浅谈建筑垃圾的再生混凝土应用技术

易长龙 彭梦龙 刘 颖

长沙理工大学

1 前言

城镇化建设过程中产生的建筑垃圾数量巨大，来源复杂，有楼体的建筑垃圾，有道路的建筑垃圾，有桥体的建筑垃圾。建筑垃圾不仅来源广泛，而且种类繁杂。建筑垃圾中包含金属，土制，复合材料。这些是建筑垃圾共有的特点。

2 再生混凝土的应用现状

在我国城镇化建设刚开始阶段产生的废旧建筑垃圾数量有限，大部分的建筑垃圾都进行了填埋或抛弃处理，基本没有建筑垃圾的重复利用。当时技术还不成熟，建筑垃圾再生混凝土成本较高，混凝土材料的市场广阔，混凝土材料价格不高，随意使用不控制使用量。由于前期的混凝土材料不加节制，肆意挥霍，造成了大量浪费，并且污染了环境。随着再生混凝土技术的应用得到重视和发展，在近几年全国再生混凝土学术交流的平台逐渐增多。由开始的地区内学术交流逐渐发展为国内相互交流。交流的范围也从再生混凝土技术的学习，到再生混凝土技术的应用，再到今天的再生混凝土技术的创新。学术交流会也持续八年之久。2018年在南京航空航天大学承办交流学术会。第六次全国再生混凝土学术交流会。交流会是由两个重量级学术部门联合主办。分别是：中国土木工程学会混凝土与预应力混凝土分会，中国硅酸盐学会固废分会。这代表着中国最顶尖的再生混凝土处理技术。学术会中交流了混凝土在生活方面的科技，论文，以及技术，政策等。通过多次的全国交流会就可以看出我国对建筑垃圾再生混凝土技术的研发重视程度。

无论从经济支持，政策引导，还是专家引领都促使我国建筑垃圾再生混凝土技术快速发展。不仅国内重视建筑垃圾的再生混凝土技术应用，国外也大力研发建筑垃圾的再生混凝土技术应用。建筑垃圾问题已成为全球公认的问题。这对建筑垃圾的再生混凝土技术创新和提升起到推动作用。建筑垃圾再生混凝土不仅是绿色环保工程，也符合我国提出的可持续发展战略。城镇化建设的速度逐步加快，废旧城镇建筑物数量增多。出现一边废弃一边新建的状况。因此废弃的建筑垃圾与快速增长的建筑原料矛盾激化。再生混凝土技术以再生骨料混凝土为主，就是将建筑垃圾中的骨料进行提取，利用提取出来的骨料作为再生混凝土的原材料进行加工。而骨料的提取通常需要对建筑垃圾进行处理，只有处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产中，实现建筑垃圾的再生混凝土应用。

3 再生混凝土的基本性能

由建筑垃圾再生生产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质十分重要，再生混凝土材料质量直接影响着建筑物的稳定性和建筑物的使用年限。再生混凝土与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来源于建筑垃圾提取。而原材料制作而成的混凝土骨料来源于开采原料。为保证再生混凝土中骨料的品质，建筑垃圾中的再生骨料，都要经过严格的检测和筛选，确保再生骨料的品质合格，属性数值较高。只有再生骨料的品质较好，才能在与原生骨料相同的制作工艺下，生产出品质较好的混凝土。

例如在建筑垃圾中，提取出的骨料原料要经过严格的检测。在力学性能上达到可以代替天然原料的标准，才可投入在混凝土生产中。力学性能好坏取决于建筑垃圾中提取骨料的原生骨料的力学性能数值。一般而言建筑垃圾中提取的骨料，原生骨料品质越好，力学性能数值越高。废弃后在建筑垃圾中提取的再生骨料力学性能也较好。反之品质差的原生骨料生成的建筑垃圾提取的再生骨料品质也差。因此在建筑垃圾筛选过程中，也要严格挑选，保证筛选料的质量。尽管如此，在再生骨料较好的情况下，如果采用与再生骨料品质相同的原生骨料，相同加工工艺情况下，天然混凝土的力学强度是大于再生混凝土的。原因是再生混凝土与水泥搅拌后的强度低。同样的水胶比，同样的加工工艺和辅助材料，再生混凝土比原生混凝土，抗压强度和抗弯折强度都低10%左右。

尽管如此，再生混凝土的抗压指数也可以达到4MPa左右。完全可以满足建筑物的工程需求。除此之外，衡量再生混凝土品质的另一个指标是耐久性。耐久性直接影响建筑物的使用年限。再生混凝土与天然混凝土相比，在其他属性方面较差。如再生混凝土的抗腐蚀性和抗氧化性，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优秀，再生混凝土的品质通过检测完全可以达到普通施工的合格数值。性能方面的其他缺陷，可以通过采取辅助加工或添加相关辅料进行提升。建筑垃圾再生混凝土技术在不断地提升和创新过程中定会研发出品质更高的再生混凝土。

4 建筑垃圾再生混凝土的应用

4.1 创新建筑浇筑技术

浇筑是建筑工程中经常用的技术之一。建筑物的稳定性取决于建筑的承重结构。承重的主体或者结构主体，大部分是由混凝土浇筑而成。而浇筑过程的混凝土和浇筑技术，成为影响承重结构的重要因素。浇筑工程离不开模板。模版是根据设计图和施工的实际情况，提前设计好的浇筑辅助工具。模板的选材非常重要，模板要选择硬度较高的材质，这样可以保证模板在使用的过程中不变形，同时模板要具有不吸水性。如果模板具有吸水性，就会吸附混凝土中的水分，从而影响混凝土的硬度，间接地影响工程质量。除此之外，模板还需方便和安全，在使用过程中，模板要方便操作，还不具有安全隐患。

现在的工程中大多使用木质原材料的模板。木质木板怕晒怕腐，要注重模板的保存方式。木质原材料模板方便搬运，易于塑形。但缺点是防腐性差，容易腐坏，使用寿命短。但可以在木质模板表面涂防腐涂料达到防腐的目的。现在使用的木质模板还有很多缺点，希望通过技术的创新能使用更加轻便硬度高，且耐腐蚀的材料做浇筑的模板。

4.2 工程整体材料的调整

再生混凝土往往不是独立使用的，建筑中，常与其他材料混合使用。建筑工程中有三大主料：混凝土，水泥，沙石。水泥和沙石的质量和属性也会影响到工程的品质，单有合格的再生混凝土，是无法百分百保证工程整体质量的。在水泥和沙石的选择中要考虑再生混凝土的属性，做到取长补短相互结合优势，共同服务于工程整体。

以工程中沙石料的应用为例，沙石料是工程中使用量很少的辅助材料。尽管如此它的质量也需严格把关。在沙石料选择的过程中，不仅要看它是否具有合格的手续和有效的使用时间，也要配合再生混凝土的属性进行搭配。针对施工的场地环境选择适宜的水分含量很重要。再生混凝土与沙石的添加比例直接与环境因素相关联。再生混凝土与砂石混合的工艺也影响着工程湿度的数值。因此，施工中的材料选择不仅要选择质量较好的，也应选择材料之间可以高效搭配的。合理的材料选择不仅可以使工程事半功倍，还可以有效地节约资源，减少材料浪费，节约工程成本。

4.3 建筑垃圾的分拣技术

废旧楼房的数量增加，导致建筑垃圾的数量持续上升。建筑垃圾中成分复杂，能用于再生混凝土的是骨料。起初我们进行建筑垃圾的分解工作都是依靠人工挑选，将建筑垃圾中的金属，骨料，辅料进行一一分拣。建筑垃圾不仅体积大，重量重，而且分类困难，操作起来也很困难。经过国家的扶持，要想真正意义上做到建筑垃圾的高效普遍性回收利用，还要依靠科学的分拣技术。现阶段分拣技术还不成熟，但已经在发展的路上。我们要给建筑垃圾分拣技术一些时间，相信有一天可以实现建筑垃圾的全自动化分拣。

4.4 再生混凝土的多领域应用

城镇化建设终有一天会结束，但淘汰废旧的楼房数量会保持平稳。因此，要想实现再生混凝土的持续和循环利用就需要多方面开发再生混凝土的使用渠道。再生混凝土不仅可以作用于工程，还可以用于工程后续的养护阶段，以及小个体的领域。其他领域的应用对于混凝土的需求量可能相对较小，但积少成多，多个小领域统一使用再生混凝土后，有望实现再生混凝土的循环利用。

以道路工程的养护为例，道路工程是修多于建的一个工程。在道路修建初期，往往是用优质的材料和工艺建造高品质的道路。但是道路使用率较高，材料的使用年限往往达不到标注年限就已经损坏。因此，道路的维修和保养频率也较高。道路的维修保养过程中，就要使用到再生混凝土。常见的道路问题，有因载重过大而造成的路面开裂。路面开裂需要清除开裂路面的碎石和冲突，防止路面持续开裂，造成开裂面扩大，从而影响整个路面的品质。桥体上发生路面开裂，情况更为危险。桥体表面的路面开裂情况十分严重，会影响整个桥面稳固性。路面裂缝过深还会影响桥柱的质量，造成整个桥结构不稳。因此路面的维修和养护都是定期高频的工程。路面开裂后，需要用再生混凝土混合其他辅助性材料进行修复，修复后的路面会提升路面的抗压性。道路养护除了修复开裂，还有养护工程，养护工程顾名思义就是对路面的保养。尤其是刚铺设的新路面，在经过风吹日晒后路面会有硬化的现象，在发现路面有硬化现象后应及时进行路面的养护，使用再生混凝土和辅助材料在路面进行养护工作，确保路面水分留存，避免路面继续硬化。除此之外，还有针对问题性的路面修复，都离不开再生混凝土的应用。因此再生混凝土在未来的工作生活中有许多的利用空间。

5 总结

建筑垃圾通过分拣和加工工艺制造再生混凝土，混凝土再次投入生产应用创造价值，这就是回收再利用的过程。在国家大力支持和政策引导下，建筑垃圾再生混凝土技术的应用与创新将逐步加快，以再生混凝土取代天然混凝土，保护自然资源，循序渐进。建筑工程要科学利用再生混凝土，大力发展建筑垃圾资源回收。建筑垃圾再生混凝土是一项有利于环境，有利于可持续发展的重要技术，是一项有利于人类长远发展的重大措施。