再生混凝土研究現(xiàn)狀

倉定仲，倉定穩(wěn)

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國各地的城市化進(jìn)程不斷加快，新型建筑大量興起舊建筑物被大面積的拆除。從這些舊建筑上拆除的廢棄混凝土占據(jù)了大量的土地資源的同時(shí)也污染了環(huán)境。如何處理廢棄混凝土已經(jīng)成為各個(gè)城市所必須面對的問題。城市要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必須將廢棄混凝土重新回收利用。

關(guān)鍵詞： 廢棄混凝土；再生骨料；再生混凝土

0 引言

混凝土再生過程就是將混凝土廢棄塊破碎、清洗、篩分，然后按照一定的級配混合形成再生骨料，利用再生骨料全部或者部分取代石子而配制的混凝土，叫做再生混凝土。

1 研究背景

我國建筑業(yè)自2000年起進(jìn)入快速發(fā)展期，混凝土需求量和產(chǎn)量也隨之迅速攀升，據(jù)資料[1]顯示我國混凝土的年產(chǎn)量約為13～14億噸，占世界總量的 48%左右。在混凝土總分量中石子分量大約占到3/4。也就是說中國建筑行業(yè)每年石子的需求量約為10億噸左右。而石子的開采極大地破壞了開采地的環(huán)境平衡以及生態(tài)平衡。

此外，城市更新過程中所拆除的建筑物而產(chǎn)生的廢棄混凝土數(shù)量龐大。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1，2]，我國每年生產(chǎn)的廢棄混凝土數(shù)量約 1600多萬噸，如果能夠?qū)⑦@些廢棄的混凝土進(jìn)行回收循環(huán)利用，每年可節(jié)省十幾億元。然而若將這些廢棄的混凝土作為垃圾進(jìn)行填埋或者露天堆放需要占用大量的土地，運(yùn)輸和填埋費(fèi)用也十分巨大。此外，在運(yùn)輸和堆放過程中會產(chǎn)生的粉塵也嚴(yán)重污染了環(huán)境。

2 廢棄混凝土的來源

我國廢棄混凝土主要來自于一下幾方面：

（1）廢棄混凝土主要來源是因老化或者使用年限到期后被拆除的建筑物。據(jù)資料[3]顯示近幾年來，僅上海市每年產(chǎn)生的廢棄混凝土數(shù)量約為600～700萬噸。

（2）商品混凝土公司生產(chǎn)的因質(zhì)量及其它原因而廢棄的混凝土，其數(shù)量約占混凝土年產(chǎn)量的百分之二左右[4]。

（3）拆除因臺風(fēng)、洪水、地震等自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭而損毀的建筑物生成的廢棄混凝土。

（4）隨著我國城市化進(jìn)程和城市更新速度的加快，因?yàn)榈缆?、橋梁等大型基礎(chǔ)設(shè)施的改造而生成的廢棄混凝土數(shù)量也在急劇上升。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在二戰(zhàn)中，因在戰(zhàn)爭中損失較為嚴(yán)重且城市化程度較高的歐美蘇日等國家在戰(zhàn)后重建的過程中就展開了對廢棄混凝土的再生利用的研究。

美國學(xué)者William Turley[5]在報(bào)告中指出，廢棄混凝土被加工成再生骨料從新應(yīng)用到混凝土中的數(shù)量約占全美國骨料總量的二十分之一左右。廢棄混凝土的再利用率超過90%，其中近70%的再生骨料被用于道路基層和基礎(chǔ)中，15%被用于拌制瀝青或者水泥混凝土，7%左右用于坑塘回填。

日本是較早研究利用廢棄混凝土的國家之一，1977 年日本政府就制定了相應(yīng)的規(guī)范，并在各地建立了廢棄混凝土再生利用工廠。如今日本廢棄混凝土的再生利用率已達(dá)到70%。韓國廢棄混凝土再生利用率逐年上升，2002年是其全國廢棄混凝土利用率超過80%，如今韓國全國有廢棄混凝土再生骨料公司兩百七十幾家[6]。

我國在廢棄混凝土再生研究方面的起步較晚，目前還處在研究試驗(yàn)階段，研究人員對再生骨料的對再生混凝土界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察分析了起水分遷移特性，這為解決再生骨料混凝土高收縮和高吸水的問題提供了理論依據(jù)。我國再生混凝土少數(shù)用于道路面層和基層，在房屋建筑和橋梁工程中應(yīng)用再生混凝土的技術(shù)尚未成熟，這使得絕大多數(shù)的廢棄混凝土被當(dāng)做填充材料，用于填筑作業(yè)，形成了巨大的資源浪費(fèi)。

4 再生混凝土使用存在的問題及對策

目前再生混凝土主要存在以下幾方面問題：

（1）缺少法律支持

關(guān)于再生混凝土的專題國際會議已經(jīng)召開了多次。國外廢棄混凝土利用率較高的國家都普遍采用立法形式保障廢棄混凝土的再生利用。在這一點(diǎn)上我國應(yīng)當(dāng)借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)在法律和政策上對再生混凝土這一新興產(chǎn)業(yè)加以扶持。

（2）缺少技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

再生混凝土在我國仍處于起步階段，目前國內(nèi)在這一領(lǐng)域尚未制定相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，這使得大批量生產(chǎn)的再生混凝土的質(zhì)量的穩(wěn)定性得不到保證。這需要國家建設(shè)部門組織這一領(lǐng)域的專家和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究，盡快出臺相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）缺少規(guī)模效應(yīng)

目前我國大多數(shù)的廢棄混凝土被用于坑塘的回填作業(yè)，很少被用于再生混凝土。因此各城市應(yīng)該建立廢棄混凝土回收站點(diǎn)，然后依托混凝土回收站建立再生骨料生產(chǎn)廠以及再生混凝土攪拌站，一則可以形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)、降低成本，便于再生混凝土的推廣，形成良性循環(huán)；二則集中堆放可以節(jié)約土地，降低污染。

（4）強(qiáng)度偏低

與天然骨料相比再生骨料的表面粗糙率和吸水率都較大、但強(qiáng)度低。所以在相同配比的情況下再生混凝土的強(qiáng)度比天然骨料混凝土的強(qiáng)度要降低一些。其主要原因是：一、再生骨料在再生過程中收到不同程度的損傷；二、再生骨料吸水率高造成水泥和骨料的粘結(jié)界面局部水灰比增大，粘結(jié)強(qiáng)度降低，這反映到宏觀角度上就顯現(xiàn)為混凝土抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度的降低。

其解決的辦法是在再生骨料混凝土中摻入硅灰、減水劑等能夠增加混凝土密實(shí)性或降低混凝土水灰比的外摻劑。

5 展望

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市的規(guī)模和建設(shè)步伐將不斷擴(kuò)大，混凝土骨料的消耗量也將急劇上升，這對混凝土的生產(chǎn)對環(huán)境和生態(tài)構(gòu)成了相當(dāng)大的威脅。而再生混凝土的推廣使用可以緩解和消除這一威脅。因此再生混凝土的大面積使用將成為必然。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜婷，李惠強(qiáng)，吳賢國.再生混凝土的研究現(xiàn)狀和存在問題[J].建筑技術(shù)，2003，（2）.

[2]尚建麗，李占印，楊曉東.再生粗骨料特征性能實(shí)驗(yàn)研究[J].建筑技術(shù)，2003，（1）.

[3]杜婷，李惠強(qiáng)，郭太平，周志強(qiáng).廢棄混凝土再生骨料應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性分析[J].新型建筑材料，2006，（4）.

[4]楊子江.廢棄混凝土的開發(fā)利用[J].再生資源研究2003，第5期.

[5]鐘漢華，羅 嵐，劉能勝，向亞卿.廢棄混凝土回收利用現(xiàn)狀及前景展望[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，第 6 卷，第一期.

[6] 李惠強(qiáng)， 杜婷， 吳賢國.建筑垃圾資源化循環(huán)再生骨料混凝土研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001， 29（6）：83-84.