再生混凝土發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

孫超 雷敏 王曦 師滿學(xué) 馮凱凱

摘 要：結(jié)合現(xiàn)實(shí)背景說明再生混凝土研究的必要性，能帶來的社會(huì)效益?？偨Y(jié)了再生混凝土國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析了再生混凝土發(fā)展面臨的問題，并探索了再生混凝土的發(fā)展方向及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：再生混凝土;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

前言

再生混凝土是指將廢棄的混凝土經(jīng)過加工、破碎、分級(jí)后，按照一定的比例混合形成再生骨料，部分或完全替代天然骨料配置而形成的新混凝土。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，建筑業(yè)也發(fā)展迅猛。大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)也存在巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞，資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化成為我國(guó)現(xiàn)階段面臨的突出問題，制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的良性發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的混凝土使用量占到全世界總使用量的45%，預(yù)計(jì)到2020年國(guó)內(nèi)建筑廢棄物的產(chǎn)量將達(dá)到驚人的39.66 億噸。廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它們合理的回收利用，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(duì)環(huán)境的污染。利用廢棄建筑垃圾充當(dāng)混凝土骨料，生產(chǎn)新的混凝土，既節(jié)省了處理建筑垃圾的費(fèi)用，又保護(hù)了環(huán)境和節(jié)約了資源，具有重大意義[1]。

1.國(guó)外再生混凝土發(fā)展現(xiàn)狀

建筑垃圾處理一直以來都是一個(gè)全世界都面臨的問題，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，自上個(gè)世紀(jì)中期就已經(jīng)開始研究建筑垃圾的處理及回收再利用技術(shù)。在垃圾再利用方面具有成功的經(jīng)驗(yàn)，并做了大量基礎(chǔ)性研究工作，各種管理方式，建筑垃圾回收利用技術(shù)也基本成熟，處理效果也比較好，有許多成功的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。

1946年，俄國(guó)學(xué)者Glushge率先提出了建筑垃圾再生利用的概念，并對(duì)再生混凝土基本性能進(jìn)行了研究。德國(guó)將再生混凝土大量應(yīng)用于公路路面工程，并于1998年8月提出了《在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南》。美國(guó)是最早進(jìn)行建筑垃圾綜合處理的發(fā)達(dá)國(guó)家之一，早在1915年就對(duì)筑路中產(chǎn)生的廢舊瀝青進(jìn)行了研究利用[2]。在長(zhǎng)達(dá)近一個(gè)世紀(jì)的實(shí)踐中，美國(guó)在建筑垃圾處理方面，形成了一系列完整、全面、有效的管理措施和政策、法規(guī)，使得美國(guó)建筑垃圾再生利用率接近100%[2]。日本由于國(guó)土面積狹小，資源十分匱乏，因此十分重視資源的再生利用。日本自從上世紀(jì)初就開始制定建筑垃圾處理的相關(guān)法律，1995年時(shí)再生利用率都已超過65%，在2000年時(shí)達(dá)到90%的利用率[3]。德國(guó)的建筑垃圾循環(huán)利用率也較高，混凝土的再利用率達(dá)到80%以上[4]。韓國(guó)政府于2003年制定了《建筑廢棄物再生促進(jìn)法》，又先后對(duì)其進(jìn)行了2次修改[4]。規(guī)定了建筑垃圾產(chǎn)生單位應(yīng)履行的義務(wù)及需具備的技術(shù)能力、規(guī)模。此外，還要求滿足使用范圍的建設(shè)工程必須使用一定數(shù)量的再生產(chǎn)品，否則予以處罰。發(fā)達(dá)國(guó)家積極的將建筑垃圾處理當(dāng)成一種新興產(chǎn)業(yè)來打造，在未來30年間，將出現(xiàn)“十大新興技術(shù)”，發(fā)達(dá)國(guó)家將其中有關(guān)“垃圾處理”的新興技術(shù)列為第二位[3]。

2.國(guó)內(nèi)再生混凝土發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的建筑垃圾管理起步于20世紀(jì)90年代初，目前不僅范圍有限，而且現(xiàn)有的管理制度、政策、法律和法規(guī)不夠健全，一些地區(qū)的政府或建筑商仍然對(duì)垃圾管理認(rèn)識(shí)不足、管理不善，從而導(dǎo)致亂堆亂棄現(xiàn)象嚴(yán)重。目前，絕大部分建筑垃圾都未經(jīng)處理就直接填埋在市郊，不僅占用大量土地資源，也給土壤和地下水的質(zhì)量帶來了威脅，留下了污染隱患。近幾年，建筑垃圾受到全社會(huì)的關(guān)注，我國(guó)大部分城市采取了相應(yīng)措施，取得了一定成績(jī)，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

香港地區(qū)由于土地資源相對(duì)匱乏，十分重視建筑廢棄物的處理問題。香港政府為解決建筑垃圾堆填與土地資源之間的矛盾，從宏觀政策和微觀技術(shù)兩個(gè)層面雙管齊下，制定了系列相關(guān)政策和措施，并取得了良好的效果[5]。2008年，香港成立建筑業(yè)減廢工作組，采取“誰產(chǎn)生誰付費(fèi)”原則，征收建筑廢棄物處理費(fèi);修訂《建筑物條例》，在拆毀公共建筑物時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)廢棄物分類機(jī)械;推行《減少?gòu)U棄物示范計(jì)劃》，積極鼓勵(lì)采用新工藝處理建筑廢棄物。

1992 年 6 月，北京城建集團(tuán)一公司先后在 9 萬平方米不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑的施工過程中，回收利用各種建筑廢渣 840 多噸，用以砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰、細(xì)石混凝土樓地面和混凝土墊層，使用面積達(dá) 3 萬多平方米，節(jié)約資金 3.5 萬余元[6]。2001年，天津市利用 500 萬立方米建筑垃圾“堆山造景”，造就了占地約 40 萬平方米的人造山。用三年時(shí)間完成了一個(gè)“山水相繞、移步換景”的特色景觀，成為市民游覽休閑的大型公共綠地[7]。申城也有一些嘗試“變廢為寶”的區(qū)域，閔行區(qū)試點(diǎn)生態(tài)住宅樓旁，已鋪就一段利用廢棄混凝土再生材料替代天然石料的道路，而虹口區(qū)廣粵路，十年前就利用生活垃圾和建筑垃圾，堆起了一座“靶子山”，如今人造假山上綠樹成蔭，一點(diǎn)“垃圾”的影子都看不到[8]。

2008年，邯鄲市高138米的邯鄲國(guó)際商務(wù)中心竣工，該大廈所用的磚全部是用建筑垃圾制成，工程質(zhì)量及運(yùn)營(yíng)良好。邯鄲市全有環(huán)保建材有限公司將建筑垃圾粉碎成顆粒和粉末，配合一定比例的粉煤灰和水泥，經(jīng)過攪拌、預(yù)養(yǎng)等工序后，即可生產(chǎn)出不同標(biāo)號(hào)的標(biāo)磚和多孔磚[9]。

河北工專新興科技服務(wù)總公司開發(fā)成功一種“用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁施工技術(shù)”，在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性進(jìn)展。經(jīng)測(cè)算，該項(xiàng)技術(shù)較其它常用技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資 20%左右[10]。

3.我國(guó)再生混凝土發(fā)展面臨的問題

我國(guó)建筑廢棄物資源化率不足5%，而歐盟國(guó)家每年資源化率超過90%，韓國(guó)、日本建筑廢棄物資源化率已經(jīng)達(dá)到97%以上。在資源日益費(fèi)乏、環(huán)境問題日益嚴(yán)重的年代，再生資源回用是大勢(shì)所趨、循環(huán)經(jīng)濟(jì)是根本之道。許多專家、學(xué)者開始研究如何能夠變廢為寶，將大量的廢混凝土制作成再生混凝土應(yīng)用到實(shí)際工程中去，并對(duì)再生混凝土的開發(fā)利用進(jìn)行了立項(xiàng)研究。

目前我國(guó)的再生混凝土研究工作基本上處于實(shí)驗(yàn)室階段，沒有大范圍的應(yīng)用，只有一些局部的試驗(yàn)性應(yīng)用，缺乏較系統(tǒng)的應(yīng)用研究，技術(shù)上也缺乏較完善的再生混凝土技術(shù)規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。再生混凝土在原材料、配合比以及施工工藝等方面與普通混凝上存在較大差異，因而現(xiàn)行普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范已不能夠適合再生混凝土。

在再生混凝土實(shí)際利用方面，發(fā)展較為緩慢，建筑垃圾分類收集的程度不高，廢棄混凝土回收利用率低。廢棄混凝土處理及資源化利用技術(shù)水平相對(duì)落后，廢棄混凝土處理投資少，法規(guī)不健全，建設(shè)工作者的環(huán)境意識(shí)不高 [11]。

4.再生混凝土發(fā)展展望

相比普通混凝土，再生混凝土具有自重輕、孔隙率大、保溫隔熱性能好和透水性強(qiáng)及強(qiáng)度低的特點(diǎn)。當(dāng)前再生骨料常用于道路工程墊層、素混凝土墊層、大體積混凝土、混凝土砌塊磚等方面。通過一定的技術(shù)途徑對(duì)再生骨料進(jìn)行合理處理，也可以用來配制高性能混凝土從而廣泛用于各種承重結(jié)構(gòu)中。當(dāng)前，對(duì)再生混凝土的應(yīng)用還應(yīng)從發(fā)展其優(yōu)點(diǎn)并將其缺點(diǎn)轉(zhuǎn)化成優(yōu)點(diǎn)這一基本思想出發(fā)，提高廢混凝土的利用價(jià)值。因而，鑒于再生混凝土的各種特點(diǎn)與普通混凝土相比有明顯不同，可以針對(duì)再生混凝土的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的符合社會(huì)有關(guān)需求的產(chǎn)品。再生骨料生產(chǎn)的前期投資較大，生產(chǎn)成本高于直接開采得到的天然骨料。但是如果對(duì)城市建筑廢料的處理和整個(gè)城市的長(zhǎng)期發(fā)展而言是有利的。再生混凝土發(fā)展仍有很多未完善的地方，如關(guān)于再生混凝土的堿骨料反應(yīng)與耐火性能的研究急需開展;常用的再生混凝土--般強(qiáng)度較低，如何配制高強(qiáng)度的再生混凝土也尚待研究。再生混凝土的優(yōu)勢(shì)將隨著相關(guān)領(lǐng)域研究的深人而更為明顯，再生混凝土作為一種綠色環(huán)保的建筑材料必將有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：2018年陜西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201849007）：水飽和再生混凝土力學(xué)性能研究