淺談廢棄混凝土的再利用

胡奇峰 李鵬飛 徐永峰 蔡 亮

（1.康?？h交通運(yùn)輸局，張家口6650；2.河北建筑工程學(xué)院，張家口075024；3.秦皇島市三信建筑安裝工程有限公司，秦皇島066000）

1 前 言

近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的飛速發(fā)展帶來(lái)建筑業(yè)的迅速發(fā)展，大量的建筑物需要拆除、重新設(shè)計(jì)、規(guī)劃及建造.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攪拌站、混凝土檢測(cè)中心等排放大量廢棄混凝土.據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年產(chǎn)生的和建筑領(lǐng)域相關(guān)的廢棄物在l億t左右，預(yù)計(jì)到2020年超過(guò)6億t，但是回收利用率較低，主要以堆積填埋為主.同時(shí)在我國(guó)建材行業(yè)也面臨無(wú)序開(kāi)采、資源匱乏等矛盾.因此充分利用廢棄混凝土不僅有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)可以減少對(duì)礦物資源的消耗和依賴.

日本政府早在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，1996年10月制訂了“再生資源法”，并相繼在各地建立了處理建筑垃圾的再生利用工廠.美國(guó)政府制定了《超級(jí)基金法》，規(guī)定：“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè)，必須自行妥善處理，不得擅自隨意傾倒.”我國(guó)政府應(yīng)加大環(huán)保查處力度，制定限制政策，為建筑垃圾的資源化利用提供法律和制度的保障.例如，企業(yè)對(duì)廢棄混凝土未經(jīng)處理利用，可根據(jù)法律法規(guī)給予處置、罰款.政府還應(yīng)立法提供相應(yīng)合理的稅收政策和補(bǔ)貼政策，采用免稅或者補(bǔ)貼的辦法，通過(guò)利益驅(qū)動(dòng)，鼓勵(lì)建筑企業(yè)對(duì)廢棄混凝土的再利用.

2 我國(guó)廢棄混凝土再生利用的主要途徑

2.1 基礎(chǔ)和道路墊層

目前，我國(guó)最常見(jiàn)的再利用方法是將廢棄混凝土破碎后作為建筑物基礎(chǔ)墊層或者道路基層.再生利用時(shí)，廢棄混凝土再生骨料自身已經(jīng)具備了基本性能，只要使用普通鱷式粉碎機(jī)進(jìn)行軋制，超限的粒徑篩出后重新加工，這樣就可以得到符合要求的再生骨料，操作簡(jiǎn)單，備料方便，經(jīng)濟(jì)效果顯著.

2.2 新型墻體材料

我們可以將廢棄混凝土破碎后生產(chǎn)混凝土砌塊磚、鋪道磚、花格磚等建材制品，也可以制作混凝土空心砌塊.進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)性能和物理性能的研究，通過(guò)試驗(yàn)研究再生骨料的含量、外加劑摻人量和空心砌塊形狀的設(shè)計(jì)對(duì)混凝土空心砌塊物理力學(xué)性能的影響，并與天然混凝土進(jìn)行對(duì)比，尋找能作為墻體材料的合理配合比和空心砌塊的體型.進(jìn)而進(jìn)行再生混凝土空心砌塊砌筑的砌體柱的抗壓試驗(yàn)，對(duì)比分析《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的抗壓計(jì)算公式，對(duì)再生混凝土空心砌塊砌體柱的抗壓適用性，為進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)再生混凝土空心砌塊提供試驗(yàn)依據(jù).

2.3 再生混凝土

再生混凝土又叫再生骨料混凝土，是指將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)清洗、破碎、篩分和按一定比例與級(jí)配混合，形成“循環(huán)再生骨料”，部分或者全部代替砂石等天然骨料配制成的再生骨料混凝土，用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中.

3 廢棄混凝土再利用的可行性

將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)裂解、清晰、破碎、篩分、分級(jí)后，按照一定比例混合形成的骨料稱為再生骨料，而把利用再生骨料作為部分或全部替代天然骨料被指的混凝土稱為再生骨料混凝土，簡(jiǎn)稱再生混凝土.再生混凝土的利用要解決好兩個(gè)問(wèn)題：一是，一套經(jīng)濟(jì)適用的加工方法；二是，再生混凝土的強(qiáng)度.

3.1 方法上的可行性

把舊水泥混凝土從現(xiàn)場(chǎng)拆除，適當(dāng)調(diào)整移動(dòng)破碎機(jī)械的工作性能，可以制出符合道路要求級(jí)配的粗集料.由于常用普通混凝土的標(biāo)號(hào)不高，硬度小于巖石的硬度，這種破碎對(duì)機(jī)械的要求也相對(duì)較低.此外，近來(lái)國(guó)內(nèi)也自主研發(fā)了適用于混凝土破碎的專用機(jī)械.現(xiàn)場(chǎng)破碎、現(xiàn)場(chǎng)拌制、現(xiàn)場(chǎng)施工.

3.2 性質(zhì)上的可行性

由于再生骨料性能如堆積密度、吸水率、壓碎值指標(biāo)等不同于天然骨料，使得再生骨料混凝土性能與天然骨料混凝土性能也有明顯的差異.眾多的研究表明，一再生骨料部分或全部替代天然骨料混凝土生產(chǎn)再生骨料混凝土，其抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量隨再生骨料替代率的提高和水灰比的增大而降低，收縮性會(huì)隨著骨料替代率的提高而快速增大，各項(xiàng)耐久性指標(biāo)略低于天然骨料混凝土.根據(jù)目前研究學(xué)者對(duì)再生混凝土的性能分析以及大量的實(shí)驗(yàn)表明：

（1）采取合適的級(jí)配，可以滿足道路的技術(shù)要求.

（2）再生粗集料表觀密度、針片狀含量、壓碎值、堿集料反應(yīng)等指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，空隙率、吸水性、磨耗值等稍超出規(guī)范要求.因此，再生混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮再生粗集料特征，合理選用砂率、適當(dāng)使用減水劑以保證混凝土的和易性、耐久性.

（3）力學(xué)性質(zhì)：再生混凝土具有較高的抗彎拉強(qiáng)度，再生混凝土變形能力優(yōu)于普通混凝土.

（4）耐久性：再生混凝土抗凍性與普通混凝土差別不大，干縮性再生混凝土偏高，磨耗值比普通混凝土要高，并且隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，二者磨損量相差不大.

（5）疲勞方面：再生混凝土的疲勞規(guī)律與普通混凝土相似.在近十多年中，再生混凝土的應(yīng)用已引起許多國(guó)家的重視，有些國(guó)家還采用立法形式來(lái)保證此項(xiàng)研究和應(yīng)用的發(fā)展，世界可持續(xù)發(fā)展機(jī)構(gòu)（SRL）正在為再生混凝土提供環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)內(nèi)外對(duì)再生混凝土基本特性的研究成果已表明再生混凝土基本能滿足普通混凝土的性能要求，其應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)是可行的，但對(duì)再生混凝土應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性尚存疑慮，因此，對(duì)再生混凝土的應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的意義就顯得尤為重要.

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

同濟(jì)大學(xué)肖建莊博士認(rèn)為，再生混凝土的綜合效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)混凝土：按規(guī)定105立方米廢棄混凝土額處理費(fèi)為1485萬(wàn)元，如果將其加工成再生混凝土，只需800萬(wàn)元左右，節(jié)省大約一般的費(fèi)用.再生混凝土的應(yīng)用，節(jié)省了天然骨料的費(fèi)用以及骨料運(yùn)費(fèi).再生骨料成本l5元／噸，每噸廢棄混凝土可產(chǎn)出0.7噸以上再生骨料.較之天然骨料30-40元／噸的價(jià)格和昂貴的運(yùn)費(fèi)經(jīng)濟(jì)效益顯而易見(jiàn).

5 環(huán)境效益分析

一方面解決了大量混凝土廢棄物處理困難和由其引發(fā)的對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等問(wèn)題，同時(shí)又節(jié)省了大量的垃圾清運(yùn)費(fèi)用和處理費(fèi)用；另一方面還可以減少對(duì)天然砂石的開(kāi)采.保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展.雖然再生骨料的生產(chǎn)成本較天然骨料要高，但其成本所增加的費(fèi)用很容易被其它方面的效益所補(bǔ)償.因此，再生骨料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析不能簡(jiǎn)單地用其生產(chǎn)成本等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)衡量，也就是說(shuō)，再生骨料的經(jīng)濟(jì)分析必須綜合考慮其生產(chǎn)成本和它所產(chǎn)生的社會(huì)效益、環(huán)保效益，算大帳.

6 結(jié) 語(yǔ)

城市建設(shè)中，廢棄混凝土的再生利用，不僅節(jié)省了大量的清理運(yùn)費(fèi)，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益.無(wú)論從技術(shù)上、生態(tài)上還是經(jīng)濟(jì)上這種方法都是可行的，應(yīng)大力推廣.

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［5］王志堯，曹辰，李壯，王友，丁益.廢棄混凝土作為再生骨料和摻合料的利用研究，廣東建材.2011，（4）：20～23