再生混凝土研究现状

    仓定仲，仓定稳

    摘 要： 随着经济的发展我国各地的城市化进程不断加快，新型建筑大量兴起旧建筑物被大面积的拆除。从这些旧建筑上拆除的废弃混凝土占据了大量的土地资源的同时也污染了环境。如何处理废弃混凝土已经成为各个城市所必须面对的问题。城市要实现可持续发展的必须将废弃混凝土重新回收利用。

    关键词： 废弃混凝土；再生骨料；再生混凝土

    0 引言

    混凝土再生过程就是将混凝土废弃块破碎、清洗、筛分，然后按照一定的级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

    我国建筑业自2000年起进入快速发展期，混凝土需求量和产量也随之迅速攀升，据资料[1]显示我国混凝土的年产量约为13～14亿吨，占世界总量的 48%左右。在混凝土总分量中石子分量大约占到3/4。也就是说中国建筑行业每年石子的需求量约为10亿吨左右。而石子的开采极大地破坏了开采地的环境平衡以及生态平衡。

    此外，城市更新过程中所拆除的建筑物而产生的废弃混凝土数量庞大。据统计[1，2]，我国每年生产的废弃混凝土数量约 1600多万吨，如果能够将这些废弃的混凝土进行回收循环利用，每年可节省十几亿元。然而若将这些废弃的混凝土作为垃圾进行填埋或者露天堆放需要占用大量的土地，运输和填埋费用也十分巨大。此外，在运输和堆放过程中会产生的粉尘也严重污染了环境。

    2 废弃混凝土的来源

    我国废弃混凝土主要来自于一下几方面：

    （1）废弃混凝土主要来源是因老化或者使用年限到期后被拆除的建筑物。据资料[3]显示近几年来，仅上海市每年产生的废弃混凝土数量约为600～700万吨。

    （2）商品混凝土公司生产的因质量及其它原因而废弃的混凝土，其数量约占混凝土年产量的百分之二左右[4]。

    （3）拆除因台风、洪水、地震等自然灾害或战争而损毁的建筑物生成的废弃混凝土。

    （4）随着我国城市化进程和城市更新速度的加快，因为道路、桥梁等大型基础设施的改造而生成的废弃混凝土数量也在急剧上升。

    3 国内外研究现状

    在二战中，因在战争中损失较为严重且城市化程度较高的欧美苏日等国家在战后重建的过程中就展开了对废弃混凝土的再生利用的研究。

    美国学者William Turley[5]在报告中指出，废弃混凝土被加工成再生骨料从新应用到混凝土中的数量约占全美国骨料总量的二十分之一左右。废弃混凝土的再利用率超过90%，其中近70%的再生骨料被用于道路基层和基础中，15%被用于拌制沥青或者水泥混凝土，7%左右用于坑塘回填。

    日本是较早研究利用废弃混凝土的国家之一，1977 年日本政府就制定了相应的规范，并在各地建立了废弃混凝土再生利用工厂。如今日本废弃混凝土的再生利用率已达到70%。韩国废弃混凝土再生利用率逐年上升，2002年是其全国废弃混凝土利用率超过80%，如今韩国全国有废弃混凝土再生骨料公司两百七十几家[6]。

    我国在废弃混凝土再生研究方面的起步较晚，目前还处在研究试验阶段，研究人员对再生骨料的对再生混凝土界面过渡区微观结构进行了观察分析了起水分迁移特性，这为解决再生骨料混凝土高收缩和高吸水的问题提供了理论依据。我国再生混凝土少数用于道路面层和基层，在房屋建筑和桥梁工程中应用再生混凝土的技术尚未成熟，这使得绝大多数的废弃混凝土被当做填充材料，用于填筑作业，形成了巨大的资源浪费。

    4 再生混凝土使用存在的问题及对策

    目前再生混凝土主要存在以下几方面问题：

    （1）缺少法律支持

    关于再生混凝土的专题国际会议已经召开了多次。国外废弃混凝土利用率较高的国家都普遍采用立法形式保障废弃混凝土的再生利用。在这一点上我国应当借鉴国外的成功经验在法律和政策上对再生混凝土这一新兴产业加以扶持。

    （2）缺少技术标准

    再生混凝土在我国仍处于起步阶段，目前国内在这一领域尚未制定相关技术的标准，这使得大批量生产的再生混凝土的质量的稳定性得不到保证。这需要国家建设部门组织这一领域的专家和研究机构进行系统研究，尽快出台相应的技术标准。

    （3）缺少规模效应

    目前我国大多数的废弃混凝土被用于坑塘的回填作业，很少被用于再生混凝土。因此各城市应该建立废弃混凝土回收站点，然后依托混凝土回收站建立再生骨料生产厂以及再生混凝土搅拌站，一则可以形成产业规模效应、降低成本，便于再生混凝土的推广，形成良性循环；二则集中堆放可以节约土地，降低污染。

    （4）强度偏低

    与天然骨料相比再生骨料的表面粗糙率和吸水率都较大、但强度低。所以在相同配比的情况下再生混凝土的强度比天然骨料混凝土的强度要降低一些。其主要原因是：一、再生骨料在再生过程中收到不同程度的损伤；二、再生骨料吸水率高造成水泥和骨料的粘结界面局部水灰比增大，粘结强度降低，这反映到宏观角度上就显现为混凝土抗压强度和劈拉强度的降低。

    其解决的办法是在再生骨料混凝土中掺入硅灰、减水剂等能够增加混凝土密实性或降低混凝土水灰比的外掺剂。

    5 展望

    随着我国经济发展，城市的规模和建设步伐将不断扩大，混凝土骨料的消耗量也将急剧上升，这对混凝土的生产对环境和生态构成了相当大的威胁。而再生混凝土的推广使用可以缓解和消除这一威胁。因此再生混凝土的大面积使用将成为必然。

    参考文献：

    [1]杜婷，李惠强，吴贤国.再生混凝土的研究现状和存在问题[J].建筑技术，2003，（2）.

    [2]尚建丽，李占印，杨晓东.再生粗骨料特征性能实验研究[J].建筑技术，2003，（1）.

    [3]杜婷，李惠强，郭太平，周志强.废弃混凝土再生骨料应用的经济性分析[J].新型建筑材料，2006，（4）.

    [4]杨子江.废弃混凝土的开发利用[J].再生资源研究2003，第5期.

    [5]钟汉华，罗 岚，刘能胜，向亚卿.废弃混凝土回收利用现状及前景展望[J].广东水利电力职业技术学院学报，2008，第 6 卷，第一期.

    [6] 李惠强， 杜婷， 吴贤国.建筑垃圾资源化循环再生骨料混凝土研究[J].华中科技大学学报，2001， 29（6）：83-84.