1目 錄摘要 .2第 1 章 研究的目的、方法、現(xiàn)狀 .31.1 研究的目的及意義 .31.2 研究的方法 .31.3 研究的現(xiàn)狀 .41.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .41.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .4第 2 章 再生混凝土在粗、細(xì)骨料及再生墻體領(lǐng)域研究現(xiàn)狀 .52.1 再生混凝土及再生墻體的基本性能 .52.1.1 再生混凝土的基本性能 .62.1.2 再生墻體的基本性能 .72.2 再生混凝土粗、細(xì)骨料研究現(xiàn)狀 .72.3 再生墻體研究現(xiàn)狀 .8第 3 章 促進(jìn)廢舊材料再利用健康發(fā)展的對(duì)策探索 .93.1 廢舊材料再利用的基本方法 .93.1.1 回填掩埋法 .93.1.2 加工骨料法 .103.1.3 還原再利用 .103.1.4 堆山造景的處理方式 .103.2 廢舊材料再利用在舊城改造中存在的問(wèn)題 .113.3 廢舊材料再利用建議 .113.3.1 創(chuàng)新廢舊材料再利用管理模式 .123.3.2 產(chǎn)學(xué)研政聯(lián)動(dòng)、提升廢舊材料再利用技術(shù)水平 .123.3.3、增強(qiáng)宣傳教育、提高廢舊材料再利用產(chǎn)品的社會(huì)認(rèn)可度 .123.3.4 推進(jìn)廢舊材料再利用產(chǎn)業(yè)化 .12第 4 章 結(jié)論及展望 .134.1 結(jié)論 .134.2 展望 .13參考文獻(xiàn) .14附錄 A .15致 謝 .172摘要二十世紀(jì)以來(lái),建筑業(yè)的快速增長(zhǎng)消耗大量環(huán)境資源,與此同時(shí)爺產(chǎn)生大量的建筑廢棄物。相比發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)建筑廢棄物再利用尚處于初級(jí)階段,目前多數(shù)建筑廢棄物用于基礎(chǔ)回填,屬于低等級(jí)循環(huán)利用,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益并不令人滿意。在我國(guó)踐行可持續(xù)發(fā)展為主題、環(huán)境友好型社會(huì)為建設(shè)目標(biāo)的現(xiàn)在，建筑垃圾回收利用，已變成不可逃避的課題。本文在廢舊材料回收方面的研究，首先對(duì)廢舊材料再生利用的目的、再生利用發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，重點(diǎn)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外廢舊材料再利用的發(fā)展趨勢(shì)；其次對(duì)再生混凝土在粗骨料、細(xì)骨料以及再生墻體領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀做了詳細(xì)的介紹，并對(duì)再生混凝土和再生墻體的基本性能展開(kāi)闡述；最后本文總結(jié)了廢舊材料再生利用的一般處理方法，通過(guò)分析廢舊材料再利用在發(fā)展中存在的問(wèn)題，提出了我國(guó)未來(lái)廢舊材料發(fā)展的建議，希望能為我國(guó)的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)提供理論參考。關(guān)鍵詞：建筑廢棄物，低級(jí)循環(huán)，可持續(xù)發(fā)展，再生利用3第 1 章 研究的目的、方法、現(xiàn)狀1.1 研究的目的及意義廢舊材料資源化開(kāi)發(fā)利用制作成的再生骨料，全部（或部分）替代天然骨料，一方面可以減少對(duì)天然礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，還可以緩解因廢舊材料露天堆放所造成的環(huán)境污染。另一方面隨著建材制品日新月異，廢舊材料資源化利用發(fā)展趨勢(shì)會(huì)導(dǎo)向綠色高性能混凝土和多功能環(huán)保材料研究，特別是結(jié)構(gòu)性混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、新型綠色隔墻板、室外裝飾掛板、高性能的透水磚等，同時(shí)再生骨料的應(yīng)用，替代天然骨料后取代率的增加，加上制品性能要求越來(lái)越高，因減少了天然骨料的摻量，節(jié)省了礦產(chǎn)資源；隨著市場(chǎng)的需求量逐年增加，壓縮了建筑中混凝土成本，實(shí)現(xiàn)了建筑與環(huán)境的良性循環(huán)。再生保溫混凝土同時(shí)具備了普通混凝土的承重能力，保溫混凝土的保溫性能，再生混凝土的環(huán)保性能，符合國(guó)家建筑材料的相關(guān)規(guī)定，與此同時(shí)代表了我國(guó)綠色環(huán)保型建筑材料未來(lái)的發(fā)展方向。再生保溫混凝土是集合新型的輕質(zhì)保溫材料，再生骨料以及高性能的外摻料于一體的新型綠色混凝土，其在集合各種材料優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也可以起到相互彌補(bǔ)單一材料不足的作用，因此是一種值得探索研究的新型建筑材料，再生混凝土具有較高的研究?jī)r(jià)值。1.2 研究的方法（1）比較分析法。由于我國(guó)開(kāi)展廢舊材料再生利用方面的相關(guān)研究較晚，國(guó)外進(jìn)行研究較早，且廢舊材料的再利用率達(dá)到 90%以上。因此，借鑒國(guó)外廢舊材料資源化經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建我國(guó)廢舊材料回收利用模式是必要的。（2）文獻(xiàn)研究法。本文通過(guò)搜集、鑒別、整理以及研究大量的文獻(xiàn)，形成對(duì)廢舊材料循環(huán)利用以及處理模式的認(rèn)識(shí)。了解國(guó)內(nèi)外對(duì)廢舊材料的成功處理模式及相關(guān)理論著作，對(duì)于提出新型城鎮(zhèn)化過(guò)程中的廢舊材料循環(huán)利用模式有很大幫助。（3）實(shí)證研究法。本文以對(duì)溫州市廢舊材料處理模式的具體研究為例，分析不同廢舊材料循環(huán)利用模式的優(yōu)劣，從而總結(jié)出現(xiàn)階段的廢舊材料處理發(fā)展現(xiàn)狀及基本性能。41.3 研究的現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀歐美發(fā)達(dá)國(guó)家以及亞洲的日本、韓國(guó)等，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廢舊材料資源化利用，并且達(dá)到了非常高的總體水平。下面以德國(guó)、美國(guó)、日本為例，分別分析這三個(gè)國(guó)家的廢舊材料利用現(xiàn)狀。德國(guó)是世界上最早開(kāi)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)立法的國(guó)家，這源于德國(guó)設(shè)計(jì)了一套運(yùn)作高效且周密的垃圾處理體系， “垃圾經(jīng)濟(jì)”是促使德國(guó)制定循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律法規(guī)的重要因素 3。為德國(guó)的垃圾回收、再生資源利用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著發(fā)展的趨勢(shì)，德國(guó)開(kāi)設(shè)了大量的廢舊材料綜合處理廠，目前德國(guó)廢舊材料回收利用率已經(jīng)達(dá)到 87% 4。美國(guó)在西方發(fā)達(dá)的工業(yè)體系里，對(duì)廢舊材料的處理起步較早，并于 1980 年至 1996 年間形成一系列符合自身情況的政策法規(guī)，其中最著名的 超級(jí)基金法 ，不但從源頭上遏制了廢舊材料的排放，同時(shí)使再生骨料混凝土的規(guī)范應(yīng)用有了法律依據(jù) 5。日本屬于島國(guó)，國(guó)土面積小，資源相對(duì)匱乏，因此在資源回收利用方面非常重視。早在 1977 年就出臺(tái)了再生集料和再生混凝土應(yīng)用規(guī)范 等廢舊材料資源化利用的相關(guān)法規(guī)，并且在 1996 年頒布了 “再生資源法” ，使建筑廢棄物的回收再利用有了法律依據(jù)。成熟的技術(shù)和政府的管理，使日本廢舊材料回收利用率已經(jīng)達(dá)到 90% 6。1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀在我國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)因國(guó)土面積遼闊、資源豐富等原因，還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到資源化再生利用的重要性，好在我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，各行業(yè)迅猛發(fā)展與世界先進(jìn)工業(yè)體逐步接軌，開(kāi)始了對(duì)再生骨料混凝土的研究和開(kāi)發(fā)。近幾年，隨著國(guó)家政策導(dǎo)向，對(duì)一系列貼近“節(jié)能減排”立項(xiàng)的課題，國(guó)家發(fā)改委都能給予一定的扶持資金，這樣大大調(diào)動(dòng)由于經(jīng)費(fèi)不足而缺乏系統(tǒng)研究的建材工業(yè)企業(yè)的積極性。并且在兼顧資源化再生利用的同時(shí)，國(guó)家建設(shè)部、環(huán)保部、先后出臺(tái)了相關(guān)政策法規(guī)，如表 1-1 所示。5表 1-1 中國(guó)廢舊材料資源化相關(guān)法規(guī)目前我國(guó)廢舊材料在回收再利用技術(shù)方面也有很大提高，如利用廢舊材料生產(chǎn)可再生環(huán)保型建材，馬路方磚、盲道磚、路沿石、護(hù)坡材料等新型建筑材料，此外還有將廢棄混凝土回收配制再生骨料混凝土應(yīng)用于市政道路建設(shè)。這些都是經(jīng)廢舊材料再生骨料制作而成的，并且在城市建設(shè)中已經(jīng)應(yīng)用。第 2 章 再生混凝土在粗、細(xì)骨料及再生墻體領(lǐng)域研究現(xiàn)狀所謂的再生骨料是指將廢棄混凝上經(jīng)過(guò)破碎、分級(jí),按一定比例混合形成的骨料,根據(jù)其粒徑的大小,再生骨料可以分為再生粗骨料(粒徑大于 5mm)和再生細(xì)骨料(粒徑小于 5mm)。再生利用混凝土按骨料的組合形式有以下幾種：（1）再生利用的骨料均為回收再利用的骨料；（2）粗骨料為再生骨料、細(xì)骨料為天然砂；（3）粗骨料為天然碎石或卵石、細(xì)骨料為再利用骨料；（4）再利用骨料部分替代現(xiàn)有普通混凝土骨料。 2.1 再生混凝土及再生墻體的基本性能62.1.1 再生混凝土的基本性能再生細(xì)骨料的尺寸一般為 0.15mm5.0mm。再生細(xì)骨料主要包含砂漿體破碎后形成的表面附著水泥的砂粒、表面無(wú)水泥砂漿的砂粒、水泥石顆粒及少量破碎石塊。廢棄混凝土破碎為再生細(xì)骨料中，含有砂石、泥漿、雜土等各類雜質(zhì)，會(huì)直接影響再利用骨料與水泥直接的粘結(jié)強(qiáng)度，從而降低混凝土強(qiáng)度，同時(shí)還會(huì)增加混凝土的用水量，從而加大混凝土的收縮，降低混凝土的抗碳化性能。再生細(xì)骨料與天然砂相比組成成分復(fù)雜，組分中含有微粉、泥土、有害物質(zhì)，再加上混凝土塊在破碎過(guò)程中造成骨料表面粗糙、棱角較多、骨料累積內(nèi)部存在大量微裂紋，這些因素導(dǎo)致了再生細(xì)骨料的基本特性與天然骨料有較大的差異。從外觀方面來(lái)看（圖 2.1 及圖 2.2） ，天然砂粒形完整、粒徑偏小、分布均勻、顆粒圓滑，可以看出再生細(xì)骨料的顆粒棱角多、粒徑偏大、表面粗糙，且含有較多的微裂縫，再生細(xì)骨料中含有附著水泥石的天然砂、水泥石碎屑、泥土以及各種雜質(zhì)。再生細(xì)骨料同天然砂對(duì)比，再生細(xì)骨料較之天然砂，再生細(xì)骨料粒徑較粗、顆粒棱角較多且顆粒分布不均勻。圖 2.1 天然砂 圖 2.2 再生細(xì)骨料混凝土從空隙率、堆積密度和表觀密度方面來(lái)看（圖 2.3） ，再生細(xì)骨料和天然砂的表觀密度、堆積密度和空隙率進(jìn)行觀察及試驗(yàn)研究，其結(jié)果見(jiàn)表 2-1。由表 2-1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，再生細(xì)骨料的表觀密度和堆積密度均小于天然砂，分別比天然砂小 8.73%和 9.12%。造成再生細(xì)骨料密度降低的主要原因是再生細(xì)骨料的表面粗糙，堆積時(shí)所占個(gè)體面積較大，使得再生細(xì)骨料的密度小于天然砂。再生細(xì)骨料的空隙率較比天然砂高了 12.5%，主要原因是原生混凝土在破碎過(guò)程中造成骨料表面粗糙、棱角較多，因此堆積時(shí)形成多孔隙。7表 2-1 再生細(xì)骨料和天然砂的表觀密度、堆積密度以及空隙率2.1.2 再生墻體的基本性能將建筑廢棄物、工業(yè)礦渣等經(jīng)過(guò)清洗、破碎、分級(jí)并按一定比例相互配合后得到的再生骨料攬拌混合,振動(dòng)擠壓制成各類墻體材料,這種墻體稱為再生墻體材料，有再生混凝土多孔磚和再生混凝土輕質(zhì)隔墻之分，多孔磚尺寸為240mm(長(zhǎng))x ll5mm(寬)x 90mm(厚),如圖 2.3 所示。再生多孔磚抗壓強(qiáng)度為8.0Mpa,孔隙率 38%,重約 3.4kg,組成原料中,42.5 級(jí)水泥漿質(zhì)量占 16.2%,廢混凝主塊質(zhì)量占 41.9%,紅磚碎片質(zhì)量占 41.9%。再生混凝主輕質(zhì)隔墻板如圖 2.4 所示，墻板按其厚度分為 90 型 600mm(寬)x 90mm(厚)和 120 型 600mm(寬)x 120mm( 厚),標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度為 7.5Mpa。組成原料中,42.5 級(jí)水泥漿質(zhì)量占 20%,建筑廢棄物占 50%,工業(yè)廢渣占 20%,粉煤灰占10%。圖 2.3 再生混凝土多孔磚 圖 2.4 再生混凝土輕質(zhì)隔墻板2.2 再生混凝土粗、細(xì)骨料研究現(xiàn)狀早在 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)達(dá)國(guó)家就陸續(xù)出臺(tái)了再生骨料相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)直至2010 年才由中國(guó)建筑科學(xué)研究院等單位編制成國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)混凝止用再生粗骨料 GB/T 25177-2010 、 混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料 GB/T25176-2010,以及行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ/T240-2011,填補(bǔ)了我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在再生骨料利用方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)空白,為再生骨料的生產(chǎn)、應(yīng)用提供了科學(xué)合理8的技術(shù)支撐。同天然骨料相比,再生骨料表面還包裹著相當(dāng)數(shù)量的硬化水泥砂漿,這是導(dǎo)致再生骨料性能比天然骨料差的根源。徐亦東、陳瑩、馮乃謙等通過(guò)對(duì)再生混凝上骨料的試驗(yàn)研究,討論了再生骨料與天然砂石骨料的差異,都認(rèn)為再生骨料表面包裹著相當(dāng)數(shù)量的硬化水泥砂漿是導(dǎo)致再生骨料的表觀密度、堆積密度和吸水率比天然骨料低的主要原因,此外再生骨料的外觀略為扁平,同時(shí)帶有很多棱角,外形介于碎石和卵石之間,這樣的外形會(huì)降低新拌再生混凝土的工作性能。與表面光滑的天然骨料相比,再生骨料表面包裹有老的水泥砂漿使得骨料看起來(lái)很粗糙,且表面積較大,雖與水泥石粗結(jié)較好,但對(duì)于新拌混凝土的流動(dòng)性不利。同時(shí)會(huì)增加水泥用量。再生骨料成分不僅有少量脫離砂漿的石子,包裹部分砂漿的石子,還有少量獨(dú)立成塊的水泥砂漿。其本身表面粗糙、棱角多以及在混凝土構(gòu)件破壞和在再生骨料的生產(chǎn)過(guò)程中,骨料內(nèi)部生成大量徵細(xì)裂縫,導(dǎo)致再生骨料孔隙率大,表觀密度和堆積密度降低。目前文獻(xiàn)顯示的再生骨料堆積密度和表觀密度離散性較大。再生細(xì)骨料的堆積密度和表觀密度分別為天然細(xì)骨料的 7580%、8085%。國(guó)外的研究發(fā)現(xiàn)再生細(xì)骨料的吸水率主要在 7%-12.1%之間,再生粗骨料的吸水率的在 3.6%-8.0%之間,主要分布在 5%左右。Salomon M.Levyfwsi 等人認(rèn)為：再生骨料的吸水率是天然骨料的 6-8 倍。Kreijger 還從大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)再生骨料的吸水率與其密度之間呈拋物線關(guān)系;杜婷等人試驗(yàn)測(cè)得未被強(qiáng)化的再生骨料吸水率為 6.68%,而經(jīng)過(guò)水泥漿及混和其它外慘料漿液強(qiáng)化后吸水率有所降低。水泥砂漿強(qiáng)度比天然骨料低,因此,再生骨料的壓碎指標(biāo)比天然骨料要高。再生骨料包裹的水泥砂漿越少,壓碎指標(biāo)越接近天然骨料。國(guó)內(nèi)資料顯示粗骨料為卵石的廢舊混凝土生產(chǎn)的再生骨料的壓碎指標(biāo)為 16.6%。杜婷等人測(cè)得原生混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35 的再生骨料壓碎指標(biāo)為 20.6%。2.3 再生墻體研究現(xiàn)狀新型墻體材料主要是指用混凝土、水泥或粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢料和生活垃圾生產(chǎn)的非粘土磚、建筑頓塊及建筑板材。在實(shí)際應(yīng)用方面，這類利用廢棄材料而形成的新型墻材早在上個(gè)世紀(jì)的五十年代就已經(jīng)在英國(guó)和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)。日本由于資源匱乏嚴(yán)重，在上個(gè)世紀(jì)九十年代初期就著手開(kāi)始研制再生材料和再生墻體，到了上個(gè)世紀(jì)末，日本建筑再生材料的利用率已經(jīng)達(dá)到了 65%，已經(jīng)超過(guò)了英國(guó)和美國(guó)。再生墻體的研制和應(yīng)用有很強(qiáng)的區(qū)域性質(zhì)，9再生骨料主要受當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、區(qū)域資源、民族風(fēng)格、建筑材料的使用率等條件限制，所以我國(guó)在開(kāi)發(fā)利用再生混凝土方面，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膹U舊材料及環(huán)境特點(diǎn)，充分利用當(dāng)前先進(jìn)的建筑科技技術(shù)，發(fā)展適合當(dāng)?shù)厥褂煤臀磥?lái)發(fā)展的再生墻體。很多產(chǎn)品符合節(jié)能節(jié)地的原則,但目前暫時(shí)在施工方法或生產(chǎn)工藝方面還不完善,就需要我們?nèi)ネ晟崎_(kāi)發(fā)市場(chǎng),根據(jù)企業(yè)自身的情況做決策。將再生骨料利用到墻體材料是合理的再生方法,這已是建筑廢棄物再生利用的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,引起不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。白國(guó)良等 8通過(guò)正交試驗(yàn)研究了再生混凝土砌塊配合比中的四個(gè)主要因素(單位用水量、水灰比、再生粗骨料取代率、再生細(xì)骨料取代率)對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響,通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化了再生混凝主砌塊的配合比,結(jié)果證明,對(duì)于單排孔再生混凝主小型空心砌塊,若配合化選取合適,強(qiáng)度等級(jí)可以達(dá)到 MU5.0。卓玲等 9采用正交試驗(yàn)研究了再生骨料混凝土空心砌塊配合比設(shè)計(jì),研究表明選取合適配合比,再生粗骨料取代率 82%和再生細(xì)骨料取代率 100%,制作的再生混凝土小型空心砌塊強(qiáng)度等級(jí)可以達(dá) MU5.0。李丹等 10通過(guò)正交試驗(yàn)研究再生混凝主土砌塊配合比中水灰比、再生粗骨料取代率、再生細(xì)骨料取代率三個(gè)主要因素對(duì)其抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于多排孔小型空心砌塊,選取合適的配合比,強(qiáng)度等級(jí)可以達(dá)到MU10.0,可作為非承重砌塊使用。第 3 章 促進(jìn)廢舊材料再利用健康發(fā)展的對(duì)策探索3.1 廢舊材料再利用的基本方法3.1.1 回填掩埋法回填掩埋法是廢舊材料處理的主要方法之一，首先回填掩埋應(yīng)該在進(jìn)行充分分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)于一些有回收利用價(jià)值的木材、構(gòu)配件等應(yīng)該首先回收再利用，對(duì)一些回收價(jià)值較低的諸如一些磚石材料、混凝土材料在道路鋪設(shè)地基或者是基坑回填時(shí)可以充分的加一利用。廢舊的建筑材料在進(jìn)行在運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量和環(huán)境造成不良的影響，同時(shí)在堆放過(guò)程中，又會(huì)占用土地，污染土地和水源，在運(yùn)輸和對(duì)方過(guò)程中，不僅造成了大量的人力物力的浪費(fèi)、損害環(huán)境，也對(duì)人民的生產(chǎn)生活具有不良的影響。103.1.2 加工骨料法在建筑物拆解過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的建筑廢料，特別是現(xiàn)代建筑物建造過(guò)程中，對(duì)混凝土的應(yīng)用。不過(guò)如果我們能夠?qū)⑦@些建筑廢料進(jìn)行科學(xué)的分類處理，然后將其中具有回收再利用價(jià)值的建筑廢棄材料加一回收，就可以在很大程度上減少建筑廢料的廢棄，不僅