浅谈废弃混凝土的再生利用

冯若彤

【摘 要】目前我国建筑垃圾已占到城市垃圾总量的30～40%，其中很大一部分是旧房拆除过程中所产生的废旧混凝土构件和块体。传统的建筑垃圾处理方法占用大量耕地，造成环境污染，引起雾霾。如何合理处理这部分建筑垃圾成为摆在我们面前的一个重要课题。

【关键词】绿色建材 废弃混凝土 再生利用

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.04.204

一、前言

我国资源相对贫乏、能源紧缺，在经济快速发展的今天和未来很长一段时期，这两方面的因素将影响我国经济的跨越式发展。所以，节约能源、节约资源已经成为我国的一项基本国策。党的十八大提出我国必须实施循环经济战略，走一条经济发展、社会进步、生态和谐、人民富裕的新型工业化、现代化的发展之路。世界各国已普遍认识到，21世纪是循环经济的时代。 在国民经济发展当中，建筑材料长期以来是能源、资源的消耗大户，也是“三废”排放的最主要产业之一，建筑材料行业是以“高资源消耗、高能耗、高污染”为特点。这显然背离了循环经济发展模式，从根本上不适应当今及未来社会可持续发展。为此，发达国家已经开始大力推动绿色建材产业循环经济发展，并取得了很大的收效。我国在这方面则起步较晚，面临着十分艰巨的任务。

统计资料表明，工业固体废弃物中40%是由建筑业排出的，其中废弃混凝土是建筑业排出量最大的废弃物。近二三十年来，世界范围内城市化进程加快，对原有的建筑物拆除、改造的工程量日益增加，废弃混凝土排放量随之猛增。美国每年废弃混凝土量约为3000万吨；欧洲废弃混凝土量从1980年的5500万吨增加到目前的16200万吨左右；在我国，仅上海每年产生的废弃混凝土就有2000万吨之多，除此之外还有建筑施工中产生的大量废弃混凝土。在我国，废弃混凝土大多堆积于城市郊区公路、河流附近的堆场，如此处理，将造成不容忽视的后果：（1）使生态环境恶化；（2）废弃混凝土堆场占用了大量的土地甚至耕地；（3）严重影响市容和环境卫生。可见，如此巨量的废弃混凝土若仅仅采取向堆场排放的简单处置方法，则产生的危害直接威胁着人类生存环境和生态环境，在很大程度上制约着社会可持续发展战略的实施。因此，废弃混凝土的再生利用无疑成为了一条既环保又经济的解决之路。

二、再生利用的可行性

在国外，一些发达国家早在二次世界大战之后就开始了废弃混凝土回收再利用的研究。20世纪40年代中期，美国、日本等国已经开始用废弃混凝土再生骨料铺筑路基基层。 自1982年起，美国在ASTMC-33-82“混凝土骨料标准”中将废旧破碎的水硬性水泥混凝土包含进了粗骨料中。大约在同一时间，美国军队工程师协会也在有关规范和指南中鼓励使用再生混凝土骨料。美国的CYCLEAN公司采用微波技术，可以100%的回收利用旧混凝土路面材料，其质量与新拌混凝土路面材料相同，而成本可降低1/3，同时节约了垃圾清运和处理等费用，大大减轻了城市的环境污染。

荷兰是最早开展再生混凝土研究和应用的国家之一。在20世纪80年代，荷兰就制定了有关利用再生骨料制备素混凝土、钢筋混凝土和預应力混凝土的规范。该规范规定了利用再生骨料生产上述混凝土的明确的技术要求，并指出，如果再生骨料在骨料中的重量含量不超过20%，那么，混凝土的生产就完全按照天然骨料混凝土的设计和制备方法进行。德国于1998年提出了“在混凝土中采用再生骨料的应用指南”，目前德国每个地区都有大型的再生混凝土综合加工厂，德国一条混凝土公路工程中采用了再生混凝土。该混凝土路面总厚度260mm，底层采用190mm厚的再生混凝土，面层采用70mm厚的天然骨料混凝土。

目前，莫斯科已有5条废弃混凝土破碎和筛分工艺线投入运行。一般要求进入工艺线的废弃混凝土块体尺寸不大于0.74m×0.35m，工艺线的总功率一般为275kW，其生产率约为200m3/h。韩国一家装修公司最近开发成功从废弃混凝土中分离水泥，并使这种水泥能再生利用的技术。这种再生水泥的强度与普通水泥几乎一样，有些甚至更好，符合韩国的施工标准。这种再生水泥的生产成本仅为普通水泥的一半，而且在生产过程中不产生二氧化碳，有利于环保。因此这项技术不仅有利于解决建设中的废弃物处理问题，还能解决天然石资源短缺问题。

日本由于国土面积小，资源相对匮乏，因此，将废弃混凝土视为“建筑副产品”，十分重视将其作为可再生资源而重新开发利用。很早日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，并相继在各地建立了以处理废弃混凝土为主的再生加工厂，生产再生水泥和再生骨料，其生产规模最大的每小时可加工生产100吨产品。日本对于废弃混凝土的主导方针是：1.尽可能不从施工现场排出废弃混凝土等建筑垃圾；2.废弃混凝土等建筑垃圾要尽可能重新利用；3.对于重新利用有困难的则应予以无害化处理。东京在1988年对于废弃混凝土等建筑垃圾的重新利用率就已达到了56%；1996 年阪神大地震使日本许多高速公路和桥梁受损、大厦倒塌，产生的废弃混凝土有1500 万吨之多，几乎全部应用于震后重建。

随着社会文明的进步以及可持续发展战略的实施，我国对于废弃混凝土等建筑垃圾的有效管理和资源化再利用越来越重视。我国政府制定的中长期发展战略鼓励废弃混凝土等废弃物的开发利用。有关部门也对相关技术与示范工程项目给予了一定的资金与政策支持，支持综合利用废弃混凝土等建筑垃圾来生产新型建材。北京城建集团一公司曾回收800多吨废弃混凝土，经过处理后成功地用于砌筑砂浆、内墙和顶棚抹灰砂浆、细石混凝土楼面及混凝土垫层。湖北省襄樊市公路建设中大量回收利用了破损的混凝土路面，取得了良好的经济效益和社会效益。2003年7月，同济大学利用废弃混凝土研究铺筑了一条“再生路”。一年来，“再生路”每天都要经受数百次大小车辆的碾压，路面却依然平整如初。由此不难发现，废弃混凝土的再生利用在现实生活中是实际可行的。

通过实际应用实例发现，再生骨料混凝土显示出优良的保水性和和易性，这一点和普通混凝土是一致的。随着废弃混凝土骨料掺量的增加，再生混凝土表观密度有规律地降低，原因是废弃混凝土骨料的表观密度小，这对降低建筑物自重，提高构件跨度是有利的。

另外从再生混凝土的抗压强度上看，是完全可以满足工程建设要求的，目前广泛应用于道路建设中的路基、路面、路面砖等工程；在建筑工程中主要用于基础垫层、底板、台子、填充墙和非结构构件等抗压强度要求不是很高的部位。由于对再生混凝土的耐久性还没有作深入的研究，因此，再生骨料混凝土还没有被用于房屋结构中柱、梁、板等重要部位或构件。若采用加热、摩擦技术生产的再生混凝土骨料，其质量与天然骨料具有同样功能，以此骨料所形成的再生混凝土完全可以用于建筑工程中梁、板、柱等重要受力构件。

三、 结论

再生骨料混凝土的开发应用将基本解决城市废弃混凝土的处理问题，同时也极好的解决了城市固体废弃物的污染问题。同时每年将节约耕地，并可安排数百个就业机会，社会效益十分可观。同时再生混凝土与现阶段使用的商品混凝土相比较，前者有着良好的优势。首先从价格上看，石子需要花钱从采石场购买，厂家还需大笔运费，且骨料来源受季节限制。而再生粗骨料为废弃混凝土，费用近乎不计，且来源不受季节限制，唯一支付的就是废弃混凝土的破碎费用。而且郊区农民为得到混凝土中的钢筋，大部分大块混凝土已被粉碎，已省去部分破碎费用。显然，再生混凝土有着现阶段商品混凝土无法比拟的优越性，十分富有竞争力，市场前景广阔。因此废弃混凝土的再生利用不仅仅是一个美丽的梦想，而且是一个可以付诸于实际应用的良性循环之路。