2在透水混凝土蓄水植草砖中的应用

随着我国城市化进程的不断加快,很多城市面临着严重的水资源短缺。现在,我国的600多座城市中就有400多座城市缺水,其中110座城市严重缺水。并且我国很多城市都属于临水城市,面临着洪水、海潮和内涝积水等的威胁。由此可见在水资源短缺的情况下，水土保持变得尤为重要，而蓄水植草砖与普通植草砖相比具有较强的蓄水能力，每1㎡的蓄水植草砖可以收集21000ml的雨水储存并利用，达到很好的节约用水效果的同时又降低了维护绿化所需的水和费用，具有较好的社会效益和经济效益，节能减排；查阅相关资料了解到每1m³的再生骨料透水混凝土可以消耗建筑垃圾1300kg左右，由此便可以消耗大量的建筑垃圾，既产生了经济效益，又促进了绿色发展。

2.3在城市道路路面基层中的应用

建筑垃圾再生混合集料代替天然材料应用于级配碎石路面基层，实现了建筑固废资源的可持续利用，特别是实现废砖的再生利用难题，缓解了公路建设对天然材料的需求，减轻了开采石料场对环境的压力，同时解决了固废垃圾填埋占用土地资源的难题。为国家节约了耕地，减少了垃圾清运等建设经费。根据初步测算，采用再生集料替代天然集料每立方米材料可节约至少35元。同时，响应了国家节能减排的政策，推进了资源循环利用的方针。^[]

3. 建筑垃圾资源化过程中出现的问题及解决办法

①虽然我国建筑垃圾年产量很高，但是大多数都没有被资源化利用，只是被简单处理，或者填埋，商业化回收的规模很小，导致企业在生产再生骨料的过程中原材料缺陷，建筑垃圾再生利用效率不高；所以我们应该扩大商业化回收的规模，让其形成一个完备的体系，保证每一批建筑垃圾都有其合适的去处，能被合理化的再生利用。

②利用建筑垃圾生产出来的再生骨料，不能保证其各项性能都符合安全标准和质量要求，可能会存在技术方面的问题，施工后容易留下安全隐患：所以在生产的过程中应制定严格的标准，并对整个流程进行监督，从而保证再生骨料的质量，以获取建筑单位的信任，让再生骨料得到更广泛的利用。

③再生骨料在生产的过程中没有技术标准作为参照，最后得出的成品品质量可能参差不齐；应尽快制定一个技术标准，让企业在生产的过程中有规范可依，生产出来的产品质量更有保障。

④公众的意识不高，大家可能没有意识到原材料的紧缺，对再生材料的运用并没有很透彻的理解，造成意识上的偏差，可能觉得再生产品与原生材料制成的产品在性能上存在差异，担心其存在的安全问题，所以我们应该提高宣传然大家认识到再生产品的好处和优点，以及它对环境的好处等。

4.对未来建筑垃圾资源化利用形式的猜想

各地纷纷兴建各类大、中、小型建筑，对于混凝土材料的需求也不断增加，这导致原材料开采、建材配制等的活动全年不止，而这些活动的开展均伴随着大量的二氧化碳排放^[]。如何成立一套完备的体系来促进建筑垃圾的资源化再生利用、从建筑领域促进碳中和目标是需要我们不断探索的，除了现行阶段已有的资源化再生途径外我们是否可以开辟出新的途径更加高效的来处理这些建筑垃圾，让这个放错位置的资源回归它本来的位置，换一种方式继续发挥他的余热。

通过这一阶段的研究，我们做出了一个猜想，是否可以将建筑垃圾资源化再生利用生成的产物中，性能要求不达标的一部分拿出来，用于制作简易模型后展出，让更多的人不仅仅是理论层面的了解，更重要的是实际看到在实际的建筑施工中，如果使用了一些不达标的材料，将会对建筑物造成怎样的影响；另一部分用作实验材料，探究当这些性能缺失的时候通过什么样的方法可以将其性能改变，使之变成符合质量标准的材料，这样就可以进一步提高对利用建筑垃圾再生产品的利用率。

结论

对于建筑垃圾的资源化再生利用，我们必须深刻地认识到，在一定的时间和空间范围中，原生材料是有限的，如果想要得到长期的可持续发展发展，我们就要在现有条件的基础上，对资源进行回收利用。从短时间的效益来看，建筑垃圾资源化再生利用有利于我们达成双碳目标，而从长时间的效益来看，建筑垃圾资源化再生利用不论是在节能还是在环保方面都是能变废为宝的伟大工程，具有重要价值。

参考文献