淺談建筑垃圾的再生混凝土應用技術

易長龍 彭夢龍 劉 穎

長沙理工大學

1 前言

城鎮化建設過程中產生的建筑垃圾數量巨大，來源復雜，有樓體的建筑垃圾，有道路的建筑垃圾，有橋體的建筑垃圾。建筑垃圾不僅來源廣泛，而且種類繁雜。建筑垃圾中包含金屬，土制，復合材料。這些是建筑垃圾共有的特點。

2 再生混凝土的應用現狀

在我國城鎮化建設剛開始階段產生的廢舊建筑垃圾數量有限，大部分的建筑垃圾都進行了填埋或拋棄處理，基本沒有建筑垃圾的重復利用。當時技術還不成熟，建筑垃圾再生混凝土成本較高，混凝土材料的市場廣闊，混凝土材料價格不高，隨意使用不控制使用量。由于前期的混凝土材料不加節制，肆意揮霍，造成了大量浪費，并且污染了環境。隨著再生混凝土技術的應用得到重視和發展，在近幾年全國再生混凝土學術交流的平臺逐漸增多。由開始的地區內學術交流逐漸發展為國內相互交流。交流的范圍也從再生混凝土技術的學習，到再生混凝土技術的應用，再到今天的再生混凝土技術的創新。學術交流會也持續八年之久。2018年在南京航空航天大學承辦交流學術會。第六次全國再生混凝土學術交流會。交流會是由兩個重量級學術部門聯合主辦。分別是：中國土木工程學會混凝土與預應力混凝土分會，中國硅酸鹽學會固廢分會。這代表著中國最頂尖的再生混凝土處理技術。學術會中交流了混凝土在生活方面的科技，論文，以及技術，政策等。通過多次的全國交流會就可以看出我國對建筑垃圾再生混凝土技術的研發重視程度。

無論從經濟支持，政策引導，還是專家引領都促使我國建筑垃圾再生混凝土技術快速發展。不僅國內重視建筑垃圾的再生混凝土技術應用，國外也大力研發建筑垃圾的再生混凝土技術應用。建筑垃圾問題已成為全球公認的問題。這對建筑垃圾的再生混凝土技術創新和提升起到推動作用。建筑垃圾再生混凝土不僅是綠色環保工程，也符合我國提出的可持續發展戰略。城鎮化建設的速度逐步加快，廢舊城鎮建筑物數量增多。出現一邊廢棄一邊新建的狀況。因此廢棄的建筑垃圾與快速增長的建筑原料矛盾激化。再生混凝土技術以再生骨料混凝土為主，就是將建筑垃圾中的骨料進行提取，利用提取出來的骨料作為再生混凝土的原材料進行加工。而骨料的提取通常需要對建筑垃圾進行處理，只有處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產中，實現建筑垃圾的再生混凝土應用。

3 再生混凝土的基本性能

由建筑垃圾再生生產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質十分重要，再生混凝土材料質量直接影響著建筑物的穩定性和建筑物的使用年限。再生混凝土與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來源于建筑垃圾提取。而原材料制作而成的混凝土骨料來源于開采原料。為保證再生混凝土中骨料的品質，建筑垃圾中的再生骨料，都要經過嚴格的檢測和篩選，確保再生骨料的品質合格，屬性數值較高。只有再生骨料的品質較好，才能在與原生骨料相同的制作工藝下，生產出品質較好的混凝土。

例如在建筑垃圾中，提取出的骨料原料要經過嚴格的檢測。在力學性能上達到可以代替天然原料的標準，才可投入在混凝土生產中。力學性能好壞取決于建筑垃圾中提取骨料的原生骨料的力學性能數值。一般而言建筑垃圾中提取的骨料，原生骨料品質越好，力學性能數值越高。廢棄后在建筑垃圾中提取的再生骨料力學性能也較好。反之品質差的原生骨料生成的建筑垃圾提取的再生骨料品質也差。因此在建筑垃圾篩選過程中，也要嚴格挑選，保證篩選料的質量。盡管如此，在再生骨料較好的情況下，如果采用與再生骨料品質相同的原生骨料，相同加工工藝情況下，天然混凝土的力學強度是大于再生混凝土的。原因是再生混凝土與水泥攪拌后的強度低。同樣的水膠比，同樣的加工工藝和輔助材料，再生混凝土比原生混凝土，抗壓強度和抗彎折強度都低10%左右。

盡管如此，再生混凝土的抗壓指數也可以達到4MPa左右。完全可以滿足建筑物的工程需求。除此之外，衡量再生混凝土品質的另一個指標是耐久性。耐久性直接影響建筑物的使用年限。再生混凝土與天然混凝土相比，在其他屬性方面較差。如再生混凝土的抗腐蝕性和抗氧化性，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優秀，再生混凝土的品質通過檢測完全可以達到普通施工的合格數值。性能方面的其他缺陷，可以通過采取輔助加工或添加相關輔料進行提升。建筑垃圾再生混凝土技術在不斷地提升和創新過程中定會研發出品質更高的再生混凝土。

4 建筑垃圾再生混凝土的應用

4.1 創新建筑澆筑技術

澆筑是建筑工程中經常用的技術之一。建筑物的穩定性取決于建筑的承重結構。承重的主體或者結構主體，大部分是由混凝土澆筑而成。而澆筑過程的混凝土和澆筑技術，成為影響承重結構的重要因素。澆筑工程離不開模板。模版是根據設計圖和施工的實際情況，提前設計好的澆筑輔助工具。模板的選材非常重要，模板要選擇硬度較高的材質，這樣可以保證模板在使用的過程中不變形，同時模板要具有不吸水性。如果模板具有吸水性，就會吸附混凝土中的水分，從而影響混凝土的硬度，間接地影響工程質量。除此之外，模板還需方便和安全，在使用過程中，模板要方便操作，還不具有安全隱患。

現在的工程中大多使用木質原材料的模板。木質木板怕曬怕腐，要注重模板的保存方式。木質原材料模板方便搬運，易于塑形。但缺點是防腐性差，容易腐壞，使用壽命短。但可以在木質模板表面涂防腐涂料達到防腐的目的。現在使用的木質模板還有很多缺點，希望通過技術的創新能使用更加輕便硬度高，且耐腐蝕的材料做澆筑的模板。

4.2 工程整體材料的調整

再生混凝土往往不是獨立使用的，建筑中，常與其他材料混合使用。建筑工程中有三大主料：混凝土，水泥，沙石。水泥和沙石的質量和屬性也會影響到工程的品質，單有合格的再生混凝土，是無法百分百保證工程整體質量的。在水泥和沙石的選擇中要考慮再生混凝土的屬性，做到取長補短相互結合優勢，共同服務于工程整體。

以工程中沙石料的應用為例，沙石料是工程中使用量很少的輔助材料。盡管如此它的質量也需嚴格把關。在沙石料選擇的過程中，不僅要看它是否具有合格的手續和有效的使用時間，也要配合再生混凝土的屬性進行搭配。針對施工的場地環境選擇適宜的水分含量很重要。再生混凝土與沙石的添加比例直接與環境因素相關聯。再生混凝土與砂石混合的工藝也影響著工程濕度的數值。因此，施工中的材料選擇不僅要選擇質量較好的，也應選擇材料之間可以高效搭配的。合理的材料選擇不僅可以使工程事半功倍，還可以有效地節約資源，減少材料浪費，節約工程成本。

4.3 建筑垃圾的分揀技術

廢舊樓房的數量增加，導致建筑垃圾的數量持續上升。建筑垃圾中成分復雜，能用于再生混凝土的是骨料。起初我們進行建筑垃圾的分解工作都是依靠人工挑選，將建筑垃圾中的金屬，骨料，輔料進行一一分揀。建筑垃圾不僅體積大，重量重，而且分類困難，操作起來也很困難。經過國家的扶持，要想真正意義上做到建筑垃圾的高效普遍性回收利用，還要依靠科學的分揀技術。現階段分揀技術還不成熟，但已經在發展的路上。我們要給建筑垃圾分揀技術一些時間，相信有一天可以實現建筑垃圾的全自動化分揀。

4.4 再生混凝土的多領域應用

城鎮化建設終有一天會結束，但淘汰廢舊的樓房數量會保持平穩。因此，要想實現再生混凝土的持續和循環利用就需要多方面開發再生混凝土的使用渠道。再生混凝土不僅可以作用于工程，還可以用于工程后續的養護階段，以及小個體的領域。其他領域的應用對于混凝土的需求量可能相對較小，但積少成多，多個小領域統一使用再生混凝土后，有望實現再生混凝土的循環利用。

以道路工程的養護為例，道路工程是修多于建的一個工程。在道路修建初期，往往是用優質的材料和工藝建造高品質的道路。但是道路使用率較高，材料的使用年限往往達不到標注年限就已經損壞。因此，道路的維修和保養頻率也較高。道路的維修保養過程中，就要使用到再生混凝土。常見的道路問題，有因載重過大而造成的路面開裂。路面開裂需要清除開裂路面的碎石和沖突，防止路面持續開裂，造成開裂面擴大，從而影響整個路面的品質。橋體上發生路面開裂，情況更為危險。橋體表面的路面開裂情況十分嚴重，會影響整個橋面穩固性。路面裂縫過深還會影響橋柱的質量，造成整個橋結構不穩。因此路面的維修和養護都是定期高頻的工程。路面開裂后，需要用再生混凝土混合其他輔助性材料進行修復，修復后的路面會提升路面的抗壓性。道路養護除了修復開裂，還有養護工程，養護工程顧名思義就是對路面的保養。尤其是剛鋪設的新路面，在經過風吹日曬后路面會有硬化的現象，在發現路面有硬化現象后應及時進行路面的養護，使用再生混凝土和輔助材料在路面進行養護工作，確保路面水分留存，避免路面繼續硬化。除此之外，還有針對問題性的路面修復，都離不開再生混凝土的應用。因此再生混凝土在未來的工作生活中有許多的利用空間。

5 總結

建筑垃圾通過分揀和加工工藝制造再生混凝土，混凝土再次投入生產應用創造價值，這就是回收再利用的過程。在國家大力支持和政策引導下，建筑垃圾再生混凝土技術的應用與創新將逐步加快，以再生混凝土取代天然混凝土，保護自然資源，循序漸進。建筑工程要科學利用再生混凝土，大力發展建筑垃圾資源回收。建筑垃圾再生混凝土是一項有利于環境，有利于可持續發展的重要技術，是一項有利于人類長遠發展的重大措施。