再生混凝土利用現(xiàn)狀研究

沈　驊

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，社會(huì)對混凝土的需求量迅速增加。作為混凝土重要原材料的粗細(xì)骨料出現(xiàn)了明顯不足，因此將數(shù)量龐大的廢舊混凝土進(jìn)行合理的回收利用，這樣既解決了天然原生粗細(xì)骨料缺少的問題，又節(jié)省了廢舊混凝土處理費(fèi)用，并有利于環(huán)境保護(hù)，對獲得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益起到了不可低估的作用。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；粗細(xì)骨料；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）05-0152-02

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，作為城市化最主要的物質(zhì)基礎(chǔ)——混凝土的需求量也在迅速增加。目前，全世界混凝土的年生產(chǎn)量約28×108m3，中國混凝土的年產(chǎn)量占世界總量的45% ，已達(dá)13×108～14×108m3。在這些混凝土原材料中，粗細(xì)骨料約占混凝土總量的四分之三。據(jù)此推算：全世界每年需要粗細(xì)骨料約21×108m3，而我國建筑行業(yè)正在蓬勃地發(fā)展，對于粗細(xì)骨料的需求量很大，我國對粗細(xì)骨料的需求約占全世界需求量的一半，而且隨著發(fā)展，將來還將越來越多。對于這么大的消耗量，這個(gè)地球的天然原生粗細(xì)骨料將殆盡，因此從資源合理開發(fā)使用及可持續(xù)發(fā)展的角度，尋求原生集料的替代品非常重要。

與混凝土粗細(xì)骨料的巨大需求量相對應(yīng)是數(shù)量龐大的廢舊混凝土。世界上每年拆除的廢舊混凝土、新建建筑產(chǎn)生的廢棄混凝土以及混凝土工廠、預(yù)制構(gòu)件廠的廢舊混凝土的數(shù)量是驚人的。2006年年4月在廈門召開的“建筑垃圾綜合利用與新技術(shù)推廣研討交流會(huì)”上有最新資料顯示我國每年因拆出建筑產(chǎn)生的固體廢棄物2億噸以上，新建建筑產(chǎn)生的固體廢棄物大約1億噸，兩項(xiàng)合計(jì)約3億噸。然而，對于這些廢舊混凝土的處理方法目前顯然不多，傳統(tǒng)的處理方法主要是運(yùn)往郊外露天堆放或填埋。這種方法產(chǎn)生的巨大處理費(fèi)用和由此引發(fā)的環(huán)境問題十分突出。廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它們合理地回收利用，生產(chǎn)再生混凝土用到新的建筑物上，不僅能降低成本，節(jié)省天然資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕廢棄混凝土對環(huán)境的污染，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。因此，如何充分、高效、經(jīng)濟(jì)的利用建筑垃圾，特別是廢棄混凝土已經(jīng)成為許多國家共同研究的一個(gè)課題。

再生骨料是將廢棄混凝土經(jīng)過破碎、清洗、分級和按一定比例相互配合后得到的骨料。而利用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土，稱為再生骨料混凝土，簡稱再生混凝土。再生骨料按尺寸大小可分為再生粗骨料、再生細(xì)骨料；按來源可分為道路再生骨料、建筑再生骨料；按用途可分為混凝土再生骨料、砂漿再生骨料、砌塊再生骨料。通過再生骨料混凝土技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對廢棄混凝土的再加工，使其恢復(fù)原有的性能，形成新的建材產(chǎn)品，從而既能使有限的資源得以再利用，又解決了部分環(huán)保問題。這是發(fā)展綠色混凝土，實(shí)現(xiàn)建筑資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要措施之一，為將來子孫后代留下寶貴的財(cái)富。

一、發(fā)達(dá)資本主義國家對再生混凝土的利用現(xiàn)狀

美國、日本和歐洲等發(fā)達(dá)國家對廢棄混凝土的再利用研究得較早，第二次世界大戰(zhàn)后，德國、日本等國對廢棄混凝土進(jìn)行了開發(fā)研究和再生利用，已經(jīng)召開過三次有關(guān)廢混凝土再利用的專題國際會(huì)議，提出混凝土必須綠色化?；炷恋睦靡殉蔀榘l(fā)達(dá)國家所共同研究的課題，有些國家還采用立法形式來保證專項(xiàng)研究和應(yīng)用的發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大量運(yùn)用到實(shí)際工程中。

（一）日本

日本由于國土面積小，資源相對匱乏，因此將建筑垃圾視為建筑副產(chǎn)品，日本非常重視將廢棄混凝土作為可再生資源而重新開發(fā)利用。早在1977年日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠，并制定了多項(xiàng)法規(guī)來保證再生混凝土的發(fā)展。此外，日本還對再生混凝土的吸水性、強(qiáng)度、配合比、收縮、耐凍性等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

（二）美國

美國政府制定的《超基金法》給再生混凝土的發(fā)展提供了法律保障。美國除鼓勵(lì)應(yīng)用再生混凝土外，還對其性能進(jìn)行了研究。如根據(jù)密歇根州的兩條用再生混凝土鋪筑的公路進(jìn)行了再生骨料混凝土干縮性能的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明再生骨料混凝土的收縮率大于天然骨料混凝土。美國的公司采用微波技術(shù)，做出回收的再生瀝青混凝土路面，其質(zhì)量與新拌瀝青混凝土路面料相同，而成本降低了1/3，同時(shí)節(jié)約了垃圾清運(yùn)和處理等費(fèi)用，大大減輕了城市的環(huán)境污染。

（三）歐洲各國

歐洲國家如德國目前將再生混凝土主要用于公路路面。德國鋼筋委員會(huì)1998年8月提出“在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南”，要求采用再生骨料配制的混凝土必須完全符合天然骨料混凝土的國家標(biāo)準(zhǔn)；奧地利的有關(guān)試驗(yàn)表明，采用50%的再生骨料配制的混凝土，其強(qiáng)度值可達(dá)到奧地利標(biāo)準(zhǔn)，而且發(fā)現(xiàn)再生骨料混凝土的彈性模量降低；法國還利用碎混凝土和碎磚塊生產(chǎn)了磚石混凝土砌塊，所獲得的混凝土砌塊已被測定，符合與磚石混凝土材料有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

二、我國對再生混凝土的利用現(xiàn)狀

中國雖然在短期內(nèi)混凝土的原材料危機(jī)不會(huì)突現(xiàn)，但是將來我國肯定也會(huì)面對原材料短缺的問題，而且我國建筑業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一些發(fā)達(dá)國家，同時(shí)對再生混凝土的開（轉(zhuǎn)上頁）（接下頁）發(fā)研究晚于工業(yè)發(fā)達(dá)國家，因此我國政府也鼓勵(lì)廢棄物的研究和應(yīng)用，同時(shí)國內(nèi)的一些專家學(xué)者在這方面進(jìn)行已加緊對再生混凝土的研究利用進(jìn)行立項(xiàng)研究。像上海市建筑構(gòu)件制品公司利用建筑工地爆破拆除的基坑支護(hù)等廢棄混凝土制作混凝土空心砌塊，其產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全符合上海的混凝土小型空心砌塊工程規(guī)范。將廢棄混凝土破碎或粉碎后的碎塊用作新拌混凝土的骨料，在一些改建或重建工程項(xiàng)目中也有所應(yīng)用。

我國再生混凝土不僅運(yùn)用到建筑業(yè)，而且很多再生混凝土運(yùn)用在在交通行業(yè)中，當(dāng)混凝土道路的混凝土路面到達(dá)其使用年限，或者重物碾壓等原因破損，則需要修補(bǔ)或者重建時(shí)，現(xiàn)在的一般做法是破除并廢棄舊的水泥混凝土面層，修補(bǔ)基層后，重新進(jìn)行鋪筑。目前，在我國水泥混凝土路面再生技術(shù)中主要應(yīng)用的是現(xiàn)場再生技術(shù)，即破碎或粉碎現(xiàn)有路面，然后將破碎或粉碎后的路面用作新路面結(jié)構(gòu)中的基層或底基層，這一種做法在我國公路養(yǎng)護(hù)維修中普遍采用。例如，合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作為新拌混凝土的集料來澆注混凝土路面。合肥至南京的高速公路，路面為水泥混凝土，于1991年建成通車，隨著交通量的增長、使用年限的增加，路面出現(xiàn)了不同類型的病害，每年路面維修工程量很大，每年維修產(chǎn)生大量的舊混凝土。為此，在養(yǎng)護(hù)維修過程中，根據(jù)高速公路快速通行的特點(diǎn)，采用再生混凝土骨料，并加入早強(qiáng)劑，達(dá)到快速通行的目的。施工前測試了再生混凝土骨料的表觀密度、吸水率、壓碎值、堅(jiān)固性和沖擊值，并且充分注意了集料的最大粒徑和級配。用再生混凝土骨料代替天然集料，再生混凝土骨料的利用率可以達(dá)到80% ，每年還可以節(jié)約大量骨料的運(yùn)輸費(fèi)用。同時(shí)，節(jié)省了廢棄的混凝土占用的土地費(fèi)用。這樣既節(jié)省了大量的養(yǎng)護(hù)資金，又有利于環(huán)境保護(hù)，獲得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

總體而言，雖然再生集料的部分性能不如天然集料，利用再生集料研制和生產(chǎn)的混凝土構(gòu)件性能也比天然集料的差。但若通過摻加外加劑，則可以大大改善再生混凝土的性能，只要選擇合適的外加劑，再生混凝土的利用就可以十分廣泛，而且利用廢棄混凝土做集料來生產(chǎn)再生混凝土，對資源循環(huán)利用、凈化環(huán)境、造福子孫后代具有重要意義。因此，這就需要政府加強(qiáng)宣傳力度，出臺(tái)一些強(qiáng)制措施限制廢棄混凝土的排放，建立相應(yīng)的廢棄物加工廠。同時(shí)，政府應(yīng)當(dāng)在財(cái)力和政策上予以支持，并制定有關(guān)再生混凝土的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)再生混凝土這一新型建筑材料的發(fā)展，促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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作者簡介：沈驊，男，就讀于浙江工業(yè)大學(xué)，研究方向：建筑材料。