1、基于可持续性的建设项目施工材料循环利用研究摘 要在建设项目的实施过程中，需要消耗大量自然资源，而且会对生态环境产生不利影响。这些问题不但给人类的生存与发展造成了巨大的障碍，而且对子孙后代的生存构成了严重威胁。本文拟在建设项目可持续发展的基础上，研究施工材料的循环利用。本文总结了施工材料循环利用需要解决的四个问题，政策、社会、技术和资金。本文论述了解决这四个问题的方法和手段。政策方面论述了鼓励性政策和强制性法律法规；社会方面论述了增强人们对施工材料循环利用价值的认识、普及循 环利用概念以及在行业和高校内开展对循环利用知识的学习；技术方面从传统循环材料、功能型循环材料和新型循环材料论述了技术的解决
2、方案；资金方面分别论述了研究阶段资金来源和投产阶段的筹集资金方式。最后得出了结论，即在政府和全社会的经济和精神的支持下，随着循环技术的不断创新和发展，循环 材料一定能够走向市场，循环事业必定迎来光明的前途。关键字：可持续性，施工材料，循环利用Study on Recycling of Construction Materials based on the Sustainability of the Construction ProjectABSTRACTIn the implementation of construction projects, a large amount of natur
3、al resources need to consume, and also would have a negative impact on the ecological environment. These problems not only to mankinds survival and development of a huge obstacle, but also for the survival of future generations posed a serious threat. This paper will start study to the recycling of
4、construction materials on the basis of sustainable development of construction projects. This paper summarizes four issues for the recycling of construction materials need to solution, those are policy, social, technical and financial. This article discusses various ways and means of resolving these
5、 four problems. There are positive policy and mandatory laws and regulations in policy respect; in social aspect, turning to the enhancement on peoples awareness of the value of recycling, and the universal of the concept of recycling and the implementation of learning in the use of recycled materia
6、ls in the related industries and the higher institutions; in technology aspect, discusses the technology solutions of the traditional cycle of materials, functional recycling materials and new cycle materials; in funds aspect, discusses the ways to raise funds on the stage of research and production
7、. And finally come to the conclusion, that is, with the constant cycle of technology innovation and development, in government and society as a whole regardless of economic and spiritual support, recycling materials will certainly be able to move toward the market, recycling Industry will usher in t
8、he cause of the cause of a bright future.Key words: Sustainability Construction materials Recycle目 录第一章 绪论 .11.1 课题背景及意义 .11.2 施工材料循环利用的国内外现状 .11.2.1 施工材料循环利用的国外现状 .11.2.2 施工材料循环利用的国内现状 .31.3 建设项目可持续发展对施工材料循环利用的要求 .41.3.1 建设项目可持续发展的概念 .41.3.2 建设项目可持续发展的四大原则对施工材料循环利用的要求 .41.4 研究内容 .7第二章 相关政策和法律法规的制定以
9、及社会的支持 .92.1 完善施工材料循环利用的政策和相关法律法规 .92.1.1 制定施工材料循环利用的鼓励政策 .112.1.2 出台施工材料循环利用的强制法律法规 .122.2 促进社会群体对施工材料循环利用的支持 .132.2.1 增强人们对施工材料循环利用价值的认识 .132.2.2 在全社会范围内普及可持续发展和循环利用的概念 .142.2.3 在行业和高校内开展对施工材料循环利用知识的学习 .15第三章 借鉴国外的技术经验发展我国的施工材料循环利用技术 .173.1 国外的先进技术经验对我国循环技术发展的启示 .173.2 推动我国传统循环材料技术的发展和应用 .183.2.1
10、推广传统循环材料技术的应用 .183.2.2 推动传统循环材料技术的发展 .193.3 推动我国功能型循环材料的技术发展 .213.4 发掘我国新型循环材料的技术发展 .23第四章 解决施工材料循环利用的资金问题 .264.1 施工材料循环利用研究阶段的资金投入 .264.1.1 政府对于施工材料循环利用研究阶段的投资 .264.1.2 相关产业对于施工材料循环利用研究阶段的投资 .284.1.3 运用其他方式解决循环材料研究阶段的资金问题 .284.2 施工材料循环利用投产阶段的资金来源 .294.2.1 在建材产业内投入施工材料循环利用的资金 .304.2.2 建立施工材料循环利用的国有企
11、业筹集国家财政资金 .304.2.3 建立施工材料循环利用的新项目筹集社会资金 .31第五章 结论和展望 .345.1 结论 .345.2 展望 .34天津理工大学 2008 届本科毕业论文1第一章 绪论1.1 课题背景及意义可持续发展是“满足当代(人类)的需求而不损害其子孙后代满足他们自己的需求的能力”。可持续发展对世界各国的发展都具有重大意义，对中国的发展更具有特殊意义，它是中国摆脱贫穷、人口、资源和环境困境的唯一正确选择。建设项目是以加速经济增长和社会发展为目标的有目的性的活动，在人类的社会和经济发展中占有极为重要的地位，但是，在建设项目的实施（营造与运行）过程中，需要消耗大量自然资源，
12、对生态环境产生不利影响。由于科技发展水平、经济价值观念和道德观念的限制，相当一些建设项目的实施，在为人类社会提供生产或生活服务、取得财富和文明的同时，也过量地耗费了自然资源，严重地污染了自然环境，破坏了生态平衡，损害了人类赖以生存的地球。这些问题不但给人类的生存与发展造成了巨大的障碍，而且对子孙后代的生存构成了严重威胁。建设项目的不合理实施影响了适合中国国情的可持续发展。因此，推动可持续发展的一项迫切和必要的任务，就是深入研究项目可持续性，按照可持续发展的要求实施建设项目，使建设项目具有可持续性，从而有利于建设项目为人类生存与发展继续地、更好地发挥积极作用，有效地避免重蹈“先污染，后治理”的旧
13、辙。施工材料是构成建筑物的实体，是建设项目在实施过程中影响资源和环境的最重要因素，如何应用施工材料，成为建设项目能否实施可持续发展的关键。目前，世界上很多国家都提出了施工材料的循环利用，在施工材料的循环利用过程中，大量的工业和建筑废料将得到重新利用，一方面减少了这些废料对环境的污染，另一方面也减少了对原材料的需求，不仅缓解了资源短缺，而且对环保做出了重大的贡献。因此，施工材料的循环利用对于建设项目的可持续性具有重要意义。1.2 施工材料循环利用的国内外现状1.2.1 施工材料循环利用的国外现状施工材料的循环利用在国外发展较早，并且已经形成了成熟的技术和立法制度。国外的再生混凝土技术较为发达，目
14、前已经进入应用阶段。第二次世界大战后，前苏联、德国、日本等国就进行了再生混凝土的研究和开发利用工作，到现在已召开了三次有关废旧混凝土再利用的专题国际会议，废弃混凝土资源化再生利用技术已成为发达国家的共同研究课题，有些国家还采用立法形式来保证此项研究和应用的开展。1997 年 9 月 23 日，由 RILEM 集团、Peak 公司和 EPMA 共同组织在苏黎世召开了为期天津理工大学 2008 届本科毕业论文2两天的“建筑材料循环利用”专题研讨会。来自瑞士、德国、荷兰、意大利、瑞典、捷克和以色列 7 个国家的 21 名代表参加了会议。会议首先发布了新的、有关矿物建筑材料循环的BUWAL（环境、森林
15、和土地联合办公室）条例。围绕这一条例，会议代表具体讨论了沥青、拆毁的道路材料、混凝土的循环后利用，分析了建筑材料循环利用的现状并指出了存在的问题。目前，在建筑材料循环利用方面瑞典做得最好。他们已经达到了一定程度的制度化和规范化。大部分的建筑废物已被用作二次原料循环利用。 1早在 1977 年日本政府就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再生加工厂，生产再生骨料和再生混凝土。日本建设省在1992 年提出了“控制建筑副产品排放和再利用技术开发”的五年规划，1996 年又制订了旨在推动建筑副产品再利用的“再生资源法” ，为废弃混凝土等建筑副产品的再生利用提
16、供法律和制度保障。日本较早地将再生混凝土骨料 RCA（Recycled Concrete Aggregate）成功应用于刚性路面和建筑结构物；最近又开发了 RCA 的新用途路面下的透水材料。目前日本全国建筑废弃物实现资源再利用率已超过五成，其中废弃混凝土利用率更高，处理废弃物工厂的规模有的达到 100t/h。现在日本已有 34 家 RCA 生产企业与 34 家 RCA 商品混凝土搅拌站。据美国联邦公路局统计，美国现在已有超过 20 个州在公路建设中采用 RCA，26 个州允许将 RCA 作为基层材料；4 个州允许将 RCA 作为底基层材料；将 RCA 应用于基层和底基层的 28 个州级机构中，
17、有 15 个制定了关于 RCA 的规范。公路水泥混凝土的再生利用在美国现已被广泛应用于高速公路施工中。包括密歇根州、执安州、威斯康辛州、明尼苏达州、北达科他州、依阿华州、伊利诺依州、俄明州在内的许多州已经完成了大量的混凝土再生利用项目，并计划实施更多再生项目。美国的公司还采用微波技术，100%利用再生旧沥青混凝土路面，其质量与新拌沥青混凝土路面料相同，而成本降低了 1/3，同时节约了垃圾运费和处理费用，大大减轻了城市的环境污染。美国的 Cavev，J.K 等人研制了掺再生塑胶带、废旧金属丝，金属块来加强再生骨料混凝土的方法。在德国，每年拆除的废混凝土约为 0.3t/（a.人)，这一数字在今后几
18、年还会继增长。目前在德国，再生混凝土主要用于公路路面。德国 Lower Saxong 的一条双层混凝土公路采用了再生混凝土，该混凝土路面总厚度 26cm，底层混凝土 19cm 采用再生混凝土，面层 7cm，采用天然骨料配制的混凝土。德国钢筋委员会 1998 年 8 月提出了“在混凝土中采用再生骨料的应用指南” ，要求采用再生料配置的混凝土必须完全符合天然骨料混凝土的国际标准。比利时和荷兰，利用废弃的混凝土做骨料生产再生混凝土，并对其强度、水性、收缩等特性进行了研究。法国还利用碎混凝土和碎砖生产出了砖石混凝土砌块，经测定符合与砖石混凝土材料有关的 NB21-00l(1998)标准。从 20 世纪
19、 80 年代末开始，澳大利亚的墨尔本和悉尼等城市开始利用 RCA。目前，据估计悉尼每年有大概 40 万 t 旧混凝土被再生利用，墨尔本则每年有 35 万 t。许多家还将再生骨料用于喷射混凝土以及框架结构填充墙。 2天津理工大学 2008 届本科毕业论文31.2.2 施工材料循环利用的国内现状国外发达国家对再生混凝土的研究起步早，发展快，已经进入了实际应用阶段。而我国对再生混凝土的研究虽然已经取得了一定的成果，但仍处于实验室阶段。经过我国的研究实验表明，由于再生骨料与天然骨料的性质不同，故再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能亦不相同。再生混凝土与天然骨料混凝土相比，其抗拉强度、抗压强度和坍落度都
20、比较低，但如果在其配制过程中加入微细硅粉和高效减水剂，则以上三个及其他性能就会较大幅度的提高，与天然混凝土的性能相近，甚至超出。所以，使用废弃混凝土作为骨料生产再生混凝土是非常可行的，并且对资源的再生利用，环境保护具有重要的意义。 3我国在利用工业废渣如粉煤灰、煤矸石生产墙体材料的技术上有较大的成果。水泥和墙材工业利用粉煤灰、煤矸石、冶金废渣等固体废物的数量日益扩大。我国在消化吸收国外煤矸石生产烧结空心砖技术、加气混凝土生产技术、外墙外保温技术、纸面石膏板技术的基础上，自行开发了一批粉煤灰生产烧结砖、页岩生产烧结砖、混凝土小型砌块等。我国现已成为国际上应用粉煤灰生产加气混凝土最广泛、技术最成熟
21、的国家。并且进一步拓展了原材料的范围，成功地将其他工业废弃物如石材加工产生的碎末、水泥管桩生产过程中排放的废浆以及玻璃、采煤、采金业的尾矿等作为硅质材料大量用于加气混凝土生产。 4我国利用煤矸石制成的煤矸石砖已代替了一大部分粘土砖，减少了对土地资源的破坏。我国生产煤矸石砖的技术已经很成熟，将煤矸石粉碎制成砖坯，再用传输带把砖坯进入砖炉，不用燃料，可自燃的煤矸石砖坯引燃后迅速生成建筑用砖，自燃过程的热能又替代了煤矿要用的燃煤锅炉。中国城市环境卫生协会、辽宁省朝阳华龙企业集团、北京华特建筑设计顾问有限责任公司联合开发煤矸石建筑体系及产业化系统工程项目，突破了体制性障碍，在节能、节地、节材等诸多方面
22、取得了良好效益。他们突破了千百年来滥挖耕地用粘土制砖的生产方式，利用当地堆积如山的煤矸石制砖，节约了大量耕地；利用煤矸石自燃产生的热量完成了煤矸石砖的烧结过程，节约了大量能源；利用烧制过程中产生的余热对压制的砖胚进行烘干，解决了因天气影响带来的晒砖、凉砖的困难。三单位联合开发的“煤矸石建筑体系”实现了煤矸石烧结墙体材料品种的系列化，包含了煤矸石混凝土、煤矸石制品、煤矸石烧结大型空心砖、煤矸石烧结釉面砖等诸多品种，扩大了煤矸石烧结建筑材料的应用范围和生产规模，大大提高了煤矸石的利用率。山西潞安矿业集团每年生产的煤矸石要占地 200 多亩，为处理这些煤矸石，每年要花 4000 万5000 万元。而
23、这条大型煤矸石制砖生产线投产后，每年可生产 1.3 亿块标准砖，日处理煤矸石 1000 多吨，一年消化煤矸石将近 40 万吨。 5我国还发展了利用粉煤灰制造建筑材料的技术。粉煤灰加气混凝土就是一个实例。粉煤灰加气混凝土是一种新型建筑材料，具有新型、轻质、保温、节能等特点，主要原料为粉煤灰，用量 70左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，它是一种新型环保墙体材料具有重量轻、隔热、保温、防火、吸声、省工和充分利用“三废”等优点，还能降低工程造价和减轻建筑物自重，提高抗震性能，是一种较好的新型轻质墙体材料；但是，在粉煤灰加气混凝土墙体上抹灰普遍出现了空鼓、裂缝、剥落等现象，这些问题有待于我国的研究
24、人员进天津理工大学 2008 届本科毕业论文4一步从技术上得到解决。 6上述材料说明了国外的循环技术发展比我国早，拥有较完善的法律制度体系，技术比较成熟，应用也很广泛，而我国的施工材料的循环利用起步较晚，虽然在某些方面技术水平也达到了很高的程度，但总体水平还是不及发达国家，我国没有相关方面的严格的法律法规体系和有效的政策，在技术方面也存在着缺陷，因而导致在实际应用中的明显缺乏。我国的施工材料循环利用如何在已有的基础上，在将来建设项目的可持续发展中得到长足有效的发展，是本文要解决的问题。1.3 建设项目可持续发展对施工材料循环利用的要求1.3.1 建设项目可持续发展的概念建设项目是利用与整合一定
25、的环境资源，经过以策划、决策、设计施工、运行使用等阶段构成的生命周期，以形成向人类社会提供生产或生活服务功能为目的的措施和活动。建设项目有时也被称为投资项目、工程项目。建设项目的范围十分广泛，几乎涉及社会的经济、文化、军事等人类活动的各个领域，其种类可分为农业项目、工业项目、水利项目、房地产项目、基础设施项目、体育设施项目、国防工程项目等等。本文论述的建设项目的范围是指工程项目。可持续发展是全新的发展思想，它要求人类以新的资源观、价值观和道德观发展人类文明，保证社会具有持续性发展能力，使人类逐渐从工业文明跨入一个新的、更高层次的文明社会。郑小晴、潘晓丽认为建设项目可持续性的概念可定义为：在建设
26、项目形成和发挥其服务功能的整个生命周期内，所接近或达到既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的标准的程度。它体现为生态环境的相容性、技术的清洁性、经济的合理性、社会的公正性。 71.3.2 建设项目可持续发展的四大原则对施工材料循环利用的要求建设项目的可持续发展有四个原则，即上文提到的生态环境的相容性、技术的清洁性、经济的合理性、社会的公正性。下面就从这四个方面探讨建设项目的可持续发展对施工材料循环利用的要求，然后以此为依据研究我国施工材料循环利用的发展。1生态环境的相容性。生态环境的相容性描述了建设项目和环境之间的关系，明确了保持生态平衡，保持资源永续利用的目标。自然资源和生态材料
27、是有限的，发展施工材料循环利用技术，就是为了实现资源永续利用的目标。材料在循环的过程中会流失，当循环次数达到它的极限就会耗尽或者被迫丢弃，而且施工材料的循环过程也需要从生态资源中获得能量；而生态资源（限于可再生资源）是有自我调节功能的，会随着时间在数量上有所增长。因此，施工材料循环利用要达到的一个目的就是使生态环境能够在一定阶段（至少是施工材天津理工大学 2008 届本科毕业论文5料的整个循环利用期间）内实现自我调节，在资源总量上保持相对的动态平衡（见图 1.1） 。所以，施工材料的循环利用要做到能量的消耗要在生态资源的自我调节能力之内，反过来说，如果施工材料的循环过程所需要的能量超出循环利用
28、节约的资源能量，那么，施工材料的循环利用以资源的角度反而不如不实施。这就对循环技术提出了要求，要求循环技术能够在循环利用材料的加工制造过程中消耗的能量合理，不破坏生态平衡。而只有技术水平达到一定的高度，才能满足这个要求。因此，建设项目可持续性的第一个原则要求技术水平得到提高。资源能量输入资源能量输出原材料 循环利用材料生态环境动态平衡 资源能量输出图 1.1：生态环境资源能量平衡图Fig. 1.1: Balance Plans of Ecological Resources Energy 2技术的清洁性。技术的清洁性要求建设项目在整个建设期内实现清洁生产，主要从源头上，即材料的来源上控制。本文
29、对循环材料在整个制造过程中的清洁生产提出要求，这一点还是需要技术水平的提高来实现。循环材料的来源是二次材料，二次材料转变成循环材料的过程要符合清洁生产的要求。例如再生混凝土的二次材料来源是一些工业废料废渣，如粉煤灰、煤矸石等，这些二次材料在收集过程中要做到清洁、不污染环境，要求运输工具要满足密封要求；第二，要求二次材料在加工成循环材料的过程中也要满足清洁生产的要求，做到低污染、低浪费（见图 1.2） 。天津理工大学 2008 届本科毕业论文6废渣废料 二次材料 循环材料运输过程 制造加工过程清洁图 1.2：循环材料的清洁生产过程Fig. 1.2: Cleaner Production Proc
30、ess of Recycle Materials3经济的合理性。经济的合理性要求建设项目能够增加社会财富和福利。施工材料的循环利用不仅仅具有公益性质，也具有盈利性质。循环材料在生产和消费过程中获得盈利，为社会财富的增长做出贡献，循环事业才能够维持下去，否则，在经济社会下，循环事业必定会举步维艰，最后甚至半途而废。解决这一问题的一个关键因素是技术，发达的技术能够降低制造成本，实现更多的盈利；另一个因素就是政策，这是由于循环事业处于特殊的初级阶段所决定的。由于现阶段循环技术的不成熟，循环利用的施工材料在推广和应用上是有困难的，需要政府在政策上给予资金方面的支持，帮助拓宽循环材料的销售渠道，刺激循环
31、材料的消费需求，这样才能保持循环过程的经济平衡。4社会的公正性。社会的公正性要求建设项目能够提升其目标受益群体的生活品质和丰富其生活内容，在促进人口素质、文化教育、公众健康和社会公正等社会事业发展方面做出贡献，这就在更高的层次上对建设项目提出了要求。施工材料循环利用要在这一点上体现建设项目的可持续性，是在盈利能力之上更大的挑战。施工材料循环利用难以进行的原因之一是社会群体的接受力度较差，社会群体是否接受循环材料与循环材料为社会群体做出的贡献有直接的联系。目前，社会群体还没有认识到循环材料的真正价值，所以人们不会在意他们使用的材料是原材料还是循环材料，由于惯性思维的影响，很多人还是更青睐于原材料。所以，循环材料在证明自己工程价值的同时，更要对社会有所贡献。这就要求循环材料发掘出比原材料更多潜质来提高人们的生活品质、丰富人们的生活内容，在此基础之上大力宣传施工材料循环利用对于国家和社会的意义，在社会公正性的指导之下提高社会群体的接受力度。从以上分析可以看出，建设项目的可持续性发展对施工材料循环利用提出的要求正如在国内外现状中总结的，就是要得到国家法律法规和政策的支持以及社会群体的接纳，提高循环技术的水平。然而，要想将循环利用的施工材料推广到实际工程中，就要完成研究和生产的过程，这个过程需要大量资金的投入，所以，资金问题也是施工材料循环利用需要考虑的
