废弃混凝土回收利用现状及前景展望

广东水利电力职业技术学院学报第６卷废弃混凝土回收利用现状及前景展望

钟汉华，罗岚，刘能胜，向亚卿

（湖北水利水电职业技术学院，湖北武汉４３００７０）

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；回收；现状；问题中图分类号：Ｘ７９９．１／ＴＵ５２８．０９

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－２８４１（２００８）０１－００６６－０３

广东水利电力职业技术学院学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖｏｌ．６Ｎｏ．１Ｍａｒ．２００８

第６卷第１期２００８年３月

前言

目前，我国经济飞速发展，城市公用与民用建筑、市政设施正大量进行更新、改造。在建设过程中，大量旧建筑物被拆除，从而产生大量的建筑垃圾（主要包括废弃混凝土块、碎砖块等），目前我国建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的３０～４０％。根据有关资料，经过对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑施工材料损耗的粗略估计，每万ｍ２建筑的施工过程中，仅建筑废渣就会产生５００～６００ｔ。据此测算，我国每年仅施工建设所产生和排出的建筑废渣就有４０００万ｔ。这些垃圾影响了城市生活环境，造成了环境污染。把它们运送到郊外进行掩埋，碱性的废渣会令大片土壤“失活”。此举不仅要花费大量的运费，而且会给城市郊区造成二次污染。其次，堆放掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源。

全世界每年约使用２８亿ｍ３混凝土，而我国混凝土年

产量就占了世界总量的约４５％（约１３亿ｍ３

）。为此据统计

我国一年就要开采５０亿ｔ粘土、石灰石等原材料用于生产水泥和混凝土，且烧制１ｔ水泥熟料还需燃烧标准煤１７８ｋｇ左右，如此消耗了大量的自然资源和能源。

随着城市的不断发展，一方面建筑垃圾所带来的环境问题越来越严重，另一方面不断使用混凝土原材料———粘土、石料、砂、煤炭等耗用了大量的矿产资源从而影响了环境。因此废旧混凝土的回收利用，是节约能源与资源、保护人类生存环境、走可持续发展道路的重要课题，应引起高度重视。

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ＷｉｌｌｉａｍＴｕｒｌｅｙ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

收稿日期：２００７－０９－２０

作者简介：钟汉华，副教授，高级工程师，主要从事水利水电工程施工方面的教学与研究工作。

６６

第１期

国对再生混凝土的研究起步比较晚，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再生混凝土的基本性能

再生混凝土以粉碎后的废弃混凝土作为骨料。再生骨料与天然骨料相比强度低、吸水率大、表面粗糙率大，所以再生混凝土和天然骨料混凝土的基本性能有所不同。２．１抗压强度

相关试验表明：与天然骨料混凝土相比，同一水灰比的再生骨料混凝土的２８ｄ抗压强度约低１５％，但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。再生混凝土的强度和所使用的废弃混凝土的强度有着紧密的联系。在同一水灰比条件下，再生骨料强度越高再生混凝土的强度也就越高。从一般建筑物拆除下的废弃混凝土强度在Ｃ２０左右，在水灰比为０．６并用再生骨料完全取代天然骨料时，其２８ｄ的抗压强度可达到２３．５ＭＰａ，完全符合普通混凝土的强度要求。２．２抗拉强度

再生混凝土的抗拉强度和它的抗压强度一样，随着龄期的增长而增长，而且再生混凝土的抗拉强度与天然骨料混凝土抗拉强度的差也随着龄期的增长而增大，到２８ｄ龄期后才基本不变。但是如果在再生混凝土中掺加微细硅粉和高效减水剂则能明显提高其抗拉强度，尤其在２８ｄ龄期以后最为明显。

２．３工作性

再生骨料比天然骨料吸水率大、空隙多、表面粗糙度高、用浆量多。有关研究成果表明，在相同水灰比条件下，再生混凝土中再生骨料所取代的比例越高其坍落度就越小。同时，骨料表面粗糙，增大了拌和物在拌和与浇筑时的摩擦力。

２．４干缩性

由于再生混凝土使用的是吸水率大、空隙率高的再生骨料，因此它的干缩性比天然骨料混凝土要大，且其干缩的程度和干缩持续时间随着再生骨料取代比例的增大而增大和加长。在再生骨料取代比例达到５０％以上时，其干缩时间持续较长，但在５０ｄ龄期后干缩速率十分缓慢，干缩的增量也较小。

２．５用水量

由于再生骨料内部缺陷多、吸水率大、表面较粗糙，因此配合比中的砂率一般较高且随着再生骨料所取代比例的提高而增长。由于砂率较高，因此达到相同坍落度时比天然骨料混凝土用水要多，难以达到坍落性能良好。

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。

钟汉华等：废弃混凝土回收利用现状及前景展望

６７