废弃混凝土再生技术研究

废弃混凝土再生技术研究立项理由自从1824年英国建筑工人 Joseph Aspdin发明硅酸盐水泥以来，以水泥、混凝土为代表的建材产品生产应用技术得到了极大发展与进步。

到目前为止，混凝土、建筑砂浆已经成为世界上用量最大、用途最广的建筑工程结构材料之一。

不管是普通的工业与民用建筑、道路、桥梁、农用水利设施等基础设施建筑，还是跨海工程、核电站防护壳、国防军事工程、高层建筑等特殊建筑工程，混凝土、建筑砂浆都是必不可缺的建筑材料，为支撑社会工业化、城市化的快速发展起着重要的作用。

社会的快速发展是建立在消耗大量自然资源和造成严重环境问题的基础上的，这严重地破坏并危及了社会的可持续性发展。

我国正在处于工业化、城市化快速发展的阶段，到2025年时城市化水平将超过 60%。

伴随着我国城市化的的快速发展和由于我国庞大人口基数导致的远落后于世界平均水平的人均居住面积，我国建筑业还将持续繁荣，这将继续创造大量对传统建筑材料的需求，大量有限的自然资源将被建工行业消耗用来生产建材产品。

建筑废弃物是指单位或个人在新建、改建、扩建、平整、修缮、拆除、清理各类建筑物、构筑物、管网、场地、道路、河道过程中，所产生的余泥、余渣、泥浆等其它废弃物，主要来源于基坑及道路开挖修建、建材生产、建筑施工、建筑装修以及旧建筑拆除等方面。

近年来，由于建筑行业的不断发展以及大量旧建筑的拆除，城市建筑废弃物的产量越来越大。

根据《中国统计年鉴2004—2013》的统计数据表明，在2012年的时候我国建筑废弃物的排放量已经达到11.31亿吨，中国建筑垃圾产业资源化战略联盟在2014年发布的《中国建筑垃圾资源产业化（2014年度）发展报告》表明，2014年我国建筑垃圾产生量超过了15亿吨。

在未来，这个数字还将伴随城镇化步伐的加快和更大规模的城市建设而逐年递增。

可以想象，在未来如果如此巨量的建筑废弃物不能得到合理的处理，那将会给我国环境、资源及社会经济发展带来巨大的负面效应。

然而到目前为止，我国对建筑废弃物的处理现状整体是令人失望的。

面对排放量越来越大的建筑废弃物，我国大部分城市还没有相对应具体的措施合理处置，通常仅仅是把它们简单送到垃圾填埋场填埋处理，而不是在新建筑中循环利用。

以我国发达城市广州为例，目前对建筑废弃物的资源化利用率仅为12.5%，远远低于发达国家水平。

大量的建筑废弃物以填埋处理为主，不仅占用耕地资源，长期以往，还对周围生态环境造成严重伤害，影响了周边发展。

除此之外，建筑废弃物在外运填埋途中，还会产生尘土飞扬，对大气造成污染。

因此，建筑废弃物的处理已经成为一个亟需解决的问题，需要提供可持续的解决方案。

早期我国在利用废弃混凝土方面没有引起足够的重视，利用量较少，只有少部分用于路基填埋等低级要求的工程材料，而绝大部分没有作任何再生处理，直接买地填埋。

目前政策层面上，对于建筑垃圾管理有相应规定：早在1995年11月，全国人大就通过了《城市固体垃圾处理法》，该法明确要求“产生垃圾的建筑企业必须依法交纳垃圾处理费”；全国人大于2004年12月颁布了《固体废物污染环境防治法》，该法规定，建筑施工企业要及时清理和运输在施工过程中产生的建筑垃圾等固体废弃物，对废弃物的处置和利用须严格按照环保部门的相关规定执行；国家建设部于2005年4月颁布《城市建筑垃圾管理规定》，规定中要求，建筑垃圾处置实行“谁产生谁承担处置责任”的原则，明确要求要实行资源化、减量化和无害化利用。

广州市也颁布了《广州市建筑废弃物管理条例》，自2012年6月1日起施行。

通过法律法规的形式支持建筑业的建设单位、设计单位和施工单位在工程中优先采用建筑垃圾再生制品，为再生建筑垃圾制品的推广和再生技术的利用提供了政策上的支持。

这是从我国国情和现有技术条件出发，在现阶段采取的一种限制建筑垃圾大量产生和排放的有效措施。

近些年来，河北、上海等地区的一些建筑公司对建筑垃圾的回收利用作了一些有益的尝试。

河北工专新兴科技服务总公司成功开发一种“用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术”，该项技术是利用废旧建筑物在拆迁改造过程中产生的碎石、碎砖瓦和废钢渣等建筑垃圾为填料，利用重锤穷扩的方法制成头部扩大的钢筋混凝土短桩，为了扩大桩端面积和挤密地基土，釆用了配套的减隔振技术，该钢筋混凝土短桩单桩的竖向承载力设计值可达500KN以上。

据统计，该项技术的利用可节约基础投资20％左右，取得了巨大的经济效益。

2006年废弃物资源化国家工程中心在上海虹桥综合交通枢纽工程中开辟了国内建筑垃圾工程化应用的先河，他们将建筑垃圾通过一系列处理加工成符合相关标准的各级骨料回用于工程，为建筑垃圾规模化、工程化、资源化处理提供了有力的技术保障和良好的运营管理模式。

综上所述，一方面，目前建材工业原材料日益匮乏，但随着未来我国工程建设量仍将继续增加，仍将需要大量的天然骨料、掺合料资源。

当前由于砂石、掺合料原材料资源的短缺及其导致的原材料质量问题，已成为制约混凝土、建筑砂浆技术发展的瓶颈及危害建筑物安全的隐患；而另一方面，新建建筑工程会产生大量的建筑废弃物。

当前对建筑废弃物的不合理处置导致的环境问题、土地资源问题日益严峻，急需寻求合理的处理处置途径。

因此，如果将建筑废弃物资源化再生利用，变成再生骨料、再生掺合料应用于混凝土和建筑砂浆中，不仅能够实现可持续发展，最大限度的减轻由建筑废弃物造成的环境污染、资源能源的消耗、CO2排放等问题，还能够作为再生资源应用于建材产品，绿色环保、节约能源，提高了资源的利用率，复合国家经济发展战略与国际建材行业发展趋势，并能够产生巨大的经济效益。

2.2可行性分析（1）市场前景广阔建筑垃圾要经过破碎、分级和按一定比例相互配合后才能得到再生骨料，需要专门的机械设备和生产工艺。

因此单纯就生产成本而言，废弃混凝土再生骨料的成本会高于天然骨料混凝土。

但由于其可以节约用地，减少污染和保护环境，实现建筑资源的循环利用，其社会意义非常明显，是混凝土行业可持续发展的必然选择。

同时政府多次调整政策，鼓励在建筑新型材料领域大量使用废弃混凝土再生骨料，提高了废弃混凝土再生骨料的利用效率。

因此，废弃混凝土再生骨料具有广阔的市场前景。

（2）有良好的理论基础经过几十年的研究与发展，现在已经有较成熟的废弃混凝土再生骨料理论与应用经验。

研究废弃混凝土再生骨料的技术性问题，首先面临的就是废弃混凝土再生骨料的加工工艺问题。

目前有些国家对废混凝土的处理有各自的工艺流程，俄罗斯、德国、口本、荷兰、美国等均设计了不同的加工工艺，各有利弊;我国也有学者在综合研究了国外的成果后提出了适合我国国情的工艺流程，取长补短。

本项目采用废弃建筑垃圾等作为轻骨料、以此通过优化废弃混凝土再生骨料，所使用的都是较成熟的技术。

研究方法简单，结果可靠，便于生产与应用。

同时历经桥兴以往的大量研究试验与观察比较,实践证明废弃混凝土再生骨料在满足强度要求的基础上,改善混凝土的和易性,提高混凝土的后期强度，尤其是高强度等级混凝土效益更佳。

,以上的研究为废弃混凝土再生骨料施工技术研究打下良好的理论基础（3）经济上可行从经济角度来看，废弃混凝土再生骨料的应用节省了大量的垃圾清运费用和处理费用，虽然废弃混凝土再生骨料的生产成本较天然骨料要高，但其所增加的费用很容易由其它方面的效益所补偿，因此具有很好的经济价值、环保效益和社会效益。

项目研究经费与任务匹配，能够保证项目的顺利完成。

（4）项目团队的研究能力可保证本项目的顺利完成。

本项目的团队成员既有熟悉废弃混凝土再生骨料生产与应用的专家、教授和年轻博士等技术带头人，也有熟悉实验研究的工程技术人员和研究生的中坚力量，还有一批优秀的试验人员、管理人员和工作人员。

项目团队已经制定了完备的研究方案，也具备相应的实验条件。

因此，本项目团队有信心也有能力开展并完成研究工作，并取得预期成果。

研究目标通过本项目研究，以实现如下目标：1）优化全废弃混凝土再生骨料的制备工艺研究；2）全废弃混凝土再生骨料用于建筑抹灰砂浆研究；3）再生骨料混凝土配合比设计和专用外加剂研究；4）废弃混凝土再生技术全寿命经济评价研究。

3.2研究内容与研究方案（1）优化全废弃混凝土再生骨料的制备工艺研究废弃混凝土再生的制备工艺，主要分前期混凝土的处理、垃圾分离，再进行混凝土的破碎，然后对进行筛分得到不同粒径的废弃混凝土再生。

对不同来源、不同品质的10~31.5mm粒级再生粗骨料的性能进行表征和评价，并对其分类；而对于粒级小于5mm的再生细料，先把其球磨到一定比表面积的再生粉料，再对其性能进行表征、评价和分类，使得不同种类的建筑废弃物能够生产相适应的建材产品，保证产品质量。

（2）全废弃混凝土再生骨料用于建筑抹灰砂浆研究选用不同来源的建筑废弃物中粒径小于5mm的再生细料，研究中首先使用实验室球磨机将其磨细成一定比表面积的再生粉料，再将其作为掺合料替代粉煤灰应用于建筑抹灰砂浆之中。

同时对再生粉料的化学组成和物理性能进行分析，研究不同种类、不同掺量的再生粉料对建筑抹灰砂浆性能的影响。

（3）再生骨料混凝土配合比设计和专用外加剂研究首先通过对不同外加剂分别以不同的掺量进行复配得出多种复合外加剂，再进行初步的再生骨料混凝土试验，优选出几种复合外加剂，然后分别进行不同配合比的全再生骨料混凝土试验。

通过对混凝土的工作性能和力学性能对比分析，优选出一种能够改善全再生骨料混凝土性能的复合外加剂，并且研究出一个最合理的配合比设计。

（4）废弃混凝土再生技术全寿命经济评价研究对建筑废弃物资源化利用进行全生命周期经济评价，首先应该确定资源化利用目标和范围，明确前提条件。

资源化利用的目标和范围是对建筑废弃物处理后生成为建筑抹灰砂浆和废弃混凝土再生多孔砖。

其次对资源化利用清单进行分析，最后再对生命周期进行评价。

其中对资源化利用清单分析包括生产再生骨料和粉料的清单分析、再生混凝土和建筑砂浆生产过程清单分析、所要使用的水泥和粉煤灰等原材料的生产清单分析等方面。

分析了影响再生骨料混凝土多孔砖经济性的各种因素,提出再生混凝土多孔砖的经济社会效益分析不仅仅考虑可见的单一经济方面的影响,要考虑多方面综合因素,如建筑垃圾的处理费用、国家鼓励发展新型墙材的政策等。

3.3项目实施的组织形式本项目实施企业领导下的项目主管负责制，项目依托我们，以桥兴集团研究中心为基础，并与合作高校展开合作，搭建桥兴研究促生产、生产带动研究的良性平台。

项目的组织形式归纳为：单位统管、成果转化、研究团队组成及分工、自我完善。

（1）承担单位统管我们是一个资源集中、技术雄厚、管理先进、及高效运作的现代化企业。

项目团队接受企业主管部门的领导，定期向企业主管部门汇报科研、开发、产业转化、科技交流等各方面的工作，接受主管部门的检查和监督。