关于废弃混凝土的处理及再利用

再生混凝土技术及发展前景
勘查0901
1803090124
张长江
再生混凝土技术及发展前景
摘要：本文以混凝土再生技术为例介绍了国内外建筑废弃物再生利用的研究现状,探讨了再生混凝土技术研究中存在的问题,论述了废弃混凝土再生利用技术的发展前景。

引言
混凝土材料是人类文明建设中不可缺少的物质基础。

随着人类文明的不断前进，混凝土材料的人均消费量越来越大，与此同时产生的环境问题也越来越显著。

根据欧洲水泥协会统计资料，1990年全世界水泥总产量约为1000万t；到了1998年，全世界混凝土的生产量发展到64亿m³；可见水泥混凝土工业不仅能源与资源消耗巨大，而且排出大量的二氧化碳和一氧化氮，污染环境。

再生骨料生产流程图再生混凝土的问世
对于建筑垃圾引发的诸多问题，
世界各国的建设、环保部门提出了建
筑垃圾再生利用的思考，引起国内外
学者的普遍关注。

其实，建筑垃圾中
的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，
大多是可以作为再生资源回收利用
的，如：废弃混凝土、废砖瓦、废钢
铁等。

将大批量废弃建筑垃圾重新作
为建筑原料，经过一系列的特殊工艺
处理后重新用到建设中去，这种再利
用不仅有利于储存天然资源，而且能
够解决日益增长的垃圾处理危机，具
有显著的社会效益、经济效益和环保
效益，对城市的可持续发展具有非常
深远的意义。

将废弃混凝土土块经破碎、清洗、
分级和按一定比例配合后得到的“再
生骨料”作为部分或全部骨料代替天
然骨料配制混凝土即为再生混凝土
（也称再生骨料混凝土，Recycled Aggregate Concrete，RAC）。

将废弃混凝土破碎作为再生骨料既能解决天然骨料资源紧缺的问题，保护骨料产地的生态环境，
又能解决城市废弃物的堆放、占地和环境污染等问题，实现混凝土生产过程中的物质循环利用，保证建筑工业的可持续发展，这是未来的发展方向。

各国对再生混凝土的研究
(一)日本，是一个面积小、资源相对匮乏的岛国，它在建筑垃圾再利用研究方面起步早，做的也比好的。

制定了《再生资源法》、《再生骨料和再生混凝土使用规范》为建筑垃圾的资源化利用提供法律和制度的保障。

推动建筑副产品的再利用，并相继在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用的工厂。

日本已经对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、耐久性、耐冻性等性质做了系统的研究。

目前，日本对建筑垃圾的再生利用率已达到90％左右了。

(二)美国政府制定了《超级基金法》规定：“任何生产有工业废弃物的企业，必须自行妥善处理，不得擅自随意倾卸。

”美国不但鼓励再生混凝土的利用，而且还对再生混凝土的性能做了系统性的研究和试验。

(三)欧洲各国，如丹麦、荷兰等一些石料紧缺、依赖进口天然骨料的国家，十分重视建筑废料的再生利用。

丹麦的建筑废料回收利用率达67．2％。

荷兰建筑废料计划回收率高达90％(约1400万t)。

德国目前将再生混凝土主要应用于公路路面。

德国制定了“在混凝土中使用再生骨料的应用指南”，要求采用再生骨料配制的混凝土必须完全符合天然骨料混凝土的国家标准。

法国利用碎混凝土块和碎砖生产砖石混凝土砌块。

(四)长期以来，废弃混凝土的回收利用问题一直都是国内外关于建筑垃圾回收利用研究的焦点。

随着经济的发展，混凝土生产需要大量的砂石骨料．而随着对天然砂石的不断开采，为取得这些原材料，需要开山和挖取河床，破坏自然景观，改变河床位置和形状，造成水土流失或河床改道等严重后果，对生态环境的破坏十分严重。

党和政府十分重视节能减排和环境保护，国务院印发了《节能减排综合性工作方案》和《中国关于应对气候变化国家方案》，提出“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右；主要污染物排放总量减少10％的约束性指标。

我们应凭着3R（Reduce、Reuse、Recycle）的原则，从建设中来再回到建设中去，长期稳定地确保城市的可持续发展。

我国对再生骨料混凝土的研究较晚，但也取得可一定的成果。

再生骨料的性能
1.再生骨料的密度
总体来说，再生骨料的密度比原生石块的密度低；再生粗骨料的密度为2300~2500kg/m³，而原生骨料的密度为2600~2700kg/m³；再生细骨料的密度更低，为2150~2350kg/m³，这是由于再生细骨料表面的水泥浆的含量比再生粗骨料表面水泥浆含量要高。

2.吸水率
再生骨料的吸水率（最大吸水率为4.9%）要远远高于原生骨料的吸水率（0.5%~2.5%）。

再生骨料的吸水率可高达12%。

密度越低，吸水率越高。

由于吸水率的这些值过高，和原生骨料相比，再生骨料的饱和时间会比较长。

一般在使用再生混凝土前，应使其充分湿润，并进行2~3h的排水：这样，很可能就能生产出饱和面干骨料。

3.污染物质
如何清除污染物质是面临的最重大难题。

有很多种物质可以污染再生骨料，有必要及时清除它们。

石膏在老建筑里是作为底层砂浆使用的，对于原始骨料来说，以三氧化硫形式存在的硫酸盐含量不能高于0.2%，因此硫酸盐可能会和混凝土中的C-A-H和C-S-H发生反应，生成钙矾石或者硫酸硅钙，这会引起局部体积增大从而产生破坏作用。

再生骨料还有其他的污染物质，包括纸张、木材、沥青、玻璃、铝等。

但是这些物质引起的损害仅限于强度的损失，所以，高质量混凝土中不一定不能含有受到这些物质污染的骨料，而对于质量要求不高的混凝土或基础时仍然可以使用。

下列表格是综合考虑再生混凝土的性能包括密度、吸水率及污染物质
新拌再生混凝土
同等体积下，再生粗骨料所需的拌合水量要比原生骨料多5%。

当再生骨料也含有细粉时，此值可高达15%，这是由于骨料和再生粗骨料周围的水泥浆体的质地比较粗糙，使用减水剂和矿物外加剂可以克服这些问题。

再生混凝土研究中存在的主要问题
今年来，国内外再生混凝土技术的研究与开发得到很大发展。

然而，目前再生混凝土的研究还主要停留在材料性能上，有关其结构性能的研究较少。

（1）再生混凝土的配合比设计方法还须进一步的研究。

（2）关于再生混凝土的耐久性能、抗火性能等的研究至今仍较为薄弱，这些方面的研究有待进一步的展开。

（3）关于再生混凝土结构构件的承载能力（抗弯、抗剪、抗冲切及抗震等）及变形性能（挠度及开裂等）的研究和设计方法也有待进一步的研究。

（4）再生混凝土结构耐久性及设计有待进一步研究，这是再生混凝土运用于结构所必须解决的关键环节之一。

再生混凝土的发展趋势预测
（1）再生混凝土高性能化
美国、日本和欧洲等发达国家和地区对建筑废物尤其是废混凝土等的再生循环利用研究开展得较早，目前废混凝土的再生利用率均在90%以上。

而我国目前建筑废物资源化再生循环利用步伐缓慢，综合高效利用率尚不足5%。

为此，将再生混凝土粗集料应用于商品混凝土，开发商再生混凝土，可极大地推广再生混凝土在工程中的应用，提高废混凝土作为一种资源循环再生利用的效率。

随着高性能再生混凝土技术的发展，再生混凝土的各项性能可得到大幅度改善，可研制C60以上的高性能再生混凝土。

（2）再生混凝土组合结构
由于再生混凝土的力学性能、耐久性能、变形性能等性能低于普通混凝土，使得再生混凝土结构性能较普通混凝土结构有不同程度的降低，
这成了再生混凝土在结构工程中应用的最大障碍。

众所周知，组合结构
能使钢材和混凝土两种不同性质的材料扬长避短，各自发挥其特长，具
有一系列的优点。

如果将再生混凝土应用于组合结构中，既可以使结构
具有组合结构的优点，弥补再生混凝土的不足，又具有重要的生态意
义。

因而，这将为再生混凝土应用于结构工程提供广阔的前景，实现
对废混凝土的最有效的利用，但还有许多工作需要进一步展开。

参考文献：[1-1] 《再生混凝土》肖建庄著
[1-2] 《再生混凝土性能与应用技术》李秋义全洪珠著
[1-3] 《再生混凝土技术》刘数华冷发光著
[1-4]《混凝土新技术》刘数华冷发光李丽华著。