建筑垃圾的再生混凝土應(yīng)用技術(shù)研究

劉燦

摘要：隨著我國社會的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的人口也越來越多，這就要求我國土地利用率提高，以推進(jìn)我國的城市化進(jìn)程，據(jù)調(diào)查顯示，隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，大部分城區(qū)的舊建筑都在進(jìn)行拆除重建，在建筑過程中，不可避免的產(chǎn)生了大量的建筑垃圾。本文從建筑垃圾的形成、我國實(shí)際狀況和建筑垃圾造成的危害進(jìn)行研究，分析再生混凝土技術(shù)研究的必然性，對此提出可行性措施，從而更好地發(fā)展。

Abstract： With the continuous progress of China's society and the continuous development of the economy， China's population is also increasing， which requires China's land utilization rate to be improved to promote the urbanization process in China. According to the survey， with the continuous advancement of the urbanization construction， the old buildings in most urban areas are undergoing demolition and reconstruction， and in the construction process， a large amount of construction waste is inevitably generated. This paper studies the formation of construction waste， the actual situation in China and the damage caused by construction waste， analyzes the inevitability of research on recycled concrete technology， and proposes feasible measures for better development.

關(guān)鍵詞：建筑垃圾;再生混凝土;可持續(xù)發(fā)展;城市化進(jìn)程

Key words： construction waste;recycled concrete;sustainable development;urbanization process

中圖分類號：TU528 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）09-0159-03

1 ?建筑垃圾再生混凝土的產(chǎn)生

廢棄混凝土的產(chǎn)生來源于多方面，主要來源于舊建筑物橋梁和混凝土路面，不僅建筑的拆除以及建造會產(chǎn)生建筑垃圾，日常的維修也會產(chǎn)生建筑垃圾，在制造混凝土的過程當(dāng)中，攪拌和運(yùn)輸也產(chǎn)生了廢棄混凝土，還有因?yàn)椴豢煽沟脑?，如自然?zāi)害地震、臺風(fēng)、戰(zhàn)爭、洪水等，造成的建筑物大量倒塌而產(chǎn)生的廢棄混凝土。我國目前每年拆除舊建筑物產(chǎn)生的建筑垃圾能夠超過4000萬噸，每年新澆筑的混凝土能達(dá)到2億立方的量，而其中又因質(zhì)量問題廢棄很多，這說明我國對于混凝土的使用量還是非常高的，在現(xiàn)在城市化的不斷推進(jìn)，對老城區(qū)進(jìn)行改造，建筑垃圾還將會不斷增加廢棄混凝土對于環(huán)境的破壞不止表面表現(xiàn)的這些，其排放量幾乎是估計(jì)值的二倍，由于現(xiàn)在水泥煅燒需要更高品位的石灰石，對于天然砂石料開采更加嚴(yán)重，對于廢棄的混凝土材料增加就更加無法避免了。

2 ?建筑垃圾再生混凝土的制造流程

2.1 技術(shù)原理

預(yù)拌混凝土主要材料是水泥、骨料、水以及摻入一定比例的外加劑、礦物摻和料等，還有在攪拌站經(jīng)過計(jì)量的混凝土拌和物，其流程如圖1所示。而建筑垃圾再生品制造預(yù)拌混凝土將廢棄的建筑垃圾進(jìn)行等級破碎和篩分當(dāng)做骨料來替代砂石或者微粉礦物摻和料將部分水泥替代掉，降低碳排放即水泥或砂石的使用量。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 建筑垃圾高效分選技術(shù)

先采用人工分選分揀，再利用建筑垃圾分離機(jī)器進(jìn)行垃圾的分選，在分離的過程中，體積和重量較小的輕質(zhì)雜物可以通過風(fēng)選法進(jìn)行清除，將建筑垃圾的成分進(jìn)行精確分選，減少原材料的使用并保障其穩(wěn)定性。

2.2.2 再生微粉物理活化技術(shù)

高活性微粉可充當(dāng)凝膠材料在混凝土生產(chǎn)過程中減少水泥的用量，而再生微粉就充當(dāng)?shù)V物摻和料在終端產(chǎn)品中減少水泥的用量。

2.2.3 建筑垃圾再生產(chǎn)品（微粉和骨料）制備混凝土技術(shù)

加強(qiáng)對再生微粉和再生骨料的應(yīng)用，減少水泥和天然砂石的用量以減少碳的排放保護(hù)環(huán)境。并且根據(jù)混凝土、砂漿的工作性能、強(qiáng)度以及抗凍耐久性能等進(jìn)行比例配合，將指標(biāo)更好地控制在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3 ?建筑再生混凝土與普通混凝土的區(qū)別比較

3.1 物理性質(zhì)的比較

再生混凝土是經(jīng)由破碎機(jī)作用而成的，在破粹的過程中會出現(xiàn)一些片狀的或有裂紋顆粒。因此，再生混凝土一般表面不夠光滑，存在細(xì)小的縫隙，且表面殘留部分水泥砂漿。所以，再生混凝土與普通混凝土相比，表觀密度和堆積密度較小。而在相同用水量的情況下，再生混凝土的坍落度比普通混凝土小，流水性較差而粘聚性和保水性較好。究其原因是普通混凝土表面較為光滑，流水性較好，而再生混凝土則恰恰相反，表面凹凸不平，縫隙較多，吸水性較強(qiáng)，又增強(qiáng)了拌合物的摩擦性，提高了再生混凝土的粘聚性和保水性。

3.2 力學(xué)性能的比較

3.2.1 抗壓強(qiáng)度

再生混凝土的取代率和濕度、再生混凝土的處理手段，再生混凝土的水灰比等方面都與普通混凝土存在不同程度的差異，以至于實(shí)驗(yàn)結(jié)果各不相同。以下列舉三種不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果是再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著摻量的增加而不斷增強(qiáng)，并且再生混凝土的抗壓強(qiáng)度高于普通混凝土。

第二種實(shí)驗(yàn)結(jié)果是當(dāng)兩者的取代率維持在一定的區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，再生混凝土和普通混凝土的抗壓強(qiáng)度相同。

第三種實(shí)驗(yàn)結(jié)果是當(dāng)再生混凝土的摻量為30%、70%、100%時(shí)，隨著再生混凝土摻量增加，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度低于普通混凝土的抗壓強(qiáng)度。

3.2.2 抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度

抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度都是測量混凝土抗拉性能的重要指標(biāo)。和抗壓強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)一樣，在進(jìn)行抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件的不同導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同。但在結(jié)合性實(shí)驗(yàn)中，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均高于普通混凝土。

3.2.3 粘結(jié)強(qiáng)度

建筑工作的有效完成離不開混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)，粘結(jié)強(qiáng)度的大小直接影響建筑工程的穩(wěn)定性。一般而言，再生混凝土表面較為粗糙，縫隙較多，具有更好的粘結(jié)面、更高的粘結(jié)強(qiáng)度和更強(qiáng)的吸水性。

3.2.4 彈性模數(shù)

再生混凝土的彈性模數(shù)低于普通混凝土，且隨著摻量的增加而降低。

3.3 耐久性的比較

3.3.1 抗?jié)B性

抗?jié)B性是指混凝土抵抗水滲透的能力。而再生混凝土縫隙較多，抗?jié)B性較差，需要通過提高再生混凝土的密度或者摻入粉煤灰來增加它的抗?jié)B性。

3.3.2 抗磨性

再生混凝土的表面有水泥砂漿的吸附，砂漿的抗磨性較差，以至于再生混凝土的抗磨性較差，可以通過提高基體混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行改善。

3.3.3 抗腐蝕性

再生混凝土的滲透性較高，容易被硫酸鹽侵蝕，可以通過摻入煤灰提高抗腐蝕性。

3.3.4 抗凍融性

再生混凝土本身性能具有一定的差異，因此一般情況下，再生混凝土的抗凍融性低于普通混凝土。

再生混凝土和普通混凝土各方面性質(zhì)不盡相同，各有優(yōu)勢和劣勢，在進(jìn)行廢棄混凝土的回收利用時(shí)，應(yīng)該要準(zhǔn)確把握兩者之前存在的差異。

4 ?國內(nèi)外建筑垃圾資源化利用案例分析

國外建筑垃圾的回收跟我國進(jìn)行對比就控制的較好，國外的建筑垃圾產(chǎn)生時(shí)間比較分散，而且跟我國相比較少，而且國外的建筑大多以多層、磚木以及板式結(jié)構(gòu)居多，因此在拆除時(shí)可以進(jìn)行嚴(yán)格的分類和流程管理，相對我國的建筑資源化的利用率和回收率都相對比較高。建筑垃圾資源化的回收在許多先進(jìn)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，而且對建筑垃圾資源回收利用率甚至都達(dá)到了90%以上，下面我們舉例一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的建筑垃圾資源化利用來對我國進(jìn)行提高和對比。

4.1 中國

我國的環(huán)境問題隨著建筑垃圾材料的增加越來越差，此時(shí)我國才開始對建筑垃圾資源化利用進(jìn)行研究。所以我國對再生混凝土的研究也比較晚，而且還在實(shí)驗(yàn)階段，但是已經(jīng)獲得了國家的專利，相信我國的建筑垃圾資源化利用率也會逐漸提高，從而也可以將環(huán)境質(zhì)量也提高上去。

4.2 日本

日本是一個(gè)占據(jù)位置較小資源少的國家，所以針對眼前的資源要更加珍惜，所以日本對建筑垃圾再生利用方面起步也較早，更好的珍惜所擁有的材料。所以日本也制定了“再生資源法”來對建筑垃圾進(jìn)行回收再利用，并且針對建筑垃圾的資源化利用提出了相關(guān)法律和制度，現(xiàn)日本對建筑垃圾的回收率也已經(jīng)高達(dá)70%。

5 ?研究再生混凝土技術(shù)的必要性

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，據(jù)我國情況的不完全統(tǒng)計(jì)，在建筑的施工過程當(dāng)中，每萬平方米的建筑地上就能產(chǎn)生建筑垃圾500到600噸，根據(jù)我國城市化進(jìn)程的速度來看，我國在將來還將新增建筑面積約300億平方米，我國有很多危險(xiǎn)建筑和舊建筑需要將其拆除，由此可見將會產(chǎn)生多大的建筑垃圾量，粗略統(tǒng)計(jì)可能會達(dá)到20億噸的量，這真是一個(gè)十分令人震撼的數(shù)字。

建筑材料中的混凝土使用是比較多的，混凝土中的砂石骨料占總質(zhì)量的七成以上，這就導(dǎo)致我國對砂石骨料的需求量十分巨大，然而砂石骨料需要大量的開山采石，挖掘河沙，這種資源的大量使用，會導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮亮魇?，植被破壞，?dǎo)致當(dāng)?shù)氐鼗环€(wěn)，危害高速公路、橋基以及河道的安全，而且這種資源是需要長時(shí)間的恢復(fù)，單純耗費(fèi)自然資源的行為使其利用率大大降低，加速資源的消耗，城市化的不斷推進(jìn)是我國現(xiàn)代化發(fā)展的必經(jīng)之路，但堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展之路，也是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指導(dǎo)性戰(zhàn)略，然而我國對于再生混凝土技術(shù)的研究相對比較落后，依舊處于初步探索階段，對于大多數(shù)的建筑垃圾，主要處理方式還是進(jìn)行填埋，這對我國的土地結(jié)構(gòu)和自然環(huán)境，造成了很大的破壞，長此以往，對當(dāng)?shù)氐木用裨斐闪撕艽蟮挠绊?，因此我國研究廢棄混凝土的再生技術(shù)勢在必行。

6 ?我國建筑垃圾再生混凝土技術(shù)的發(fā)展前景

自我國改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)不斷的快速發(fā)展，但也由于發(fā)展過于迅速，環(huán)境成為一大問題，我國走上了其他發(fā)達(dá)國家“先發(fā)展、后治理”的老路，社會對于環(huán)境的保護(hù)和再生資源的利用關(guān)注度越來越高。我國作為國土面積較大的資源大國，在對于資源的使用方面，計(jì)劃不夠清晰，造成了極大的資源浪費(fèi)，雖然短時(shí)間之內(nèi)，我國的混凝土原材料不會出現(xiàn)短缺，但是我們也應(yīng)當(dāng)居安思危，防患于未然，為避免我國成為進(jìn)口資源大國，各項(xiàng)資源只能靠進(jìn)口來維持發(fā)展，在這方面受制于其他國家，我們應(yīng)當(dāng)大力支持再生混凝土的開發(fā)研究。目前我國再生混凝土的研究尚處于起步階段，人們對于建筑垃圾成分的回收利用，意識還不夠強(qiáng)，因此對于再生混凝土的開發(fā)研究，資源較為短缺的發(fā)達(dá)國家研究比我國更為先進(jìn)。

混凝土是指由膠凝材料，將集料膠結(jié)合整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱，通?；炷潦侵赣盟嘧髂z凝材料，砂、石做集料，與水按照一定的比例配合而得的水泥混凝土。再生混凝土是將廢棄混凝土經(jīng)過清洗破碎分級之后，按照一定的比例配合之后得到的再生骨料，將這些再生骨料作為配合混凝土的材料，這種形勢下產(chǎn)生的混凝土叫做再生混凝土。再生混凝土技術(shù)要求中，根據(jù)GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法，其主要性能指標(biāo)如表一所示。RAC，是一種能夠節(jié)約資源，減少碳排放的低碳混凝土，這種混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土材料的可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化混凝土產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，減少能源消耗，促進(jìn)混凝土行業(yè)走向低碳產(chǎn)業(yè)化。目前我國對于RCA的研究尚處于初步階段，只有極少數(shù)的機(jī)構(gòu)和單位，對于RCA的性質(zhì)和應(yīng)用進(jìn)行了初步應(yīng)用，比如在合肥到南京的高速公路上，就使用了RCA，施工之前是需要做好準(zhǔn)備工作的，先是測試了一下RCA的材料性質(zhì)是否符合高速公路的使用，并在這個(gè)過程當(dāng)中了解RCA的特點(diǎn)，將其代替攪拌混凝土的集料澆筑在混凝土路面上，在這個(gè)過程當(dāng)中，根據(jù)高速公路的特點(diǎn)加入早強(qiáng)劑，將RCA充分利用，達(dá)到快速通行的目的，使用RCA來代替天然集料，這在很大程度上節(jié)約了自然資源，節(jié)省了大量的成本和維護(hù)的資金，也保護(hù)了周邊的自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，保證了當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展。

7 ?總結(jié)

其實(shí)，無論我們怎樣思考去減少建筑垃圾，只要有人類活動的地方，都會不可避免的產(chǎn)生，人類現(xiàn)在的科技水平都不能做到完善的處理建筑垃圾，但我們可以盡量的避免一些大問題，最妥善的方法就是把它當(dāng)做可再生資源，進(jìn)行重新利用，當(dāng)成建筑材料，這樣不僅可以減少垃圾對環(huán)境的污染，還可以有效的保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源和人類的生存環(huán)境，在此，國家應(yīng)當(dāng)給予高度重視，提高政策的支持力度，完善相關(guān)的法律法規(guī)，加大科研的資金投入，做好前期的準(zhǔn)備工作，努力的探索和研究針對于建筑垃圾當(dāng)中最多的混凝土成分進(jìn)行再生，積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和管理理念，結(jié)合我國國內(nèi)的多方面因素，不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和完善，節(jié)省了建筑材料的消耗，提高資源利用率，在一定程度上保護(hù)了自然環(huán)境，減輕了土地的壓力?？傊?，國家要做好長期投入這項(xiàng)公益事業(yè)的準(zhǔn)備，個(gè)人也應(yīng)當(dāng)注重自己的個(gè)人修養(yǎng)，從我做起，每個(gè)人自發(fā)的遵守規(guī)定，有效的遏制住建筑垃圾的不斷增加，在一定程度上減少了生態(tài)平衡的破壞和土地資源的污染，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略，走可持續(xù)發(fā)展之路，有利于我國健康的綠色發(fā)展之路，取得更好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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