淺談建筑垃圾的再生混凝土應(yīng)用技術(shù)

易長(zhǎng)龍 彭夢(mèng)龍 劉 穎

長(zhǎng)沙理工大學(xué)

1 前言

城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量巨大，來(lái)源復(fù)雜，有樓體的建筑垃圾，有道路的建筑垃圾，有橋體的建筑垃圾。建筑垃圾不僅來(lái)源廣泛，而且種類繁雜。建筑垃圾中包含金屬，土制，復(fù)合材料。這些是建筑垃圾共有的特點(diǎn)。

2 再生混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)剛開(kāi)始階段產(chǎn)生的廢舊建筑垃圾數(shù)量有限，大部分的建筑垃圾都進(jìn)行了填埋或拋棄處理，基本沒(méi)有建筑垃圾的重復(fù)利用。當(dāng)時(shí)技術(shù)還不成熟，建筑垃圾再生混凝土成本較高，混凝土材料的市場(chǎng)廣闊，混凝土材料價(jià)格不高，隨意使用不控制使用量。由于前期的混凝土材料不加節(jié)制，肆意揮霍，造成了大量浪費(fèi)，并且污染了環(huán)境。隨著再生混凝土技術(shù)的應(yīng)用得到重視和發(fā)展，在近幾年全國(guó)再生混凝土學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)逐漸增多。由開(kāi)始的地區(qū)內(nèi)學(xué)術(shù)交流逐漸發(fā)展為國(guó)內(nèi)相互交流。交流的范圍也從再生混凝土技術(shù)的學(xué)習(xí)，到再生混凝土技術(shù)的應(yīng)用，再到今天的再生混凝土技術(shù)的創(chuàng)新。學(xué)術(shù)交流會(huì)也持續(xù)八年之久。2018年在南京航空航天大學(xué)承辦交流學(xué)術(shù)會(huì)。第六次全國(guó)再生混凝土學(xué)術(shù)交流會(huì)。交流會(huì)是由兩個(gè)重量級(jí)學(xué)術(shù)部門聯(lián)合主辦。分別是：中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土分會(huì)，中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)固廢分會(huì)。這代表著中國(guó)最頂尖的再生混凝土處理技術(shù)。學(xué)術(shù)會(huì)中交流了混凝土在生活方面的科技，論文，以及技術(shù)，政策等。通過(guò)多次的全國(guó)交流會(huì)就可以看出我國(guó)對(duì)建筑垃圾再生混凝土技術(shù)的研發(fā)重視程度。

無(wú)論從經(jīng)濟(jì)支持，政策引導(dǎo)，還是專家引領(lǐng)都促使我國(guó)建筑垃圾再生混凝土技術(shù)快速發(fā)展。不僅國(guó)內(nèi)重視建筑垃圾的再生混凝土技術(shù)應(yīng)用，國(guó)外也大力研發(fā)建筑垃圾的再生混凝土技術(shù)應(yīng)用。建筑垃圾問(wèn)題已成為全球公認(rèn)的問(wèn)題。這對(duì)建筑垃圾的再生混凝土技術(shù)創(chuàng)新和提升起到推動(dòng)作用。建筑垃圾再生混凝土不僅是綠色環(huán)保工程，也符合我國(guó)提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。城鎮(zhèn)化建設(shè)的速度逐步加快，廢舊城鎮(zhèn)建筑物數(shù)量增多。出現(xiàn)一邊廢棄一邊新建的狀況。因此廢棄的建筑垃圾與快速增長(zhǎng)的建筑原料矛盾激化。再生混凝土技術(shù)以再生骨料混凝土為主，就是將建筑垃圾中的骨料進(jìn)行提取，利用提取出來(lái)的骨料作為再生混凝土的原材料進(jìn)行加工。而骨料的提取通常需要對(duì)建筑垃圾進(jìn)行處理，只有處理后的建筑垃圾才能提取出骨料，并且回收利用在混凝土生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的再生混凝土應(yīng)用。

3 再生混凝土的基本性能

由建筑垃圾再生生產(chǎn)的混凝土材料大多投入于建筑和施工中。因此再生混凝土高品質(zhì)十分重要，再生混凝土材料質(zhì)量直接影響著建筑物的穩(wěn)定性和建筑物的使用年限。再生混凝土與原材料制作而成的混凝土，根本的差距在于原材料中的骨料。再生混凝土中的骨料來(lái)源于建筑垃圾提取。而原材料制作而成的混凝土骨料來(lái)源于開(kāi)采原料。為保證再生混凝土中骨料的品質(zhì)，建筑垃圾中的再生骨料，都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)和篩選，確保再生骨料的品質(zhì)合格，屬性數(shù)值較高。只有再生骨料的品質(zhì)較好，才能在與原生骨料相同的制作工藝下，生產(chǎn)出品質(zhì)較好的混凝土。

例如在建筑垃圾中，提取出的骨料原料要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)。在力學(xué)性能上達(dá)到可以代替天然原料的標(biāo)準(zhǔn)，才可投入在混凝土生產(chǎn)中。力學(xué)性能好壞取決于建筑垃圾中提取骨料的原生骨料的力學(xué)性能數(shù)值。一般而言建筑垃圾中提取的骨料，原生骨料品質(zhì)越好，力學(xué)性能數(shù)值越高。廢棄后在建筑垃圾中提取的再生骨料力學(xué)性能也較好。反之品質(zhì)差的原生骨料生成的建筑垃圾提取的再生骨料品質(zhì)也差。因此在建筑垃圾篩選過(guò)程中，也要嚴(yán)格挑選，保證篩選料的質(zhì)量。盡管如此，在再生骨料較好的情況下，如果采用與再生骨料品質(zhì)相同的原生骨料，相同加工工藝情況下，天然混凝土的力學(xué)強(qiáng)度是大于再生混凝土的。原因是再生混凝土與水泥攪拌后的強(qiáng)度低。同樣的水膠比，同樣的加工工藝和輔助材料，再生混凝土比原生混凝土，抗壓強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度都低10%左右。

盡管如此，再生混凝土的抗壓指數(shù)也可以達(dá)到4MPa左右。完全可以滿足建筑物的工程需求。除此之外，衡量再生混凝土品質(zhì)的另一個(gè)指標(biāo)是耐久性。耐久性直接影響建筑物的使用年限。再生混凝土與天然混凝土相比，在其他屬性方面較差。如再生混凝土的抗腐蝕性和抗氧化性，比天然混凝土要低。但是在耐久性上再生混凝土比天然混凝土更優(yōu)秀，再生混凝土的品質(zhì)通過(guò)檢測(cè)完全可以達(dá)到普通施工的合格數(shù)值。性能方面的其他缺陷，可以通過(guò)采取輔助加工或添加相關(guān)輔料進(jìn)行提升。建筑垃圾再生混凝土技術(shù)在不斷地提升和創(chuàng)新過(guò)程中定會(huì)研發(fā)出品質(zhì)更高的再生混凝土。

4 建筑垃圾再生混凝土的應(yīng)用

4.1 創(chuàng)新建筑澆筑技術(shù)

澆筑是建筑工程中經(jīng)常用的技術(shù)之一。建筑物的穩(wěn)定性取決于建筑的承重結(jié)構(gòu)。承重的主體或者結(jié)構(gòu)主體，大部分是由混凝土澆筑而成。而澆筑過(guò)程的混凝土和澆筑技術(shù)，成為影響承重結(jié)構(gòu)的重要因素。澆筑工程離不開(kāi)模板。模版是根據(jù)設(shè)計(jì)圖和施工的實(shí)際情況，提前設(shè)計(jì)好的澆筑輔助工具。模板的選材非常重要，模板要選擇硬度較高的材質(zhì)，這樣可以保證模板在使用的過(guò)程中不變形，同時(shí)模板要具有不吸水性。如果模板具有吸水性，就會(huì)吸附混凝土中的水分，從而影響混凝土的硬度，間接地影響工程質(zhì)量。除此之外，模板還需方便和安全，在使用過(guò)程中，模板要方便操作，還不具有安全隱患。

現(xiàn)在的工程中大多使用木質(zhì)原材料的模板。木質(zhì)木板怕曬怕腐，要注重模板的保存方式。木質(zhì)原材料模板方便搬運(yùn)，易于塑形。但缺點(diǎn)是防腐性差，容易腐壞，使用壽命短。但可以在木質(zhì)模板表面涂防腐涂料達(dá)到防腐的目的?，F(xiàn)在使用的木質(zhì)模板還有很多缺點(diǎn)，希望通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新能使用更加輕便硬度高，且耐腐蝕的材料做澆筑的模板。

4.2 工程整體材料的調(diào)整

再生混凝土往往不是獨(dú)立使用的，建筑中，常與其他材料混合使用。建筑工程中有三大主料：混凝土，水泥，沙石。水泥和沙石的質(zhì)量和屬性也會(huì)影響到工程的品質(zhì)，單有合格的再生混凝土，是無(wú)法百分百保證工程整體質(zhì)量的。在水泥和沙石的選擇中要考慮再生混凝土的屬性，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短相互結(jié)合優(yōu)勢(shì)，共同服務(wù)于工程整體。

以工程中沙石料的應(yīng)用為例，沙石料是工程中使用量很少的輔助材料。盡管如此它的質(zhì)量也需嚴(yán)格把關(guān)。在沙石料選擇的過(guò)程中，不僅要看它是否具有合格的手續(xù)和有效的使用時(shí)間，也要配合再生混凝土的屬性進(jìn)行搭配。針對(duì)施工的場(chǎng)地環(huán)境選擇適宜的水分含量很重要。再生混凝土與沙石的添加比例直接與環(huán)境因素相關(guān)聯(lián)。再生混凝土與砂石混合的工藝也影響著工程濕度的數(shù)值。因此，施工中的材料選擇不僅要選擇質(zhì)量較好的，也應(yīng)選擇材料之間可以高效搭配的。合理的材料選擇不僅可以使工程事半功倍，還可以有效地節(jié)約資源，減少材料浪費(fèi)，節(jié)約工程成本。

4.3 建筑垃圾的分揀技術(shù)

廢舊樓房的數(shù)量增加，導(dǎo)致建筑垃圾的數(shù)量持續(xù)上升。建筑垃圾中成分復(fù)雜，能用于再生混凝土的是骨料。起初我們進(jìn)行建筑垃圾的分解工作都是依靠人工挑選，將建筑垃圾中的金屬，骨料，輔料進(jìn)行一一分揀。建筑垃圾不僅體積大，重量重，而且分類困難，操作起來(lái)也很困難。經(jīng)過(guò)國(guó)家的扶持，要想真正意義上做到建筑垃圾的高效普遍性回收利用，還要依靠科學(xué)的分揀技術(shù)?，F(xiàn)階段分揀技術(shù)還不成熟，但已經(jīng)在發(fā)展的路上。我們要給建筑垃圾分揀技術(shù)一些時(shí)間，相信有一天可以實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的全自動(dòng)化分揀。

4.4 再生混凝土的多領(lǐng)域應(yīng)用

城鎮(zhèn)化建設(shè)終有一天會(huì)結(jié)束，但淘汰廢舊的樓房數(shù)量會(huì)保持平穩(wěn)。因此，要想實(shí)現(xiàn)再生混凝土的持續(xù)和循環(huán)利用就需要多方面開(kāi)發(fā)再生混凝土的使用渠道。再生混凝土不僅可以作用于工程，還可以用于工程后續(xù)的養(yǎng)護(hù)階段，以及小個(gè)體的領(lǐng)域。其他領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)于混凝土的需求量可能相對(duì)較小，但積少成多，多個(gè)小領(lǐng)域統(tǒng)一使用再生混凝土后，有望實(shí)現(xiàn)再生混凝土的循環(huán)利用。

以道路工程的養(yǎng)護(hù)為例，道路工程是修多于建的一個(gè)工程。在道路修建初期，往往是用優(yōu)質(zhì)的材料和工藝建造高品質(zhì)的道路。但是道路使用率較高，材料的使用年限往往達(dá)不到標(biāo)注年限就已經(jīng)損壞。因此，道路的維修和保養(yǎng)頻率也較高。道路的維修保養(yǎng)過(guò)程中，就要使用到再生混凝土。常見(jiàn)的道路問(wèn)題，有因載重過(guò)大而造成的路面開(kāi)裂。路面開(kāi)裂需要清除開(kāi)裂路面的碎石和沖突，防止路面持續(xù)開(kāi)裂，造成開(kāi)裂面擴(kuò)大，從而影響整個(gè)路面的品質(zhì)。橋體上發(fā)生路面開(kāi)裂，情況更為危險(xiǎn)。橋體表面的路面開(kāi)裂情況十分嚴(yán)重，會(huì)影響整個(gè)橋面穩(wěn)固性。路面裂縫過(guò)深還會(huì)影響橋柱的質(zhì)量，造成整個(gè)橋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。因此路面的維修和養(yǎng)護(hù)都是定期高頻的工程。路面開(kāi)裂后，需要用再生混凝土混合其他輔助性材料進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后的路面會(huì)提升路面的抗壓性。道路養(yǎng)護(hù)除了修復(fù)開(kāi)裂，還有養(yǎng)護(hù)工程，養(yǎng)護(hù)工程顧名思義就是對(duì)路面的保養(yǎng)。尤其是剛鋪設(shè)的新路面，在經(jīng)過(guò)風(fēng)吹日曬后路面會(huì)有硬化的現(xiàn)象，在發(fā)現(xiàn)路面有硬化現(xiàn)象后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行路面的養(yǎng)護(hù)，使用再生混凝土和輔助材料在路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，確保路面水分留存，避免路面繼續(xù)硬化。除此之外，還有針對(duì)問(wèn)題性的路面修復(fù)，都離不開(kāi)再生混凝土的應(yīng)用。因此再生混凝土在未來(lái)的工作生活中有許多的利用空間。

5 總結(jié)

建筑垃圾通過(guò)分揀和加工工藝制造再生混凝土，混凝土再次投入生產(chǎn)應(yīng)用創(chuàng)造價(jià)值，這就是回收再利用的過(guò)程。在國(guó)家大力支持和政策引導(dǎo)下，建筑垃圾再生混凝土技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新將逐步加快，以再生混凝土取代天然混凝土，保護(hù)自然資源，循序漸進(jìn)。建筑工程要科學(xué)利用再生混凝土，大力發(fā)展建筑垃圾資源回收。建筑垃圾再生混凝土是一項(xiàng)有利于環(huán)境，有利于可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)，是一項(xiàng)有利于人類長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重大措施。