废弃混凝土的再生利用

废弃混凝土的再生利用

土木102 201041003941 巫雄神

摘要：混凝土作为人类最大用量的建筑材料，其理论与技术已日趋成熟。然而大量混凝土被应用的同时对人居环境和生态系统带来了负面影响，城市拆迁及工程改造也废弃了大量的混凝土，废弃混凝土的处理浪费了大量的土地资源，污染了环境。而针对这一弊端应运而生的再生混凝土目前被广泛用于地基加固、道路工程之中，对此论述废弃混凝土再利用的现状及其存在的一些问题。

关键词：再生混凝土；现状；特性；问题及对策

引言

随着建筑业的蓬勃发展，我国建筑材料的需求量急剧增加。目前，全世界混凝土的需求量约为28亿m3，而我国的混凝土年需求量达到13亿一14亿m3，占世界总量的45％。在混凝土原材料中，骨料占混凝土总量的75％左右，而骨料的来源主要是开山取石并将其加工成砂石料，或者挖取河道中的砂、卵石及砾石。这样，使自然环境遭到破坏，也严重影响了建筑业的可持续发展。生产混凝土需要消耗水泥和砂石，而生产水泥要排放大量的二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害气体和粉尘。据不完全统计，我国目前每年产生的建筑垃圾达到1亿t左右，长期积累的建筑废弃物高达数亿吨。废弃混凝土的来源广泛，数量也非常惊人。绝大部分废弃混凝土未经任何处理，有的露天堆放，有的填埋于地势低洼之处，造成严重的环境污染和资源浪费。将其运送到郊外掩埋，不仅要花费大量的运费，还会造成二次污染。如果将这些废弃混凝土收集加工后再生利用，不但可以节约天然资源，而且减少了环境污染，促进了社会经济的发展。

1 再生混凝土的利用现状

旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级成为粗细骨料（再生骨料），用以代替混凝土中部分砂石配制成的混凝土，称作再生骨料混凝土，亦称作再生混凝土。从再生混凝土的抗压强度上看，它完全可以满足工程建设的要求。再生混凝土目前广泛应用于道路建设中的路基、路面、路面砖和马牙砖等工程，在建筑工程中主要用于基础垫层、底板、台子、填充墙和非结构构件等抗压强度要求不是很高的部位。由于对再生混凝土的耐久性目前尚无突破性研究，因此它还没有被用于房屋结构中柱、梁、板等重要部位或构件。二次世界大战后，苏联、日本、德国等国重建家园时就注意到了废弃混凝土的问题并开始了再生混凝土的研究开发与利用。再生混凝土已成为发达国家共同研究的课题，有些国家还以立法的形式来保证和促进其研究的进行。随着我国政府对资源环境问题的重视，我国也已开始鼓励再生混凝土的研究与开发。发达国家普遍采用立法形式以保障对废弃混凝土的再生利用，国际上已召开

三次有关废弃混凝土再生利用的专题会议。欧洲一些国家在再生骨料应用方面开展的研究较早且制定了相应的“应用指南”，并修筑了一些工程。美国伊利诺伊州建筑材料回收委员会的William Turley 在报告中指出，每年有1×108t 废弃混凝土以再生骨料的形式被循环利用，占全部骨料总量的5% （美国每年骨料总用量超过20×108t）。再生骨料中约68%用于道路基层和基础，6%用于拌制新混凝土，9%用于拌制沥青混凝土，3%用于边坡防护，7%用于一般回填，其他应用为7%。日本在建筑垃圾再生利用研究方面起步早，做得也比较好。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处理建筑垃圾的再生利用工厂。目前，日本对建筑垃圾的再生利用率已达到70%左右。我国已经开始了建筑垃圾资源化利用的研究。虽然我国对再生混凝土的研究起步晚，还处在试验室阶段，但也取得了相应的成果。目前，国内数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究且工作已逐渐深入。为了解决再生骨料混凝土高吸水和高收缩的问题，研究人员系统研究了再生骨料的结构特性、水分迁移特性和再生混凝土界面过渡区微观结构，为采取合理有效措施解决这些问题奠定了基础。其他一些高校、科研院所已经开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发。长安大学、武汉科技大学、同济大学则开展了将水泥混凝土废弃物用于道路工程基层、面层、土基及防护工程的研究，并在河南、湖北等地的旧路改造中进行了现场实验研究，此外在同济大学校内用水泥混凝土废弃物加工料建设了一条道路。

2再生混凝土的特性

再生骨料混凝土是将旧建筑物上拆除下来的废弃混凝土块破碎、清洗和分级后，按一定比例相互配合后形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土⋯。再生混凝土的特性与再生骨料的加工工艺、基体混凝土的强度、配合比及替代率等因素密切相关。与天然骨料混凝土相比，再生混凝土具有下列特性：

(1)在用水量相同的情况下，再生混凝土的坍落度减小，流动性变差。主要原因是再生骨料表面粗糙，吸水率大，使得再生混凝土的流动性变差，坍落度减小。同时，由于骨料表面粗糙，增大了再生混凝土拌合物的摩擦阻力，使再生混凝土的保水性和粘聚性增强。

(2)由于孔隙率及渗透性较高，再生混凝土的抗硫酸盐和酸侵蚀性与天然骨料混凝土相比稍差。可以掺加粉煤灰来减少硫酸盐的渗透，提高再生混凝土的抗侵蚀性。(3)再生混凝土的干缩性和徐变比普通混凝土增加40％一80％

【2J。干缩性的增大值取决于基体混凝土的性能、再生骨料的品质及混凝土配合比。粘附再生骨料颗粒的水泥浆含量越高，再生混凝土的干缩率越大。

(4)再生混凝土的弹性模量低，为普通混凝土的70％一80％。其原因可能是再生骨料混凝土的骨料中有大量的旧砂浆附着，导致其弹性模量低，变形大。可以加入塑化剂，改善其变形性能，提高弹性模量。

3 废弃混凝土回收利用存在的问题及对策

废弃混凝土回收利用可节约混凝土原材料中大量的砂石骨料，减少废弃物堆放场地，减轻对环境的破坏，具有重大的经济价值和社会价值。然而再生混凝土虽然有这么多优势，但在推广中却遇到了如下几方面困难。

3.1 再生混凝土价格偏高

目前废弃混凝土的回收一般经过拆除、运输、破碎、筛分、冲洗、送至混凝土拌和厂等程序，采用就地破碎筛洗对于城市一般工程不太实际，因此再生骨料一般比普通骨料价格偏高。有人进行过测算，再生混凝土的综合效益远远超过传统混凝土。如上海市按规定对10 万m3 废弃混凝土进行处置的费用为1485 万元，如果将其加工成再生混凝土骨料，只需800 万元左右（80 元/ m3）。如果将一部分处置费补贴给混凝土生产商，则再生骨料混凝土价格肯定比传统混凝土价格低。即使不计算再生混凝土的环境效益，单就回收建筑垃圾而言，也能节省一半处置费用。只要将节省下的费用部分补贴给再生混凝土生产厂商，就能使其价格降到传统混凝土之下，从而轻易破除价格之瓶颈。

3.2 再生混凝土没有技术标准

作为刚走向市场的新材料，再生混凝土推广的第二个难关就是相关技术的标准目前尚未确定。没有技术标准，就无法确保在大量生产应用中的质量稳定，再生混凝土就很难被大多数建筑承包商所接受。目前国内这些领域的标准还几乎是一片空白。这就要求有关政府职能部门能为再生建材的推广开展技术攻关，建立相应的技术标准。

3.3 集中建立再生混凝土生产基地有条件的城市可建立再生骨料生产厂和利用再生骨料的混凝土搅拌站或预制品加工厂，以充分利用废弃混凝土。结合城市规划，厂址选在废弃混凝土存放处附近，这样不但节约土地，而且材料来源丰富，更便于就地取材。也可将粉碎———搅拌一体机直接安放在房屋拆除现场，当场回收、利用废弃混凝土，将其变成再生混凝土并随即用于新建工程上，这样可进一步降低成本。

3.4 加强再生混凝土立法加强立法，利用经济杠杆的调节作用制定再生骨料推广应用的强制性措施。发达国家普遍采用立法形式来保障废弃混凝土的再生利用，国际上已召开三次有关废弃混凝土再生利用的专题会议。欧洲一些国家在再生骨料应用方面开展的研究较早并制定了相应的“应用指南”，也修筑了一些工程。他们的成功经验可以借鉴。政府在政策上要对再生骨料的回收利用给以扶持，把再生骨料的回收利用作为一个新的产业。

结语再生骨料的应用，一方面可以解决大量混凝土废弃物的处理困难和由其引发的对环境的负面影响等，同时可以节省大量的垃圾清运和处理费用。另一方面再生骨料替代天然骨料应用于混凝土工程中，可以减少对天然砂石的开采，保护天然骨料资源，节省天然骨料开采消耗的能源和费用，减少废弃混凝土对环境的污染。可持续发展是我国经济和社会发展的重大战略。国