再生混凝土發展現狀及趨勢

孫超 雷敏 王曦 師滿學 馮凱凱

摘 要：結合現實背景說明再生混凝土研究的必要性，能帶來的社會效益。總結了再生混凝土國內外發展現狀，分析了再生混凝土發展面臨的問題，并探索了再生混凝土的發展方向及發展趨勢。

關鍵詞：再生混凝土;研究現狀;發展趨勢

前言

再生混凝土是指將廢棄的混凝土經過加工、破碎、分級后，按照一定的比例混合形成再生骨料，部分或完全替代天然骨料配置而形成的新混凝土。隨著我國經濟持續高速發展，建筑業也發展迅猛。大規模基礎設施建設的同時也存在巨大的資源浪費和環境破壞，資源短缺和生態環境惡化成為我國現階段面臨的突出問題，制約著我國經濟社會的良性發展。據統計，我國的混凝土使用量占到全世界總使用量的45%，預計到2020年國內建筑廢棄物的產量將達到驚人的39.66 億噸。廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它們合理的回收利用，生產再生混凝土用到新的建筑物上，不僅能降低成本，節省天然資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕廢棄混凝土對環境的污染。利用廢棄建筑垃圾充當混凝土骨料，生產新的混凝土，既節省了處理建筑垃圾的費用，又保護了環境和節約了資源，具有重大意義[1]。

1.國外再生混凝土發展現狀

建筑垃圾處理一直以來都是一個全世界都面臨的問題，在一些發達國家，自上個世紀中期就已經開始研究建筑垃圾的處理及回收再利用技術。在垃圾再利用方面具有成功的經驗，并做了大量基礎性研究工作，各種管理方式，建筑垃圾回收利用技術也基本成熟，處理效果也比較好，有許多成功的經驗值得我們借鑒。

1946年，俄國學者Glushge率先提出了建筑垃圾再生利用的概念，并對再生混凝土基本性能進行了研究。德國將再生混凝土大量應用于公路路面工程，并于1998年8月提出了《在混凝土中采用再生骨料的應用指南》。美國是最早進行建筑垃圾綜合處理的發達國家之一，早在1915年就對筑路中產生的廢舊瀝青進行了研究利用[2]。在長達近一個世紀的實踐中，美國在建筑垃圾處理方面，形成了一系列完整、全面、有效的管理措施和政策、法規，使得美國建筑垃圾再生利用率接近100%[2]。日本由于國土面積狹小，資源十分匱乏，因此十分重視資源的再生利用。日本自從上世紀初就開始制定建筑垃圾處理的相關法律，1995年時再生利用率都已超過65%，在2000年時達到90%的利用率[3]。德國的建筑垃圾循環利用率也較高，混凝土的再利用率達到80%以上[4]。韓國政府于2003年制定了《建筑廢棄物再生促進法》，又先后對其進行了2次修改[4]。規定了建筑垃圾產生單位應履行的義務及需具備的技術能力、規模。此外，還要求滿足使用范圍的建設工程必須使用一定數量的再生產品，否則予以處罰。發達國家積極的將建筑垃圾處理當成一種新興產業來打造，在未來30年間，將出現“十大新興技術”，發達國家將其中有關“垃圾處理”的新興技術列為第二位[3]。

2.國內再生混凝土發展現狀

我國的建筑垃圾管理起步于20世紀90年代初，目前不僅范圍有限，而且現有的管理制度、政策、法律和法規不夠健全，一些地區的政府或建筑商仍然對垃圾管理認識不足、管理不善，從而導致亂堆亂棄現象嚴重。目前，絕大部分建筑垃圾都未經處理就直接填埋在市郊，不僅占用大量土地資源，也給土壤和地下水的質量帶來了威脅，留下了污染隱患。近幾年，建筑垃圾受到全社會的關注，我國大部分城市采取了相應措施，取得了一定成績，但還遠遠不夠。

香港地區由于土地資源相對匱乏，十分重視建筑廢棄物的處理問題。香港政府為解決建筑垃圾堆填與土地資源之間的矛盾，從宏觀政策和微觀技術兩個層面雙管齊下，制定了系列相關政策和措施，并取得了良好的效果[5]。2008年，香港成立建筑業減廢工作組，采取“誰產生誰付費”原則，征收建筑廢棄物處理費;修訂《建筑物條例》，在拆毀公共建筑物時提供現場廢棄物分類機械;推行《減少廢棄物示范計劃》，積極鼓勵采用新工藝處理建筑廢棄物。

1992 年 6 月，北京城建集團一公司先后在 9 萬平方米不同結構類型的多層和高層建筑的施工過程中，回收利用各種建筑廢渣 840 多噸，用以砌筑砂漿、內墻和頂棚抹灰、細石混凝土樓地面和混凝土墊層，使用面積達 3 萬多平方米，節約資金 3.5 萬余元[6]。2001年，天津市利用 500 萬立方米建筑垃圾“堆山造景”，造就了占地約 40 萬平方米的人造山。用三年時間完成了一個“山水相繞、移步換景”的特色景觀，成為市民游覽休閑的大型公共綠地[7]。申城也有一些嘗試“變廢為寶”的區域，閔行區試點生態住宅樓旁，已鋪就一段利用廢棄混凝土再生材料替代天然石料的道路，而虹口區廣粵路，十年前就利用生活垃圾和建筑垃圾，堆起了一座“靶子山”，如今人造假山上綠樹成蔭，一點“垃圾”的影子都看不到[8]。

2008年，邯鄲市高138米的邯鄲國際商務中心竣工，該大廈所用的磚全部是用建筑垃圾制成，工程質量及運營良好。邯鄲市全有環保建材有限公司將建筑垃圾粉碎成顆粒和粉末，配合一定比例的粉煤灰和水泥，經過攪拌、預養等工序后，即可生產出不同標號的標磚和多孔磚[9]。

河北工專新興科技服務總公司開發成功一種“用建筑垃圾夯擴超短異型樁施工技術”，在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性進展。經測算，該項技術較其它常用技術可節約基礎投資 20%左右[10]。

3.我國再生混凝土發展面臨的問題

我國建筑廢棄物資源化率不足5%，而歐盟國家每年資源化率超過90%，韓國、日本建筑廢棄物資源化率已經達到97%以上。在資源日益費乏、環境問題日益嚴重的年代，再生資源回用是大勢所趨、循環經濟是根本之道。許多專家、學者開始研究如何能夠變廢為寶，將大量的廢混凝土制作成再生混凝土應用到實際工程中去，并對再生混凝土的開發利用進行了立項研究。

目前我國的再生混凝土研究工作基本上處于實驗室階段，沒有大范圍的應用，只有一些局部的試驗性應用，缺乏較系統的應用研究，技術上也缺乏較完善的再生混凝土技術規程、技術標準。再生混凝土在原材料、配合比以及施工工藝等方面與普通混凝上存在較大差異，因而現行普通混凝土標準、規范已不能夠適合再生混凝土。

在再生混凝土實際利用方面，發展較為緩慢，建筑垃圾分類收集的程度不高，廢棄混凝土回收利用率低。廢棄混凝土處理及資源化利用技術水平相對落后，廢棄混凝土處理投資少，法規不健全，建設工作者的環境意識不高 [11]。

4.再生混凝土發展展望

相比普通混凝土，再生混凝土具有自重輕、孔隙率大、保溫隔熱性能好和透水性強及強度低的特點。當前再生骨料常用于道路工程墊層、素混凝土墊層、大體積混凝土、混凝土砌塊磚等方面。通過一定的技術途徑對再生骨料進行合理處理，也可以用來配制高性能混凝土從而廣泛用于各種承重結構中。當前，對再生混凝土的應用還應從發展其優點并將其缺點轉化成優點這一基本思想出發，提高廢混凝土的利用價值。因而，鑒于再生混凝土的各種特點與普通混凝土相比有明顯不同，可以針對再生混凝土的特點設計出相應的符合社會有關需求的產品。再生骨料生產的前期投資較大，生產成本高于直接開采得到的天然骨料。但是如果對城市建筑廢料的處理和整個城市的長期發展而言是有利的。再生混凝土發展仍有很多未完善的地方，如關于再生混凝土的堿骨料反應與耐火性能的研究急需開展;常用的再生混凝土--般強度較低，如何配制高強度的再生混凝土也尚待研究。再生混凝土的優勢將隨著相關領域研究的深人而更為明顯，再生混凝土作為一種綠色環保的建筑材料必將有廣闊的發展空間。

參考文獻

[1] 俞梁.《淺析我國建筑垃圾的處理對策》，《中外建筑》，2012年第12期.

[2] 李清海，孫蓓.國外建筑垃圾再生利用的研究動態及發展趨勢[J].國外建材科技，2005（2）.

[3] 蒲云輝，唐嘉陵.日本建筑垃圾資源化對我國的啟示.施工技術.2012，41（11）.

[4] Amnon，Katz，Hadassa，Baum. A novel methodology to estimate the evolution of construction waste in construction sites，Waste Management. 2010（8）.

[5] 陸凱安.我國建筑垃圾的現狀與綜合利用[J].施工技術. 2006（5）.

[6] 劉秉潔.西安市建筑垃圾資源化研究[D].西安：長安大學. 2013年 5月.

[7] 張雄.地震災區建筑垃圾資源化利用[J].建設科技. 2006年 8月.

[8] 朱東風.城市建設垃圾處理研究[D].南京：華南理工大學. 2010年 5月.

[9] 肖燕.西安市建筑垃圾的現狀分析及綜合利用[D].西安：長安大學. 2008年 5月.

[10] 雷敏. 再生混凝土力學性能研究[J].江西建材.2014（14）.

[11] 杜婷等，再生混凝土的研究現狀及存在問題[J]，建筑技術，2003（2）.

基金項目：2018年陜西省大學生創新創業訓練計劃項目（201849007）：水飽和再生混凝土力學性能研究