昊磐節能|建築垃圾資源化助推我國再生節能建材快速發展

進來的時候是建築垃圾,出去的時候卻已經變成了建築材料。這“一進一出”的動態正生動地描繪了建築垃圾資源化後蛻變成再生節能建材的過程。再生節能建築材料是指利用建築垃圾等廢棄物生產的再生建材以及新型節能建材。

目前,我們使用的建築材料主要是傳統建築材料,如磚、石、砂、水泥、鋼筋等。對這些材料的運用我們已經掌握了較為成熟的技術,它們也確實推動著整個人類文明的發展。然而,傳統材料在開發與生產過程中不僅消耗大量的資源和能量,對生態環境的汙染也較為嚴重。比如,在新建築物的建設和舊建築物的維修和拆除中會產生許多建築垃圾,至今我們還不能合理而快速的處理這些建築廢棄物。我們急需找到一種行之有效的解決辦法消納建築垃圾,此時各種再生新型建築材料便應運而生。

數據顯示,我國每年建築垃圾的排放總量約為35億多噸,占城市垃圾的比重約為40%以上,僅北京市每年產生的建築垃圾就多達4000萬噸。發達國家的建築垃圾平均資源化率為95%,而我國只有不到5%,建築垃圾進行資源化處理顯得尤其迫切。就目前而言,我國各種廢棄物在建築材料中的運用並不普及,再生材料生產企業的數量也比較少,但許多其他國家的建築垃圾再利用率都達到了相當高的程度。比如歐盟國家建築廢棄物的平均資源化率超過70%,韓國、日本等一些亞洲國家建築廢棄物的資源化率也已超過90%。而在我國,由於技術裝備研發推廣緩慢、激勵政策措施不配套、產品應用標準缺失等原因,資源化利用水平比較低,只有少量建築垃圾被用於生產再生建築骨料,再利用率不足5%。

建築垃圾資源化處理,既解決了垃圾堆放佔地大、汙染環境的問題,也解決了天然建築材料匱乏和資源浪費的問題,各個工程的生產成本也隨之降低。

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建築垃圾資源化最大的出口是建築材料

建築垃圾的處理首先是運到處理場所,然後分選歸類,供給相應的公司或機構進行處理。一般來說,廢棄建築混凝土和廢棄磚石生產粗細骨料可用於生產混凝土、砂漿或製造砌塊、牆板、地磚等建材製品,添加固化類材料後,也可用於公路路面基層,而廢磚瓦、玻璃、木材、鋼材和鋼筋等也都有非常大的回收利用價值。建築垃圾如果得以很好的利用,不僅不是令人頭疼的問題,反而是“城市的寶藏”,進行資源化利用後即可化身為“綠色能源”。

據測算,若我國每年產生的35億噸建築垃圾資源被利用,可節約天然砂石30億噸,節約取材用土和填埋用地80萬畝;可生產免燒牆體和地面材料約1萬億塊標磚。提高建築垃圾資源化利用水平,對節約資源能源,保護生態環境以及創造經濟價值意義重大。

據中國建築垃圾資源化產業技術創新戰略聯盟理事長韓先福說,聯盟根據國內外的調研結合工業生產模式的分析,將建築垃圾資源化處置模式分為3種模式:1.0模式,以現場移動設備處置和填埋為主,沒有形成被市場認可的商業模式;2.0模式,以固定設施處置為主,資源化率一般在80%以下,且未資源化部分產生嚴重二次汙染,盈利模式以政府補貼和政策支撐為主,沒有補貼不能正常運營;3.0模式,以固定設施處置為主,資源化率平均在95%以上,資源化過程基本實現汙染物達標,盈利模式可以不再依靠政府補貼而進行市場化運營。

目前,我國建築垃圾資源化處置方式主要是1.0模式向2.0模式過渡,而世界發達經濟體建築垃圾資源化處置模式正在從2.0向3.0過渡。再細說說建築垃圾資源化處置3.0模式。當一車建築垃圾經過計量稱重進入工廠後,也就開啟了重新利用的過程。此後,垃圾會進入存儲車間存放,“消毒降塵區”會對建築垃圾進行第一次處理,讓其變得更加“乾淨”。

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再生經濟期待保駕護航

再生建材走向市場,要經過艱難的質疑與考驗。而為再生節能建材保駕護航的第一道屏障就是產品標準。

為此,中國建築垃圾資源化產業技術創新戰略聯盟通過這個一體化項目,一共誕生了包含產品、應用技術、質量控制、試驗檢測、節能、清潔生產、信息化、安全八個子體系共計106項聯盟標準,並嚴謹地構成了聯盟的整個標準體系。

隨著一體化工廠的國際化戰略發展路線,聯盟標準體系通過更多的融合專利技術,參與國際標準制定等方式,在全球推廣一體化工廠項目並掌握建築垃圾資源化產業鏈,為帶動我國建築垃圾資源化產業“走出去”創造良好的標準等支撐環境。

進入2016年後,藉助互聯網的興起,聯盟的一體化項目已經開始4.0模式的設想與研究,即在3.0的基礎上進一步強化3個100%的技術標準與水平,再生產品附加值更高、更綠色環保,並能通過“互聯網+”的運營模式。在該一體化項目的中控室,數字化的控制模式和智能化的生產方式,已經初現端倪。不久的將來,工廠將能通過“互聯網+”的運營模式將數字化設計、數字化施工、數字化製造、網絡化融合、智能化生產與管理,將材料技術、能源技術、生物技術、3D打印技術進行高度融合。在建築垃圾資源化行業中,4.0模式的建立和推廣必將成為未來我國新興綠色循環經濟的一個重要增長點。

再生建材亟需先進技術設備支撐

先進技術設備對再生建材極其重要。以下將通過對廢棄混凝土的資源化利用方式來說明。我國的混凝土年需求量佔世界總量的50%以上。在混凝土原材料中,骨料佔混凝土總量的75%左右,而骨料的來源主要是開山取石並將其加工成砂石料,或者挖取河道中的砂、卵石及礫石。這樣,破壞自然環境,也嚴重影響了建築業的可持續發展。生產混凝土需要消耗水泥和砂石,而生產水泥要排放大量的二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害氣體和粉塵。廢棄混凝土的來源廣泛,數量也非常驚人。絕大部分廢棄混凝土未經任何處理,有的露天堆放,有的填埋於地勢低窪之處,造成嚴重的環境汙染和資源浪費。將其運送到郊外掩埋,不僅要花費大量的運費,還會造成二次汙染。如果將這些廢棄混凝土收集加工後再生利用,不但可以節約天然資源,而且減少了環境汙染,促進了社會經濟的發展隨著經濟的發展和社會的進步,越來越多的混凝土結構建築因達到使用年限或不能滿足應用需求而被拆除,由此產生了大量的廢棄混凝土。據統計,我國每年因拆除建築產生的固體廢棄物在2億噸以上,其中絕大多數是廢棄混凝土。然而,對於這些廢舊混凝土的有效處理方法卻不多,傳統的處理方法主要是運往郊外露天堆放或填埋,這種方法會帶來高昂的處理費用並引發一系列環境問題。將廢棄混凝土破碎後代替傳統礦料作為新拌混凝土的骨料,將是解決這兩方面問題的最優方案。

廢棄混凝土最常用的回收方式是將廢棄混凝土塊破碎、篩分、分級並按一定的比例混合後,作為新拌混凝土的骨料,稱為再生骨料 ,而使用再生骨料配製的混凝土,稱為再生骨料混凝土 ,簡稱為再生混凝土。再生混凝土按骨料的組合形式可以有以下幾種:骨料全部為再生骨料;粗骨料為再生骨料,細骨料為天然砂;粗骨料為天然碎石或卵石,細骨料為再生骨料;再生骨料替代部分粗骨料或細骨料。而這些都需要用先進而精細的設備來對建築垃圾實行轉化。

通過對廢棄物資源化利用的政策研究,我們可以看到對建築廢物關鍵技術與裝備研發發展方向與趨勢:研發建(構)築物的拆除技術、建築廢物的分類與再生骨料處理技術、建築廢物資源化再生關鍵裝備、新型再生建築材料應用技術工藝。先進技術與裝備推廣:推廣再生混凝土及其製品製備關鍵技術、再生混凝土及其製品施工。還有期待關鍵技術、再生無機料在道路工程中的應用技術。目前在重點領域為資源循環利用裝備製造已經取得了長足的發展,如針對共伴生礦產資源、尾礦、粉煤灰、煤矸石、脫硫石膏、赤泥、建築廢棄物、廢礦物油等領域,研發各類產業廢物回收利用成套設備,推廣應用尾礦生產建築材料生產設備,建築垃圾、道路瀝青處理及利用設備等。

一年多來,新湧現的建築垃圾資源化技術主要由大尺度廢舊混凝土塊體在建築結構中的循環利用,這是一種將廢混凝土加工成直徑在100mm左右,甚至200mm的大骨料直接用於鋼管混凝土的技術,節省了加工成本,降低了能耗,目前正在編制應用技術規程。

用移動式的設備加工建築垃圾一般都是先破後篩的工藝,但是,由於直接將建築垃圾進入破碎機,加重了破碎機的負擔,且效率低。有的在破碎機前加入了強力篩,先篩後破,將小粒徑的建築垃圾先篩除,然後再經過人工分選出大的塑料布等雜物,再進入破碎機,明顯提高了破碎效率達30%以上,同時,減少了雜物的混入,改善了末端骨料的質量。在設備研發方面, 針對建築垃圾原料的複雜性和現有設備匹配性差,設備產效低,人力勞動強度高,環保不達標等問題,通過改進了給料工藝和設備、優化各設備系統之間的連接構造、研發二級破碎設備的只能除塵裝置、開發再生骨料篩分整形和水系設備,解決了物料加工過程中的堵塞、揚塵、雜質分離等問題,實現了生產的連續穩定,產能達標和產品的較高質量。

目前,技術和設備的問題解決都靠建築垃圾資源化利用企業自行努力。以企業為主研究應用類項目也是國家支持的方向。為了使研究目標一致,齊心協力,行業中應重點研究建築垃圾資源化成套裝備及配套關鍵技術與示範,主要內容應包括“固定式高效穩定再生骨料生產工藝與裝備研究及示範”和“利用移動式設備生產高質量再生骨料的工藝和裝備研究及示範”以及“渣土類建築垃圾再生利用產業化關鍵技術”,雖國內有少數企業利用渣土進行了路基和製品的試驗研究,但該技術的可靠性、產品的耐久性及大規模推廣的實用性和適應性都需要進行系統的研究。人們期待著先進的技術裝備對建築垃圾資源化更強大的支撐。

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