淺談廢棄混凝土的再生利用

馮若彤

【摘 要】目前我國建筑垃圾已占到城市垃圾總量的30～40%，其中很大一部分是舊房拆除過程中所產生的廢舊混凝土構件和塊體。傳統的建筑垃圾處理方法占用大量耕地，造成環境污染，引起霧霾。如何合理處理這部分建筑垃圾成為擺在我們面前的一個重要課題。

【關鍵詞】綠色建材 廢棄混凝土 再生利用

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.04.204

一、前言

我國資源相對貧乏、能源緊缺，在經濟快速發展的今天和未來很長一段時期，這兩方面的因素將影響我國經濟的跨越式發展。所以，節約能源、節約資源已經成為我國的一項基本國策。黨的十八大提出我國必須實施循環經濟戰略，走一條經濟發展、社會進步、生態和諧、人民富裕的新型工業化、現代化的發展之路。世界各國已普遍認識到，21世紀是循環經濟的時代。 在國民經濟發展當中，建筑材料長期以來是能源、資源的消耗大戶，也是“三廢”排放的最主要產業之一，建筑材料行業是以“高資源消耗、高能耗、高污染”為特點。這顯然背離了循環經濟發展模式，從根本上不適應當今及未來社會可持續發展。為此，發達國家已經開始大力推動綠色建材產業循環經濟發展，并取得了很大的收效。我國在這方面則起步較晚，面臨著十分艱巨的任務。

統計資料表明，工業固體廢棄物中40%是由建筑業排出的，其中廢棄混凝土是建筑業排出量最大的廢棄物。近二三十年來，世界范圍內城市化進程加快，對原有的建筑物拆除、改造的工程量日益增加，廢棄混凝土排放量隨之猛增。美國每年廢棄混凝土量約為3000萬噸；歐洲廢棄混凝土量從1980年的5500萬噸增加到目前的16200萬噸左右；在我國，僅上海每年產生的廢棄混凝土就有2000萬噸之多，除此之外還有建筑施工中產生的大量廢棄混凝土。在我國，廢棄混凝土大多堆積于城市郊區公路、河流附近的堆場，如此處理，將造成不容忽視的后果：（1）使生態環境惡化；（2）廢棄混凝土堆場占用了大量的土地甚至耕地；（3）嚴重影響市容和環境衛生。可見，如此巨量的廢棄混凝土若僅僅采取向堆場排放的簡單處置方法，則產生的危害直接威脅著人類生存環境和生態環境，在很大程度上制約著社會可持續發展戰略的實施。因此，廢棄混凝土的再生利用無疑成為了一條既環保又經濟的解決之路。

二、再生利用的可行性

在國外，一些發達國家早在二次世界大戰之后就開始了廢棄混凝土回收再利用的研究。20世紀40年代中期，美國、日本等國已經開始用廢棄混凝土再生骨料鋪筑路基基層。 自1982年起，美國在ASTMC-33-82“混凝土骨料標準”中將廢舊破碎的水硬性水泥混凝土包含進了粗骨料中。大約在同一時間，美國軍隊工程師協會也在有關規范和指南中鼓勵使用再生混凝土骨料。美國的CYCLEAN公司采用微波技術，可以100%的回收利用舊混凝土路面材料，其質量與新拌混凝土路面材料相同，而成本可降低1/3，同時節約了垃圾清運和處理等費用，大大減輕了城市的環境污染。

荷蘭是最早開展再生混凝土研究和應用的國家之一。在20世紀80年代，荷蘭就制定了有關利用再生骨料制備素混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土的規范。該規范規定了利用再生骨料生產上述混凝土的明確的技術要求，并指出，如果再生骨料在骨料中的重量含量不超過20%，那么，混凝土的生產就完全按照天然骨料混凝土的設計和制備方法進行。德國于1998年提出了“在混凝土中采用再生骨料的應用指南”，目前德國每個地區都有大型的再生混凝土綜合加工廠，德國一條混凝土公路工程中采用了再生混凝土。該混凝土路面總厚度260mm，底層采用190mm厚的再生混凝土，面層采用70mm厚的天然骨料混凝土。

目前，莫斯科已有5條廢棄混凝土破碎和篩分工藝線投入運行。一般要求進入工藝線的廢棄混凝土塊體尺寸不大于0.74m×0.35m，工藝線的總功率一般為275kW，其生產率約為200m3/h。韓國一家裝修公司最近開發成功從廢棄混凝土中分離水泥，并使這種水泥能再生利用的技術。這種再生水泥的強度與普通水泥幾乎一樣，有些甚至更好，符合韓國的施工標準。這種再生水泥的生產成本僅為普通水泥的一半，而且在生產過程中不產生二氧化碳，有利于環保。因此這項技術不僅有利于解決建設中的廢棄物處理問題，還能解決天然石資源短缺問題。

日本由于國土面積小，資源相對匱乏，因此，將廢棄混凝土視為“建筑副產品”，十分重視將其作為可再生資源而重新開發利用。很早日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》，并相繼在各地建立了以處理廢棄混凝土為主的再生加工廠，生產再生水泥和再生骨料，其生產規模最大的每小時可加工生產100噸產品。日本對于廢棄混凝土的主導方針是：1.盡可能不從施工現場排出廢棄混凝土等建筑垃圾；2.廢棄混凝土等建筑垃圾要盡可能重新利用；3.對于重新利用有困難的則應予以無害化處理。東京在1988年對于廢棄混凝土等建筑垃圾的重新利用率就已達到了56%；1996 年阪神大地震使日本許多高速公路和橋梁受損、大廈倒塌，產生的廢棄混凝土有1500 萬噸之多，幾乎全部應用于震后重建。

隨著社會文明的進步以及可持續發展戰略的實施，我國對于廢棄混凝土等建筑垃圾的有效管理和資源化再利用越來越重視。我國政府制定的中長期發展戰略鼓勵廢棄混凝土等廢棄物的開發利用。有關部門也對相關技術與示范工程項目給予了一定的資金與政策支持，支持綜合利用廢棄混凝土等建筑垃圾來生產新型建材。北京城建集團一公司曾回收800多噸廢棄混凝土，經過處理后成功地用于砌筑砂漿、內墻和頂棚抹灰砂漿、細石混凝土樓面及混凝土墊層。湖北省襄樊市公路建設中大量回收利用了破損的混凝土路面，取得了良好的經濟效益和社會效益。2003年7月，同濟大學利用廢棄混凝土研究鋪筑了一條“再生路”。一年來，“再生路”每天都要經受數百次大小車輛的碾壓，路面卻依然平整如初。由此不難發現，廢棄混凝土的再生利用在現實生活中是實際可行的。

通過實際應用實例發現，再生骨料混凝土顯示出優良的保水性和和易性，這一點和普通混凝土是一致的。隨著廢棄混凝土骨料摻量的增加，再生混凝土表觀密度有規律地降低，原因是廢棄混凝土骨料的表觀密度小，這對降低建筑物自重，提高構件跨度是有利的。

另外從再生混凝土的抗壓強度上看，是完全可以滿足工程建設要求的，目前廣泛應用于道路建設中的路基、路面、路面磚等工程；在建筑工程中主要用于基礎墊層、底板、臺子、填充墻和非結構構件等抗壓強度要求不是很高的部位。由于對再生混凝土的耐久性還沒有作深入的研究，因此，再生骨料混凝土還沒有被用于房屋結構中柱、梁、板等重要部位或構件。若采用加熱、摩擦技術生產的再生混凝土骨料，其質量與天然骨料具有同樣功能，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、柱等重要受力構件。

三、 結論

再生骨料混凝土的開發應用將基本解決城市廢棄混凝土的處理問題，同時也極好的解決了城市固體廢棄物的污染問題。同時每年將節約耕地，并可安排數百個就業機會，社會效益十分可觀。同時再生混凝土與現階段使用的商品混凝土相比較，前者有著良好的優勢。首先從價格上看，石子需要花錢從采石場購買，廠家還需大筆運費，且骨料來源受季節限制。而再生粗骨料為廢棄混凝土，費用近乎不計，且來源不受季節限制，唯一支付的就是廢棄混凝土的破碎費用。而且郊區農民為得到混凝土中的鋼筋，大部分大塊混凝土已被粉碎，已省去部分破碎費用。顯然，再生混凝土有著現階段商品混凝土無法比擬的優越性，十分富有競爭力，市場前景廣闊。因此廢棄混凝土的再生利用不僅僅是一個美麗的夢想，而且是一個可以付諸于實際應用的良性循環之路。