建筑材料的再生循環(huán)與利用

李 燦 趙慶雙 尹大剛

(聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院 山東 聊城 252059)

1 我國(guó)建筑材料循環(huán)利用的現(xiàn)狀

在我國(guó)，絕大部分廢棄建筑材料沒有經(jīng)過回收處理直接填埋，而只有少數(shù)沒有經(jīng)過處理或只是經(jīng)過簡(jiǎn)單回收處理，這不僅造成土地資源浪費(fèi)，產(chǎn)生垃圾清理等建設(shè)費(fèi)用，還嚴(yán)重影響了生態(tài)平衡。這些情況表明，我國(guó)建筑材料的循環(huán)利用情況并不樂觀，相關(guān)的法律機(jī)制還需進(jìn)一步完善，技術(shù)手段還有待提高。

2 混凝土循環(huán)再生利用

2.1 混凝土循環(huán)模型

以黏土石灰石作為建筑材料的原料，經(jīng)過一系列加工調(diào)配制成水泥；再用水泥作為凝膠材料，砂石作為集料，加水后按照一定的水灰比配合，此過程中可以添加外加劑、摻合料，經(jīng)過攪拌、成型，一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)后得到水泥混凝土，再與其他建筑材料構(gòu)件一起參與建造成為構(gòu)筑物或建筑物，經(jīng)歷長(zhǎng)期人居環(huán)境的影響，有些建筑被破壞廢棄。經(jīng)過漫長(zhǎng)的時(shí)間，在自然環(huán)境的影響下，這些廢棄物會(huì)被分解，重新回歸到地球表面進(jìn)而再次轉(zhuǎn)化為原料。如此形成一個(gè)混凝土循環(huán)[1]。

目前中國(guó)廢棄的混凝土年產(chǎn)量約為600萬 m3，除了少量廢棄混凝土用于填海以外，大部分混凝土用于填埋，嚴(yán)重污染環(huán)境。再生混凝土及其制品是混凝土材料循環(huán)的唯一出路，關(guān)鍵是再生混凝土骨料預(yù)處理[2]。

2.2 混凝土循環(huán)利用流程

2.2.1 再生粗骨料的選擇與處理

從建筑廢料中挑選出符合破碎粒徑要求的混凝土材料，然后用破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，從混凝土廢料中挑選出形狀及棱角合適的碎石，作為再生粗骨料；再生粗骨料清洗后要進(jìn)行干燥處理，按照一定級(jí)配混合后，再加入水泥和水等材料，得到新的混凝土。再生混凝土的集料搭配有以下幾種形式：再生集料僅用作粗集料、再生集料僅用作細(xì)集料、粗集料或細(xì)集料都用部分再生集料來代替、集料全部為再生集料。

2.2.2 再生混凝土專用外加劑的應(yīng)用

再生粗骨料具有良好的吸水性，會(huì)影響再生混凝土的使用性能，目前已有的處理技術(shù)為預(yù)濕處理，或者添加附加水，雖然這樣做會(huì)使混凝土的工作性能得到一定的改善，但同樣混凝土的抗壓強(qiáng)度也會(huì)大幅度降低。為了解決這個(gè)問題，可以考慮添加再生混凝土專用外加劑，這樣做既不會(huì)降低再生混凝土的抗壓強(qiáng)度，還能夠提升混凝土的工作性能。不同的混凝土專用外加劑在再生粗骨料中應(yīng)用時(shí)，可以解決再生石子配制的混凝土坍塌度損失量大的問題，在含泥沙石料應(yīng)用中，使用專用外加劑所配制的混凝土工作性能保持良好，具有一定的抗泥效果。

2.3 再生混凝土應(yīng)用及發(fā)展的問題

2.3.1 強(qiáng)度問題

原生混凝土的強(qiáng)度將會(huì)直接影響再生混凝土的強(qiáng)度，如果原生混凝土是高強(qiáng)混凝土，再生混凝土的強(qiáng)度也會(huì)較高；此外，再生混凝土的強(qiáng)度還受到建筑廢料的破碎生產(chǎn)工藝、再生骨料的使用率，以及粗細(xì)骨料配合比等相關(guān)因素的影響。盡管再生混凝土的各方面性能都與普通混凝土相同，還是被主要用于配制中低強(qiáng)度的混凝土。造成這一現(xiàn)象的原因在于，人們認(rèn)為再生混凝土的強(qiáng)度和彈性模量等多個(gè)方面，與普通混凝土相比有一定的差距[3]。

2.3.2 收縮率大

收縮率是混凝土的一個(gè)重要性能指標(biāo)，混凝土因收縮產(chǎn)生的裂縫是混凝土裂縫形成的主要原因，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性都有所影響，危害性比較嚴(yán)重。再生骨料中含有一些硬化的水泥砂漿，具有較大的孔隙收縮率，會(huì)使再生混凝土的吸水和干縮量變大。因此，再生混凝土的配制過程中，需要綜合考慮再生骨料的配合比、水泥品種、混凝土的養(yǎng)護(hù)環(huán)境等影響因素對(duì)混凝土的影響。

2.3.3 耐久性

混凝土的耐久性需要同時(shí)考慮抗?jié)B性和抗凍性對(duì)其產(chǎn)生的影響。在寒冷地區(qū)，極易發(fā)生凍融循環(huán)作用，會(huì)使混凝土性能劣化。由于再生骨料的孔隙率和吸水率均較高，再生混凝土的抗?jié)B性和抗凍性就顯得較差。為了提高再生混凝土的耐久性，可以采用摻加粉煤灰，減小水灰比，合理選擇再生骨料最大粒徑，采用二次攪拌工藝等方法。

3 建筑材料再生利用的建議與措施

3.1 建筑廢料的再生利用

建筑材料的再生利用，和混凝土循環(huán)模型相似，需要考慮建筑物的實(shí)際使用壽命，從建筑材料的選擇制作、工程應(yīng)用、破壞廢棄再到最終的回收利用，都應(yīng)該與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，增加再生資源利用率，減少能源和資源的消耗。

對(duì)于建筑廢料中的木材，可以直接回收或者用于建筑裝修進(jìn)行再次循環(huán)利用。對(duì)于材質(zhì)較好的廢舊木材，可以經(jīng)過回收加工制成建筑構(gòu)件板材和部分家具等，這種循環(huán)利用方式是最直接也是常用的方式。對(duì)于建筑廢料中的磚石，在建筑物的拆除過程中，有些施工單位采取爆破的方式拆除舊建筑物，這樣做雖然加快了工程建設(shè)的速度，但同時(shí)對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.2 可循環(huán)材料的研發(fā)使用

從建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，需要對(duì)當(dāng)前使用的建筑材料進(jìn)行研究改善，才能真正實(shí)現(xiàn)建筑材料的高度循環(huán)利用，不斷改良升級(jí)，在不影響其使用性能的前提下，最大限度提高建筑材料的可循環(huán)利用性，增強(qiáng)建筑材料的使用價(jià)值。建筑施工單位在選擇建筑材料時(shí)，也要充分考慮到建筑材料的可循環(huán)利用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度進(jìn)行施工建造工作。

3.3 健全相關(guān)法律體系

目前，我國(guó)關(guān)于建筑材料的再生利用領(lǐng)域，缺少相應(yīng)的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致再生利用建筑材料的質(zhì)量問題無法得到保證，使用者也因?yàn)楸容^擔(dān)心工程的整體質(zhì)量受到影響，而保守選擇普通混凝土。這就要求有關(guān)建設(shè)部門加大對(duì)再生混凝土的研究開發(fā)力度，對(duì)于行業(yè)約束不到的問題，就需要行業(yè)內(nèi)部權(quán)威部門設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)。政府可以通過立法的方式加強(qiáng)對(duì)建筑材料循環(huán)利用的關(guān)注力度，還應(yīng)該制定相關(guān)強(qiáng)制性和鼓勵(lì)性的政策，保證再生混凝土在實(shí)際工程應(yīng)用中的質(zhì)量，從技術(shù)流程和法規(guī)制度上引導(dǎo)建筑材料的循環(huán)發(fā)展。

4 結(jié)語

就目前形勢(shì)來看，資源和能源匱乏，建筑原材料越來越少。相關(guān)建筑領(lǐng)域的從業(yè)人員首先要重視資源短缺和環(huán)境污染問題，樹立綠色發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展，長(zhǎng)期發(fā)展的建筑施工理念，在政策和法律方面要起到引導(dǎo)建筑材料循環(huán)再利用的發(fā)展的作用，從建筑材料的設(shè)計(jì)制作上選擇可循環(huán)利用的建筑材料，在實(shí)際工程中開展建筑材料循環(huán)利用工作，不斷改進(jìn)相應(yīng)的技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑材料循環(huán)利用目的。