廢舊混凝土的再生及利用

郭榮航 胡錦錦

（鄭州財經(jīng)學(xué)院）

0 前言

自19世紀(jì)中期，法國園丁莫尼耶將混凝土澆筑在鋼筋網(wǎng)上制成鋼筋混凝土花盆之后，混凝土在世界上得到充分肯定。至21世紀(jì)，我國建筑行業(yè)進入發(fā)展高潮?；炷猎诜课萁ㄖ?、道路橋梁、地鐵隧道建設(shè)中被大量采用，就混凝土的數(shù)量而言我國一度領(lǐng)先諸多發(fā)達(dá)國家。在2008年左右的三年時間里，中國的混凝土澆注量與整個20世紀(jì)的美國相當(dāng)。混凝土作為最大的人工石料，在原材料開采及使用的過程中，勢必占用大量的自然資源，破壞維持已久的自然環(huán)境，原材料的開發(fā)已成為可持續(xù)發(fā)展的負(fù)擔(dān)。且粗細(xì)骨料作為混凝土重要組成原材料，若將每年產(chǎn)生的廢舊混凝土有效處理并再生利用,能夠有效緩解我國骨料生產(chǎn)不足的現(xiàn)象,進而配制成再生混凝土。堅持廢舊混凝土的可持續(xù)發(fā)展理念，可以顯著改善我國的自然環(huán)境，提高我國的社會經(jīng)濟效益。

在21世紀(jì)，廢舊混凝土處理成為世界諸多國家需要面對的問題,而廢舊混凝土再生處理是現(xiàn)階段解決這一問題的有效途徑，國外許多國家通過的有關(guān)制度促進廢舊混凝土的研究和發(fā)展。1976年,國際材料和結(jié)構(gòu)研究與測試試驗聯(lián)合會（RILEM）設(shè)立了混凝土拆除和再利用技術(shù)委員會。2005年我國頒布了《城市建筑垃圾管理規(guī)定》，根據(jù)此項規(guī)定，建筑垃圾需要以無害的方式處理，并以誰產(chǎn)生、誰承擔(dān)處置責(zé)任為原則，對于違反這一規(guī)定的單位和個人在經(jīng)濟給予嚴(yán)懲。這些政策和法律是發(fā)展廢舊混凝土最有力的支持。

1 產(chǎn)生廢舊混凝土的原因

我國廢舊混凝土主要來自以下幾個方面：

1)產(chǎn)生廢混凝土的主要原因是城市拆除、工程改造和老化廢棄建筑物的拆除。有數(shù)據(jù)顯示僅上海市每年產(chǎn)生建筑類垃圾數(shù)量達(dá)700 萬噸。

2）因質(zhì)量等原因?qū)е律逃没炷翉U棄量占年混凝土產(chǎn)量的2%左右。

3）從遭受洪水、地震和臺風(fēng)等自然災(zāi)害破壞的建筑物中清理出的廢棄混凝土。

2 國內(nèi)外再生混凝土的發(fā)展及現(xiàn)狀

目前再生混凝土性能和再生骨料性質(zhì)是諸多國家集中研究的兩個方向。例如，日本土地面積小，資源稀缺。重視廢舊混凝土的循環(huán)利用。1977年日本頒布了《資源重新利用促進法》和《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》兩項法律規(guī)定，要求建筑物拆除產(chǎn)生的一系列垃圾必須進行再生利用，1995年時，廢舊混凝土回收利用率為65%，到2000年回收利用率高達(dá)90%。其發(fā)明的處理方法是將廢舊混凝土進行破碎，再別將作用于結(jié)構(gòu)的骨料和地基改良材料的水泥組分開。其他國家在廢舊混凝土相關(guān)研究中同樣取得了極為顯著的成果，1990年丹麥每年產(chǎn)生廢舊混凝土中有超過67.2%被回收利用; 2000年荷蘭計劃回收廢舊混凝土年產(chǎn)量的90%。

建筑行業(yè)在中國發(fā)展較晚，在廢舊混凝土處理上落后于建筑行業(yè)起步較早的國家，與早期使用混凝土并加以回收利用的國家相比，我國處理廢舊混凝土過程中缺乏完善的系統(tǒng)和缺少較完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)的再生集料仍處于實驗階段。因此，大量的廢舊混凝土在國內(nèi)處理方式依舊以填埋、堆放為主，這使得處理過程中仍要占用、浪費大量土地資源，與綠色可持續(xù)發(fā)展相向。因此我國政府同樣鼓勵與支持專家學(xué)者對廢棄物展開研究和應(yīng)用,致力于發(fā)展綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)資源可回收、可加工、可再生以及拆除工程無污染、零排放。

3 再生骨料的基本性質(zhì)

1）抗壓強度。再生混凝土的抗壓強度受原廢舊混凝土強度影響較大，通常情況下與原廢舊混凝土抗壓強度呈正相關(guān)，同水灰比下28d 抗壓強度相比原廢舊混凝土低15%，隨混凝土齡期增加，兩者的抗拉強度差幅會逐漸減小。從普通建筑物拆除的混凝土強度一般在C20 左右，經(jīng)處理產(chǎn)生的再生集料拌過后得到的再生混凝土強度在23.5Mpa 左右，滿足混凝土強度要求。

2)抗拉強度。與抗拉強度相同，再生混凝土的抗拉強度與原有廢棄混凝土也有緊密的關(guān)系，一般要比天然集料混凝土的抗拉強度低18%左右，再生骨料混凝土的抗拉強度同樣隨著齡期增加而增加，但28d 后基本保持不變，若想要進一步提高再生混凝土抗拉強度，可在拌和過程中適量加入減水劑和細(xì)硅粉，提上效果在28d 后作為顯著。

3）工作性。經(jīng)理后的再生骨料與天然骨料相比，其表面粗糙度的增加，使得再拌和過程中，粗糙表面增加了生骨料與澆筑之間的摩擦力。經(jīng)過破碎混凝土產(chǎn)生的骨料孔隙率提升，以至于在拌和過程中出現(xiàn)吸水性大、用漿量多的特點，并隨著再生集料占比增加拌和產(chǎn)生的混凝土坍落度減小。

4）收縮性?；谠偕橇系奶攸c，再生混凝土的收縮率要高于天然集料混凝土，且收縮率與干縮時間成正相關(guān)關(guān)系。再生骨料替代天然骨料的比例在50%以上時，隨再生骨料占比增加干縮時間將大于天然集料混凝土。

4 廢舊混凝土再生利用帶來的的環(huán)境效益、社會效益以及經(jīng)濟效益

廢舊混凝土的再生利用能夠協(xié)調(diào)環(huán)境發(fā)展過程中出現(xiàn)的一些問題，解決我國骨料不足的現(xiàn)象，具有良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）就目前來說，混凝土是使用量最大的人造石料，其原料在開采及生產(chǎn)過程中對自然資源的占用以及對自然環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重。同樣我國每年產(chǎn)生巨量廢舊混凝土在處理過程中也是一個難題，不僅占用大量土地資源，并引發(fā)環(huán)境方面上的諸多負(fù)面問題，廢舊混凝土的再生利用在一定程度上解決了因建筑垃圾造成的環(huán)境問題。利用廢舊混凝土生產(chǎn)再生骨料混凝土，可節(jié)約62%的石灰石資源，同時減少二氧化碳排放量20%。廢舊混凝土再生利用能真正保護平衡已久自然資源和生活環(huán)境。

2）與其他資源稀缺的國家相比，目前中國的天然骨料生產(chǎn)并不稀缺，但資源最終是有限的，無法不受控制地生產(chǎn)和開采天然骨料。廢舊混凝土的回收利用可以減少天然骨料的開發(fā)和生產(chǎn)，從根本上抑制天然骨料過度開采的現(xiàn)象，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，對我國的江山保護，維護社會的可持續(xù)發(fā)展，保障生態(tài)環(huán)境的和平與穩(wěn)定具有重要意義。

3）垃圾處理時必須考慮的是政府的政策和法規(guī)，一般根據(jù)距離垃圾處理源的路程來確定城市垃圾處理的有關(guān)費用，堆放建筑類垃圾的位置和數(shù)量很大程度上影響處理成本。若廢物混凝土在附近或現(xiàn)場處理，則可重新使用回收的骨料，從而有效地降低廢物混凝土在裝卸、運輸?shù)冗^程中的成本，從而降低了回收集料的成本和處置建筑廢物的成本，減輕了社會負(fù)擔(dān)。丹麥、荷蘭和日本等國資源短缺，每年需要從周邊資源相對豐富的國家進口大量天然資源。正因為如此，這些資源稀缺的國家對廢舊混凝土的研究和開發(fā)產(chǎn)生了不同程度的重視，希望得到再生骨料。再生廢舊混凝土的利用，填補由于缺乏天然骨料的空缺，提高廢混凝土本身的經(jīng)濟價值。這些國家出臺了許多優(yōu)惠政策，以促進再生混凝土的發(fā)展，提高再生混凝土的產(chǎn)量。新加坡政府為促進廢舊混凝土的回收利用提供了一系列的激勵政策，如提供再生建筑材料來源堆垛基地、再生建材廠基地、無限期免稅配額、綠色產(chǎn)品開發(fā)激勵等。我國政府若也針對廢舊混凝土研究和應(yīng)用在政策和財力上提供支持和資助，必將加快和改善廢舊混凝土相關(guān)研究和再生骨料的應(yīng)用發(fā)展。我國廢混凝土本就高產(chǎn)，將產(chǎn)量巨大的廢舊混凝土充分利用，提高了再生骨料的經(jīng)濟效益和應(yīng)用價值。

5 結(jié)論

1.廢舊混凝土的處理過程中以“減量化、循環(huán)再生、重復(fù)使用””為基本原則。廢舊混凝土作為可再生資源，其再生骨料在施工過程中發(fā)生反應(yīng)，并以不同的方式轉(zhuǎn)化為新的“綠色建筑產(chǎn)品”。

2.再生廢舊混凝土的應(yīng)用減少了資源消耗，節(jié)約使用建筑材料，減少原材料的采購價格，同時，充分利用可再生資源。在減少建筑垃圾排放量的同時節(jié)約與垃圾處理相關(guān)的成本，并減輕自然環(huán)境污染程度和社會負(fù)擔(dān)。廢舊混凝土的應(yīng)用和發(fā)展改善了人類賴以生存的自然環(huán)境，有利于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。因此，廢舊混凝土的回收利用具有較好的環(huán)境、社會效益和經(jīng)濟效益，同時也為下一代創(chuàng)造和保存了可持續(xù)發(fā)展的資源和環(huán)境。