廢舊混凝土的再生及利用

郭榮航 胡錦錦

（鄭州財經學院）

0 前言

自19世紀中期，法國園丁莫尼耶將混凝土澆筑在鋼筋網上制成鋼筋混凝土花盆之后，混凝土在世界上得到充分肯定。至21世紀，我國建筑行業進入發展高潮。混凝土在房屋建筑、道路橋梁、地鐵隧道建設中被大量采用，就混凝土的數量而言我國一度領先諸多發達國家。在2008年左右的三年時間里，中國的混凝土澆注量與整個20世紀的美國相當。混凝土作為最大的人工石料，在原材料開采及使用的過程中，勢必占用大量的自然資源，破壞維持已久的自然環境，原材料的開發已成為可持續發展的負擔。且粗細骨料作為混凝土重要組成原材料，若將每年產生的廢舊混凝土有效處理并再生利用,能夠有效緩解我國骨料生產不足的現象,進而配制成再生混凝土。堅持廢舊混凝土的可持續發展理念，可以顯著改善我國的自然環境，提高我國的社會經濟效益。

在21世紀，廢舊混凝土處理成為世界諸多國家需要面對的問題,而廢舊混凝土再生處理是現階段解決這一問題的有效途徑，國外許多國家通過的有關制度促進廢舊混凝土的研究和發展。1976年,國際材料和結構研究與測試試驗聯合會（RILEM）設立了混凝土拆除和再利用技術委員會。2005年我國頒布了《城市建筑垃圾管理規定》，根據此項規定，建筑垃圾需要以無害的方式處理，并以誰產生、誰承擔處置責任為原則，對于違反這一規定的單位和個人在經濟給予嚴懲。這些政策和法律是發展廢舊混凝土最有力的支持。

1 產生廢舊混凝土的原因

我國廢舊混凝土主要來自以下幾個方面：

1)產生廢混凝土的主要原因是城市拆除、工程改造和老化廢棄建筑物的拆除。有數據顯示僅上海市每年產生建筑類垃圾數量達700 萬噸。

2）因質量等原因導致商用混凝土廢棄量占年混凝土產量的2%左右。

3）從遭受洪水、地震和臺風等自然災害破壞的建筑物中清理出的廢棄混凝土。

2 國內外再生混凝土的發展及現狀

目前再生混凝土性能和再生骨料性質是諸多國家集中研究的兩個方向。例如，日本土地面積小，資源稀缺。重視廢舊混凝土的循環利用。1977年日本頒布了《資源重新利用促進法》和《再生骨料和再生混凝土使用規范》兩項法律規定，要求建筑物拆除產生的一系列垃圾必須進行再生利用，1995年時，廢舊混凝土回收利用率為65%，到2000年回收利用率高達90%。其發明的處理方法是將廢舊混凝土進行破碎，再別將作用于結構的骨料和地基改良材料的水泥組分開。其他國家在廢舊混凝土相關研究中同樣取得了極為顯著的成果，1990年丹麥每年產生廢舊混凝土中有超過67.2%被回收利用; 2000年荷蘭計劃回收廢舊混凝土年產量的90%。

建筑行業在中國發展較晚，在廢舊混凝土處理上落后于建筑行業起步較早的國家，與早期使用混凝土并加以回收利用的國家相比，我國處理廢舊混凝土過程中缺乏完善的系統和缺少較完善的技術標準,生產的再生集料仍處于實驗階段。因此，大量的廢舊混凝土在國內處理方式依舊以填埋、堆放為主，這使得處理過程中仍要占用、浪費大量土地資源，與綠色可持續發展相向。因此我國政府同樣鼓勵與支持專家學者對廢棄物展開研究和應用,致力于發展綠色經濟、循環經濟，實現資源可回收、可加工、可再生以及拆除工程無污染、零排放。

3 再生骨料的基本性質

1）抗壓強度。再生混凝土的抗壓強度受原廢舊混凝土強度影響較大，通常情況下與原廢舊混凝土抗壓強度呈正相關，同水灰比下28d 抗壓強度相比原廢舊混凝土低15%，隨混凝土齡期增加，兩者的抗拉強度差幅會逐漸減小。從普通建筑物拆除的混凝土強度一般在C20 左右，經處理產生的再生集料拌過后得到的再生混凝土強度在23.5Mpa 左右，滿足混凝土強度要求。

2)抗拉強度。與抗拉強度相同，再生混凝土的抗拉強度與原有廢棄混凝土也有緊密的關系，一般要比天然集料混凝土的抗拉強度低18%左右，再生骨料混凝土的抗拉強度同樣隨著齡期增加而增加，但28d 后基本保持不變，若想要進一步提高再生混凝土抗拉強度，可在拌和過程中適量加入減水劑和細硅粉，提上效果在28d 后作為顯著。

3）工作性。經理后的再生骨料與天然骨料相比，其表面粗糙度的增加，使得再拌和過程中，粗糙表面增加了生骨料與澆筑之間的摩擦力。經過破碎混凝土產生的骨料孔隙率提升，以至于在拌和過程中出現吸水性大、用漿量多的特點，并隨著再生集料占比增加拌和產生的混凝土坍落度減小。

4）收縮性。基于再生骨料的特點，再生混凝土的收縮率要高于天然集料混凝土，且收縮率與干縮時間成正相關關系。再生骨料替代天然骨料的比例在50%以上時，隨再生骨料占比增加干縮時間將大于天然集料混凝土。

4 廢舊混凝土再生利用帶來的的環境效益、社會效益以及經濟效益

廢舊混凝土的再生利用能夠協調環境發展過程中出現的一些問題，解決我國骨料不足的現象，具有良好的環境、社會和經濟效益，具體體現在以下幾個方面：

1）就目前來說，混凝土是使用量最大的人造石料，其原料在開采及生產過程中對自然資源的占用以及對自然環境的破壞非常嚴重。同樣我國每年產生巨量廢舊混凝土在處理過程中也是一個難題，不僅占用大量土地資源，并引發環境方面上的諸多負面問題，廢舊混凝土的再生利用在一定程度上解決了因建筑垃圾造成的環境問題。利用廢舊混凝土生產再生骨料混凝土，可節約62%的石灰石資源，同時減少二氧化碳排放量20%。廢舊混凝土再生利用能真正保護平衡已久自然資源和生活環境。

2）與其他資源稀缺的國家相比，目前中國的天然骨料生產并不稀缺，但資源最終是有限的，無法不受控制地生產和開采天然骨料。廢舊混凝土的回收利用可以減少天然骨料的開發和生產，從根本上抑制天然骨料過度開采的現象，減少對生態環境的破壞，對我國的江山保護，維護社會的可持續發展，保障生態環境的和平與穩定具有重要意義。

3）垃圾處理時必須考慮的是政府的政策和法規，一般根據距離垃圾處理源的路程來確定城市垃圾處理的有關費用，堆放建筑類垃圾的位置和數量很大程度上影響處理成本。若廢物混凝土在附近或現場處理，則可重新使用回收的骨料，從而有效地降低廢物混凝土在裝卸、運輸等過程中的成本，從而降低了回收集料的成本和處置建筑廢物的成本，減輕了社會負擔。丹麥、荷蘭和日本等國資源短缺，每年需要從周邊資源相對豐富的國家進口大量天然資源。正因為如此，這些資源稀缺的國家對廢舊混凝土的研究和開發產生了不同程度的重視，希望得到再生骨料。再生廢舊混凝土的利用，填補由于缺乏天然骨料的空缺，提高廢混凝土本身的經濟價值。這些國家出臺了許多優惠政策，以促進再生混凝土的發展，提高再生混凝土的產量。新加坡政府為促進廢舊混凝土的回收利用提供了一系列的激勵政策，如提供再生建筑材料來源堆垛基地、再生建材廠基地、無限期免稅配額、綠色產品開發激勵等。我國政府若也針對廢舊混凝土研究和應用在政策和財力上提供支持和資助，必將加快和改善廢舊混凝土相關研究和再生骨料的應用發展。我國廢混凝土本就高產，將產量巨大的廢舊混凝土充分利用，提高了再生骨料的經濟效益和應用價值。

5 結論

1.廢舊混凝土的處理過程中以“減量化、循環再生、重復使用””為基本原則。廢舊混凝土作為可再生資源，其再生骨料在施工過程中發生反應，并以不同的方式轉化為新的“綠色建筑產品”。

2.再生廢舊混凝土的應用減少了資源消耗，節約使用建筑材料，減少原材料的采購價格，同時，充分利用可再生資源。在減少建筑垃圾排放量的同時節約與垃圾處理相關的成本，并減輕自然環境污染程度和社會負擔。廢舊混凝土的應用和發展改善了人類賴以生存的自然環境，有利于我國可持續發展戰略的實施。因此，廢舊混凝土的回收利用具有較好的環境、社會效益和經濟效益，同時也為下一代創造和保存了可持續發展的資源和環境。