在人类社会的不断发展、工农业产品不断丰富的同时，大量的工农业废弃物也在不断地产生。这些废弃物，不仅占用了大量的土地，也对生态环境造成了严重污染。
随着我国工业经济高速发展，尾矿、冶炼炉渣、粉煤灰等固体废物的产生量也在逐年增加，给一些城市的环境带来严重污染。为此，工信部、国家发改委等八部门日前联合印发《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》，提出要在2025年，实现大宗工业固废综合利用率达到57%，主要再生资源品种利用量超过4.8亿吨的总体目标。
想要可持续发展，就要为它们找到合适的归宿，使其“变废为宝”。而工程建设，在其中就发挥着重要的作用。
究竟有哪些废弃物呢？它们又是如何被利用起来的？
粉煤灰
粉煤灰（Flyash）是燃料（一般为煤炭）燃烧过程中产生的细小灰粒，一般呈灰白色至灰黑色，又被称作“飞灰”或“烟灰”。其主要成分为二氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）和氧化铁（Fe2O3），还含有一定量的氧化钙（CaO）和氧化镁（MgO）以及其它物质，颗粒大小一般在0.5~200μm不等。由于在燃烧后的冷却过程中受到表面张力作用，其形态一般呈圆球状。部分因互相碰撞粘连，成为蜂窝状的组合粒子。
作为世界上最大的煤炭产出国和消费国，我国每年产生粉煤灰约8~9亿吨，而目前的利用率却只有70%左右。大量粉煤灰长期堆积在电厂周围，进入大气和水中，对生态环境和人类健康造成严重危害。截至2021年，我国粉煤灰累计堆积量已达31亿吨，加大利用力度，迫在眉睫。
其实，作为燃料燃烧后的产物，粉煤灰本身具有很多优良性质，可以利用于工农业生产、工程建设等各个方面。其疏松多孔，比表面积大，因此吸附能力强，保温耐火性强。例如，将粉煤灰压实制作的粉煤灰砖，质量轻、强度高，保温耐火，是建筑工程的绝佳材料。利用粉煤灰作为路基和建筑填料，不仅充填性好，也具有较高的强度。
粉煤灰可以作为水泥、混凝土等材料的添加剂，提高材料性能。其中含有的多种活性物质，在与水泥、石灰等拌合后生成胶凝物质，大大提高材料的强度和抗渗性能。在混凝土中加入粉煤灰，可以减少混凝土拌合的用水量，显著降低混凝土在凝固过程中的放热，从而避免胀缩裂缝的产生。这尤其适用于大体积混凝土工程的建设，例如，举世闻名的三峡大坝工程，就消耗了170多万吨粉煤灰，使得大坝固若金汤，在建设后几乎没有出现开裂。
磷石膏
磷石膏是湿法工艺生产磷酸过程的副产物，为灰白色至灰黑色的粉状固体颗粒，晶体呈针状、板状或柱状。其主要成分为二水硫酸钙（CaSO4·2H2O），同时也含有重金属元素、氟类、有机质、放射性元素等大量有害物质。
磷石膏的产量大，每生产1吨磷酸就会产生4~6吨的磷石膏，我国每年产量超过7800万吨。但利用率低，我国的综合利用率仅40%左右，堆存量高达8亿吨。作为一种固体废弃物，其大量堆存将造成重金属污染、水体富营养化、大气污染等一系列问题。堆积的磷石膏，高度可达数十米，随时也有发生滑坡灾害的风险。
磷石膏中含有大量杂质，利用前需要进行净化除杂，降低其危险性。在用途上，磷石膏目前主要用于建筑工程领域。例如，磷石膏可以代替天然石膏用作水泥缓凝剂，延缓水泥凝固，为混凝土拌合、浇筑争取时间；可以用来生产粉刷石膏、制作石膏板材等建筑材料，也可以用于路基回填、边坡防护等。
煤矸石
煤矸石是煤炭的一种伴生矿物，产生于煤炭的开采和洗选加工过程。相比于普通煤炭，煤矸石具有含碳量低、热值低、质地坚硬的特点。一般以堆存的方式存放。目前，我国的煤矸石堆存量已达七十亿吨。大量的堆积，会造成自燃、酸雨、地下渗透、淤塞河道、光化学烟雾和泥石流等灾害。
作为煤炭开采中与煤层伴生的一种岩石，煤矸石中也含有一定量的可燃炭以及金属和非金属矿物。通过把煤矸石破碎成小颗粒，可以回收煤炭、提取矿物材料。利用煤矸石的燃烧热量，也可以发电。
在建筑工程上，煤矸石具有广泛的用途。煤矸石本身就是一种石材，因此可以作为混凝土的骨料，用于制砖、生产空心砌块等。在利用煤矸石烧砖的过程中，煤矸石本身就可以燃烧发热，因此可以节约燃料。此外，煤矸石也可以作为填料使用，用于煤矿回填，可以防止采空塌陷，以及用于路基回填等。
矿渣
矿渣是高炉炼铁过程中，铁矿石中含有的二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O）等杂质与溶剂中的氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等反应生成的硅酸盐熔融物，经急冷处理后，呈现出多孔无定型状结构。根据矿石品位不同，每冶炼一吨钢铁约产生0.5~0.9吨矿渣。目前，我国每年金属冶炼产生矿渣约7.35亿吨，但利用率仅有69%左右，矿渣储量超过50亿吨。
在工程领域上，矿渣具有广泛的应用。将矿渣粉碎制成的高炉矿渣微粉（Ground granulated blast-furnace slag，GGBS），可以用作水泥和混凝土的添加剂。将矿渣粉添加到水泥和混凝土中，不仅可以减少水泥用量节约资源，也可以提高其强度和耐久性。但是，也存在早期强度较低的缺陷。
在矿渣中加入胶凝材料，压制生产的矿渣砖，强度高，是良好的建材，其利用历史已经超过一百年；矿渣经融化、高速离心或吹喷制成的矿渣棉，质量轻，耐腐蚀，抗冻防火，是优良的砌筑、隔音、保温材料。
除此之外，高炉矿渣的应用仍在进一步开拓中。由于矿渣含有大量硅酸盐矿物，用矿渣生产微晶玻璃、耐磨地坪材料和多孔陶瓷材料等，具有广泛的前景。
高分子废物
高分子废物，是一种结构复杂的、由高分子有机物组成的废弃物，典型的有：废塑料、废橡胶、废油漆油墨、沥青、动植物纤维和蛋白、脂肪等。这些废物的大量堆积，会对环境造成严重污染。而在工程领域，它们也有着诸多用途。
废塑料
当前，塑料污染已经成为仅次于气候变化的全球第二大焦点环境问题。其产量大、难以降解的特性，使得其对生态环境产生了巨大影响。据联合国环境规划署2021年统计，1950-2017年间，全球累计生产约92亿吨塑料，到2050年，预计产量将增长到340亿吨，平均每年将产生3亿吨废弃塑料。
大量的废塑料，如果处理得当，也可以变废为宝。利用废塑料，可以生产再生塑料、制作燃油、合成氨、粘合剂等化工产品，废塑料本身也可以作为燃料进行发电。而在工程领域，废塑料也可以用来生产建筑材料，如，工业废PVC可以用于生产轻质混凝土，废泡沫塑料可以制成水泥减水剂，废聚乙烯和聚苯乙烯混合，可以制作塑料枕木用于铁路铺设等。
废橡胶
我国是橡胶利用大国，橡胶消耗量约占世界消耗总量的30%左右，连续多年稳居世界首位。在使用橡胶的同时，也产生了大量废橡胶，而废橡胶总量的70%来源于废旧的汽车轮胎。2020年，我国废旧轮胎产量为1390万吨。大量的废橡胶堆积在一起，不仅占用土地、污染环境、而且还有诱发火灾的风险。
如同废塑料一样，橡胶的循环利用，也有翻新或加工后再利用、生产再生橡胶、作为燃料、分解后生产化工产品等一系列用法。工程上，主要利用了废橡胶本身弹性好、性质稳定的特点，将废橡胶简单加工后，用于工程建设中。例如，使用废轮胎加工的橡胶颗粒，弹性好，可以作为人工草坪的缓冲物，也可以用于路基填筑；将橡胶打碎研磨制成的胶粉，可以用于生产再生橡胶及防水卷材；在边坡防护上，将废轮胎用于坡面土体固定以及落石滚石的缓冲物，具有良好的效果。
天然纤维
秸秆、芭蕉、椰丝、竹子、棕榈等植物纤维，在每年的农业生产中大量产出，其处置常常成为让人们头疼的问题。传统农业常常使用的焚烧处理，会产生大量烟雾污染空气；而若采用堆填处理，则不仅占有土地，也有发生火灾的风险。实际上，天然植物纤维拥有巨大的利用价值，被广泛的利用在各个领域。
利用天然植物纤维，可以生产一系列产品。如，秸秆等纤维经过微生物分解后，可以用于生产饲料；压制炭化后，可以生产生物质炭作为燃料；而造纸、生产布料、制成板材等更不必说，相信大家在日常生活中早已有所体会。
工程上，用天然纤维代替人造纤维作为加筋材料，已经被广泛的应用。在土壤中加入麦秸秆等纤维，可以大大提高土体的强度，且不会对土壤造成任何污染；在水泥和混凝土、石灰土中添加植物纤维，也具有同样的效果。这些成果被广泛的应用在道路、地基、桥隧等工程建设中。
固废资源化意义
随着世界经济的高速发展、城市化进程不断加快，固体废弃物，特别是城市生活垃圾的产量在不断增加，对环境造成的污染也日益严重。在可持续发展的新世纪，固体废弃物热解资源化处理技术的应用及产业化将具有广阔的前景，其意义就在于在发展经济的过程中，最大限度的减少资源与能源的消耗，使资源与能源得到充分、有效的利用，同时最大限度的减少废物的产量，使废物中有用资源得到最大限度的回收与综合利用，从而取得最大的经济效益。
固体废物的资源化在保护环境的同时，还节约了资源。原始意义上的环境污染物可能通过资源化的方式得到了重复利用，这不仅减少了污染物向环境中的排放，保护了自然环境不被污染，而且资源化后的废物得到利用就意味着减少了其它可能不可再生资源的使用，极大促进社会的可持续发展。
