建筑废弃混凝土再生利用成为砂石骨料行业的使命

中国砂石协会 胡幼奕

一、建筑垃圾的数量、组成、处置和利用途径

随着我国建筑、公路、铁路、桥梁等基础设施和城镇化建设的加快，以及城市改造和建筑工业的迅速发展，一些老旧建筑物、构筑物、城市基础设施的服务年限到期拆除，将产生越来越多的建筑垃圾。目前绝大部分建筑垃圾未经任何处理，由施工单位运往郊外，露天堆放或填埋（如图1所示）。建筑垃圾数量大、组分种类多、性质复杂，处置不当会降低土壤质量，给人类的生存环境带来影响。对建筑垃圾进行处理和再利用，是保护环境、节约资源的最好途径。

（一）建筑垃圾的数量

我国建筑垃圾的来源主要有两个方面：一是上世纪70年代~80年代建造的房屋多数是砖混结构，一般寿命30年~50年左右，这些房屋寿命到期必须拆除；二是城市建设、新城镇建设和城中村改造、建筑拆除、房屋装修等产生的建筑垃圾（如图2所示）。

根据中国科学院的研究报告，我国每年产生的建筑垃圾为24亿吨左右，占城市垃圾总量的40%（如图3所示）。

根据国家统计局《中国统计年鉴2004-2013》数据，从2003年，2012年，我国建筑垃圾产量分别为2.97亿吨、3.56亿吨、4.04亿吨、4.70亿吨、5.52亿吨、6.08亿吨、6.75亿吨、8.12亿吨、9.77亿吨、11.31亿吨（如图4所示）。

德国每年产生的建筑垃圾为2亿吨左右，日本不到1亿吨，韩国约为6808万吨，西班牙约为4000万吨。

从上述数据可看出，我国产生的建筑垃圾总量远远高于德、日、韩等发达国家产生量的总和（如图5所示）。

据统计，在每新建1万平方米建筑的施工过程中，会产生建筑垃圾500吨~ 600吨，到2020年我国还将新增建筑面积约300亿平方米，由此产生的建筑垃圾约15亿吨。拆除1万平方米旧建筑，将产生6000吨—10000吨建筑垃圾。我国建筑平均使用寿命为30年，拆除这些建筑将产生新建10倍量的建筑垃圾。

未来几年，我国城镇化进程加快，新建建筑、道路、桥梁等基础设施快速增加，建筑垃圾排放量也会越来越大。西安建筑科技大学在《建筑垃圾资源化产业发展研究》中预测，未来10年，我国平均每年将产生20亿吨以上的建筑垃圾，是建筑垃圾大量产生的时期（如图6所示）。

2002年~ 2012年，我国城镇人口从5亿增加到7.1亿，城镇化率从39.1%增加到52.6%。按城镇化率达到60%，到2020年左右，城市建筑垃圾产生量还将逐年提高。预计2020年将达到26亿吨，2030年将达到73亿吨。

（二）建筑垃圾的组成

建筑垃圾的主要来源及其组成包括：混凝土或沥青道路的平整、铺设，有混凝土、石块等；旧建筑物的拆除，有砂石、混凝土、砖瓦、木材、玻璃、塑料、石膏、石灰、金属等；建筑工地垃圾，主要是工程中剩余的混凝土，凿除、抹灰时产生的碎料、砂浆，以及木材、金属、纸；种植、回填、造景等土地挖掘、整理活动等。

不同地区所用建筑材料、建筑物结构形式（砖}昆、框架、框架剪力墙等）、使用用途（如医院、学校、住宅、办公大楼、厂房等）不同，建筑垃圾的种类、组成及数量差异较大。但其基本组成是一致的。而垃圾数量因施工管理情况不同在各工地差异很大。旧建筑物拆除垃圾的组成与建筑物的种类有关：废弃的旧民居建筑中，砖瓦约占80%，其余为木料、碎玻璃、石灰、粘土渣等；废弃的工业、楼宇建筑中，混凝土块约占50%~ 60%，其余为金属、砖块、砌块，塑料制品等（如图7所示）。

（三）建筑垃圾和尾矿的处置

目前我国大部分建筑垃圾采用混合收集方式，由于分类收集所需费用较高，时间较长，所以大部分可以再利用的建筑垃圾是在未经处理的情况下采取露天搁置、地下填埋或直接焚烧。据了解，北京政府有关部门每年会指定20—30个填埋场作为建筑垃圾的定点处置场所。

我国未经处理进行直接填埋的建筑垃圾约占总量的95%，轻度分拣出来的废金属、废混凝土约占5%（如图8所示）。

发达国家建筑垃圾最高处理利用率为95%，我国建筑垃圾回收利用率不到5%，低于德国和日本的90%、英国的80%和美国的70%（如图9所示）。

我国对建筑垃圾的处理和应用晚于发达国家，全国的建筑垃圾加工厂数量也低于国际水平，对建筑垃圾的资源化循环利用较少。由于我国建筑垃圾产量巨大，且处置方式单一，部分建筑垃圾混在生活垃圾中被运往生活垃圾填埋场混合填埋，垃圾的物理、化学及生物特性有差别，所以会出现一些问题。

2013年，全国一般工业固体废物产生量为31.3亿吨，其中，尾矿产生量为10.6亿吨，占34.0%，尾矿综合利用量为3.3亿吨，综合利用率为30.7%。一般工业固体废物构成比例如图10所示。

综合利用量超过1亿吨的省份有山西、河北、山东、辽宁、河南、江苏、安徽7个省，这7个省份的一般工业固体废物综合利用量占全国工业企业的48.8c/o。一般工业固体废物综合利用率较大的省份为天津、上海、江苏、浙江和山东，均高于90%。

从上述可看出，我国建筑垃圾综合利用率比一般工业固体废物综合利用率要低很多。

（四）废弃混凝土再生利用的途径

在建筑垃圾中，80%以上的是废混凝土、废砖瓦、废旧装修材料等建筑材料。根据国外建筑废弃物再利用较好的经验，大致可以分为三个级别：

低级利用：将废弃混凝土破碎后作为建筑物基础垫层或道路基层，这是废弃混凝土最简单的利用方法，也是目前我国对废弃混凝土最常用的再生利用方法。

中级利用：将废弃混凝土破碎后生产混凝土砌块砖、铺道砖等制品。

高级利用：将废弃混凝土破碎、筛分、分选、洁净后作为再生骨料，代替部分天然砂石骨料制作再生骨料混凝土（如图11所示）。有关研究表明，可作为骨料直接添加到商品混凝土中取代10%~ 30%的天然骨料，这是对废弃混凝土最有价值的处理方法，用再生骨料制作的再生混凝土是一种绿色混凝土。

在发达国家，建筑垃圾回收处理后的再生料已广泛应用于回填、公路建设、道路及铁轨的垫层等，在振动桩基、挡墙和边坡稳定等加固工程中也有应用。但与天然材料相比，再生材料的强度弱，吸水性高，耐久性差，这在一定程度上限制了其在结构构件中的应用。国外大量试验研究表明，在一定条件下，再生材料完全可以用于结构中。

目前德国和日本已有再生材料结构应用的成功案例，如德国达姆施特塔的Vibler Weg和Waldspirale建筑（如图12所示）。

日本的ACROS Shin-Osaka建筑，东京平和岛A-l栋仓库工程、东京牟礼团地第一住宅楼礼堂工程都是废弃混凝土资源化的经典案例。

二、建筑垃圾的处理技术

20多年前，我国有很多建材专家和实验机构开始研究建筑垃圾资源化的处置工艺、技术装备等。由于成本过高，处理量有限，导致建筑垃圾资源化一直无法形成规模和产业。

近年来，我国可持续发展的理念不断深化，各相关产业技术不断创新与升级，固废资源化已进入发展阶段，以砂石骨料为利废载体处置混凝土废弃物已成为当前重要的研究课题之．，并取得了突破性进展。与国外相比，虽然我国在建筑垃圾资源化应用方面还有一定差距，但近年来在建筑垃圾处置与利用技术和装备方面，创新了多项关键设备和工艺，一些砂石骨料企业和石料破碎装备企业走在全国固废资源化的前沿，研究开发并推出了一些世界领先的技术与装备，能够支撑建筑垃圾资源产业化的发展。

一般情况下，建筑垃圾的处理流程如图13所示。

随着建筑垃圾资源化的推广，现在越来越多的企业开始关注建筑垃圾资源化，部分有远见的企业已经建立了固体废弃物再生利用生产线，有些企业也正在加入该行业。由中国建筑废弃物资源化产业技术创新战略联盟主持研发的北京元泰达建筑垃圾资源化项目正式投产，拥有世界领先的“建筑垃圾资源一体化”的工艺与装备。南方路机、郑州鼎盛、上海世邦、中联重科等碎石机械装备厂已推出移动式建筑废弃混凝土再生骨料生产装备，建立了再生骨料生产线（如图14所示）。

同济大学、上海建材工业设计研究院等单位组成的建筑建材业技术创新联盟（上海EF生态环境材料产学研联合体），已经开发出封闭模块组合式建筑垃圾处理再生骨料回收系统，探索解决建筑垃圾资源化纯化技术、大型化技术、环保化技术三大技术瓶颈，建筑垃圾年处理能力达到100万吨。

邯郸建筑垃圾综合利用项目累计总投资1.6亿元，现有制砖生产线6条，再生混凝土搅拌站1座2站，形成了标准砖、多孔砖、模数砖、透水砖等20多个系列产品，年产量折合标准砖2.5亿块，年处理建筑垃圾100余万吨，所有产品都通过了国家建筑材料工业墙体屋面材料质量监督检测中心的质量认定，并获得了多项国家专利。

西安有32家建筑垃圾综合利用企业，年处理总能力约400万吨。为了促进建筑垃圾综合利用工作的快速发展，制定了《关于进一步做好建筑垃圾综合利用工作的意见》（简称《意见》），拟从税收、土地、资金等方面予以大力支持，将综合利用产品纳入政府采购目录，在全市新建、改建、扩建的商品房、保障性住房、商业用房、市政道路、公园、广场中推广应用。提倡各类设施、工程在保证工程质量和相关要求的前提下，优先采用建筑垃圾综合利用产品，加大推广应用力度。《意见》对西安的建筑垃圾综合利用工作进行了统一规划，计划利用5年时间建设五六座投资5000万元以上、年处理能力200万吨以上的综合利用项目。

北京威克冶金公司建设了年产铁精粉50万吨、建筑砂石骨料600余万吨的生产线，是目前北京市最大的尾矿固废资源综合利用企业和建筑砂石骨料基地（如图15所示）。

三、建筑垃圾处置利用相关政策

（一）国外相关政策

美国政府法律规定：“任何生产有工业废弃物的企业，必须自行妥善处理，不得擅自随意倾卸。”该规定从源头上限制了建筑垃圾的产生量，使各企业主动寻求建筑垃圾资源化利用的途径。

日本1977年制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的加工厂，生产再生水泥和再生骨料。1999年日本政府制定了《资源重新利用促进法》，规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾，必须送往“再资源化设施”进行处理。目前，日本很多地区的建筑垃圾再利用率已高达100%。

德国20世纪90年代中期颁布了《循环经济与废弃物管理法》等一系列法律法规，建筑垃圾的回收率很高，占所有垃圾回收的比重也最高。一方面是因为德国具有废弃资源再利用的观念和有效的监管；二是资源、能源成本较高；三是德国从事设计和建造建筑物的人员十分注重物质的循环利用。

韩国2003年制定了《建设废弃物再生促进法》，2005年、2006年先后进行了两次修订。其中包含了促进建筑废弃物再利用的三大推进政策：一是提高循环骨料建设现场的实际再利用率；二是建筑废弃物减量化；三是妥善处理建筑废弃物。明确了政府、企业的义务，对建筑垃圾处理企业资本、规模、设施、技术能力也有明确要求。对防止进一步破坏自然环境，保障骨料供需的稳定，以及延长填埋场的寿命都有明显作用。

国外建筑垃圾回收率高的国家普遍重视立法，各方在建筑垃圾处理中的责任和义务非常明确，体现了“谁产生谁负责”的原则，同时十分重视执行，对垃圾处理违规行为处罚力度较大，促进了建筑垃圾的减排和再利用。

（二）我国已出台的相关法律和政策

与发达国家相比，我国目前促进建筑垃圾资源化的政策法规措施尚不健全，有关建筑垃圾管理的法律尚属起步阶段，已出台的相关法律和政策如图16所示。 现行法律主要关注建筑垃圾造成的环境污染及其对市容市貌的影响，未涉及建筑垃圾的循环利用；没有明确建筑垃圾处理的责任主体；对违法违规行为处罚力度较小，造成责任主体违法成本低；建筑垃圾处理涉及较多的行政机构，现行法规各部门的职责不明确，造成各部门相互推诿等。

（三）相关标准

日本、美国、德国、荷兰、英国等发达国家在试验的基础上，已建立起了相应的规范和指南，如日本的JIS TRA 0006-Japanese Industrial Standard Technical Report A0006，德国钢筋混凝土委员会颁布的《再生骨料混凝土指南》-Beton mit rezykliertem Zuschlag，以规范再生材料在建筑结构中的应用。

目前国内相应的规范和指南很少，可喜的是，中国建筑废弃物资源化产业技术创新战略联盟编写了15项建筑废弃物资源化利用标准，已完成了在技术监督部门的备案。

四、建筑垃圾资源化再利用需要解决的问题

从上述可看出，我国建筑垃圾产量基数大，并在逐年上升。从节能、环保、可持续发展等方面考虑，建筑垃圾的回收与利用势在必行。目前我国在建筑垃圾资源化处置技术和装备方面已具备条件，能满足市场需要。要全面实现对建筑垃圾的再生利用，必须加强对再生骨料及其应用方面的基础研究，同时促进制定建筑垃圾再生利用相关的法律、配套政策，在相关方面给予大力支持。

1．呼吁人们树立建筑垃圾资源化的理念

建筑垃圾的资源化是指采用管理和技术手段从建筑垃圾中回收有用的物质和能源。由于建筑垃圾经分选、破碎、筛分加工后，大多可以作为再生资源重新利用．对节约资源和降低能耗具有重要意义。

建筑垃圾中的混凝土块、石块等经破碎后，可代替砂石骨料直接在施工现场利用，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、混凝土等；碎砖可用于制作再生砖等。废金属可重新回炉加工，制成各种规格的钢材；废木材、塑料等可用于制造各种人造板材、塑料制品等。目前的情况是，建筑垃圾被简单填埋，既占地又污染。而从事建筑垃圾再生利用的企业缺少建筑垃圾来处理。

要改变和突破目前建筑垃圾简单处置的传统观念和思维定势，加强对节约能源、环境保护的可持续发展的宣传，让人们树立建筑垃圾是能作为再生资源重新利用的理念。

2．建立建筑垃圾分类收集制度

目前我国建筑垃圾尚没有专业的分类收集和回收处理机构。有些企业正在尝试做一些工作，但遇到了一些问题。没有分拣的建筑垃圾回收再利用成本很高。

3．加强对建筑垃圾回收再利用的基础研究

建筑、基础设施等废弃混凝土、道路沥青混凝土的回收和再生是以再生骨料的形式来应用的。由于废弃混凝土来源的多样性和地方差异性，再生骨料的强度、吸水率、杂质、离散性等直接影响再生混凝土的物理力学性能，应加强再生骨料的加工处理方法对骨料性能的影响、再生骨料性能检测方法的研究；加强用再生骨料生产的混凝土性能的研究；再生骨料不同掺量对再生混凝土力学性能的研究。为再生骨料的应用提供理论和技术支持。

4．建立相关法律体系，推动建筑垃圾资源化产业的发展

建筑垃圾资源化是一个公益性的事业，前期需要政府多引导，发挥政府的牵头作用，通过行政手段把建筑垃圾运到垃圾处理厂，落实税收、补贴等政策支持建筑垃圾处理企业更好发展。

目前我国对建筑垃圾资源化循环利用的有效机制尚不健全，还没有建立完善的法律法规体系，应明确建筑垃圾处置利用的程序、规定和监管范围，健全建筑垃圾资源化管理的配套法规体系。制定法规应兼顾保护环境与节约资源．鼓励建筑垃圾循环利用。明确建筑垃圾处理的责任主体，加大对建筑垃圾处理违法行为的处罚力度；明确各个部门在建筑垃圾处理中的职责；完善建筑垃圾分类制度，以便于回收和再生利用。

5．政府相关部门制定和完善金融、税收等相关政策与标准

建筑垃圾的处理和利用是一个系统工程，涉及到产生、运输、处理、再利用各个层面，涉及发改委、工信、建设、环保、交通等多个管理机构，但现行法规未明确各部门的职责，企业进入建筑垃圾处理行业要经过几个国家部委的认定，还涉及到地方政府的多个相关单位。建筑垃圾处置与再利用的税收政策不细，处置企业的所得税没有减免，再生产品的增值税也不明晰。由于在建筑废弃物处理环节间的相关产业政策上，国家各部委只负责其中的一部分，无法有效协调工作，影响企业的积极性。只有各环节统一管理，协同配合，形成有效的建筑垃圾处理机制，才能实现建筑垃圾的再生和利用。

为了解决这些问题，应借鉴发达国家的相关政策。

(1)提供建筑垃圾资源化企业财政补贴。建筑垃圾的搜集、运输、堆存、分拣、破碎、筛分等都需要投入资金，除金属、木制品等，通过废品回收取得一些回报以外，对于用废混凝土、废砖加工的骨料及配制的低标准混凝土及其空心砌块、混凝土空心隔墙板等附加值都很低，而制造成本一般高于天然原料制造的产品，生产者没有利润甚至亏损。 政府要从政策上加大对建筑垃圾再生资源产品及相关企业的引导和扶持，根据受益者补偿原则，主管部门应积极采取一些直接经济支持，将建筑垃圾处理收费给予建筑垃圾再生企业贴补，确定合适的经济补偿方式和补偿额度，使企业正常运营；给予使用再生资源的产品优惠政策、补偿政策；完善强制使用建筑垃圾再生资源制品的政策性补贴方法等。

(2)设立建筑垃圾处置利用产业发展基金。除了政府给予第三方建筑垃圾处置利用企业直接补贴外，政府联合社会投资者成立建筑垃圾处置利用基金，开展建筑垃圾处置“保证金”制度，要求所有的建筑工程在取得施工许可证之前都必须按规定交纳建筑垃圾处理预留金，向建筑垃圾资源化企业提供初始建设投资补贴，或将政府财政资金直接参股第三方治理企业，对社会资金支持的建筑垃圾资源化企业，通过招投标和竣工验收各环节提供部分财政资金支持。

(3)对建筑垃圾资源化企业提供税费优惠。在税收政策方面，应将处置消纳建筑垃圾企业纳入增值税全部免除、减少所得税的范畴；凡利用建筑垃圾生产出的材料和产品，国家应在税收政策上给予优惠，通过拨款，低息和无息贷款等优惠政策，加大对建筑垃圾循环利用企业的政策扶持，鼓励全社会利用再生建材或产品。

目前，越来越多的人开始或已经关注建筑垃圾及其危害，从中央到各级地方政府都十分重视环境污染问题。利用建筑固体废弃物生产砂石骨料，是处理混凝土废弃物最重要的途径。掌握建筑垃圾资源化行业动态，开展行业间的沟通、交流，研究、探索再生骨料行业的发展方向，研究推广建筑垃圾资源产业化，尤其是废弃混凝土、道路沥青混凝土的再生利用，是砂石行业的使命。