论混凝土废弃物的再生利用

唐健玮

【摘要】：针对混凝土废弃物的环境问题，提出将其加工成为填方料、再生骨料或再生混凝土。介绍了再生骨料的特性及其生产工艺，对再生混凝土进行了一系列实验，证实了再生混凝土的工程性能。

【关键词】：混凝土废弃物;再生骨料;再生混凝土

随着城市化和小城镇建设进程的加快，城市住宅、写字楼、商业及工业建筑的更新和市政动迁规模不断加大，大量的原有旧建筑物被拆毁，产生了大量的建筑垃圾。另外，大量的新建建筑物在建设过程中也会产生很多建筑垃圾。目前，受经济利益驱动，国内有相当多的建筑商将这些建筑垃圾丢弃在附近的公共活动区域，这已成为一大公害。即使这些垃圾按照政策要求运到指定区域，国家目前还没有财力对其进行合理处置，这样会侵占大量耕地，并且导致严重的环境污染。所以，当前我国急需解决这一环境问题。另一方面，我国各种基本建设的进程在加快，急需大量的建筑材料，开采山石、淘挖河砂、掘坑取土等行為已经付出了沉重的代价，然而却仍在继续，且有愈演愈烈之势。

据统计，建筑垃圾若以重量计，混凝土废弃物约占48.35%，废砖石块占37.42%，这2种废弃物共占建筑垃圾的85.77%。显然，如何使这些废弃物变废为宝是处理建筑垃圾的最好办法。

1、混凝土废弃物用作填方料

大型广场、城市道路、公路、铁路等建筑物（构筑物）需要大量的土方、石方，目前的土石方来源一般是开山取石、掘地取土，这对生态环境造成了严重破坏。如果将混凝土废弃物进行破碎，然后对其筛分，再按照所需土石方级配要求混合均匀，则这些混凝土废弃物的破碎物完全可以作为填方料使用。根据工程具体要求，还可以将这种破碎物与天然土石方按照一定比例混匀使用。

2、再生骨料

混凝土废弃物的可利用价值并不仅仅局限于作为填方料，经过处理，它还可以作为混凝土的骨料使用（再生骨料），而且，使用这些骨料生产的再生混凝土的物理、力学性能并不比普通混凝土差。

2.1再生骨料生产工艺流程

再生骨料的生产工艺非常简单，一般的建筑企业经过努力都有能力生产。假如经过相关职能部门协调与扶持，也完全有可能在一些大中城市或大型工地建立集中生产的再生骨料工厂。

2.2再生骨料的特性

我国的混凝土构筑物，混凝土强度等级多在C30以下。混凝土废弃物采用妥善的方法破碎后，可以得到沿骨料界面剥离下来的大量原状颗粒，這些颗粒表面的粗糙度已较前显著提高，而且上面粘附的浆渣为再利用作骨料提供了有利条件。因解体和破碎时受力，有少量颗粒会沿原颗粒的岩石解理破裂，这既增加了新的粗糙面，又增强了棱角效应。

另外，通过反复的解体、破碎过程，原有骨料中的软质颗粒会被淘汰，粒形不良者也会得到改善。上述加大粗糙度、增加棱角效应、粒形的改善和坚固性的选优排列等，都使骨料得到优化。试验证实，从废弃混凝土中取出的原状骨料，通过筛析制成的混凝土，与用类似材质的未用过的骨料制成的级配、配合比相同的混凝土对比，前者的强度值显著提高。经解体、破碎的废弃混凝土，可得到一半以上的水泥-砂-细石屑聚集的块状物（砂浆集料），它们所呈现的粒形，比起某些层状解理的天然碎石的粒形要理想得多，砂浆集料还有表面多微孔、吸水率较大、具有水硬性等优越性。这使得砂浆集料的强度往往高出原混凝土的设计强度。砂浆集料被重新拌入混凝土后，会与新的水泥浆结晶共生，从而为集料与水泥浆的接触区水化产物的密实化创造了有利条件，最终组成更加致密的的接触区，使水泥石与集料的粘结力大于水泥石的强度。由于这种集料的表面是亲水的，能较快地被液相所湿润，表面的许多微孔内会吸入许多新的水泥颗粒，使接触区的水化更为完全。实验证明，只要恰当控制砂浆集料的粒径、控制它在新拌混凝土中的最佳比率，对提高混凝土强度或节约水泥都能起一定的作用。

在解体、破碎废弃混凝土时，收集到的粉渣类物料具有较大的潜在能。以下试验充分证实了这一点：将放置2年的混凝土以静压破坏，抛弃其碳化层，取适量粉料和含有部分上述砂浆集料的碎屑，经加工后研成细粉，按占水泥用量的3%做胶砂强度试验，结果与对照组相比，7 d的抗压强度提高6.6%，28 d提高5.3%。分析认为，由于废弃混凝土的粉料中含有未水化尽的水泥颗粒及其形成的水化物，这些物质通过特殊加工可以“苏醒”，加入到新的水泥拌合物中后，起了播入晶种的作用，这就是废弃混凝土生产的再生粉料具有潜在能的原因。

3、再生混凝土

利用再生骨料可以配制各种型号的再生混凝土，但一般来说还需要使用普通骨料与再生骨料搭配，其比例需要通过实验来决定。在配制再生混凝土时还需加入一些外加剂，如粉煤灰、减水剂等。

3.1 中低强度再生混凝土配制对比试验

为证明再生混凝土的可靠性，特设计了本对比实验。

对于中低强度混凝土，使用再生骨料配制的可靠性已得到证实，但对于高性能混凝土还需进行进一步研究。作者对此进行了一些探索。试验采用2种类型粗骨料，A类由某建筑物爆破后的混凝土块加工而成，B类为废弃混凝土路面加工物，细骨料为河砂，掺入了电厂生产的Ⅱ级粉煤灰和NF-2-6缓凝高效减水剂。用再生骨料取代率为60%的粗骨料配制成各种设计强度的混凝土。

当混凝土设计强度小于40 MPa时，再生混凝土的实际强度大于其设计强度，且其差值有逐渐增大的趋势。但即使是在设计强度达到70 MPa的情况下，其偏差仍不是很大。假如调整粗骨料的取代率，并且对配合比进行进一步优化，实际强度应该可以达到甚至超过其设计强度，但这还需要大量的试验证实。

4、结论

将大量混凝土废弃物进行批量化处理，然后作为建筑材料重新使用，所需技术设备比较简单，处理费用低，扣除现阶段的垃圾处理费、运输费和购买建筑材料费，甚至有很大的赢利空间，从经济技术上讲是切实可行的。更重要的是，它可以保护环境，节约资源，可以真正的实现建筑废弃混凝土的资源化、无害化。

我国目前的混凝土废弃物还没有得到有效利用，其关键原因是主观意识问题，建设者甚至全社会都还没有意识到混凝土废弃物及其所衍生的对环境的危害。政府相关部门以及环保、建材科技工作者应该对此进行积极引导，并在政策、舆论、技术等方面给予大力支持，争取尽快使这一技术得到大范围的推广应用。

参考文献：

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