建筑垃圾的再生混凝土应用技术研究

刘灿

摘要：随着我国社会的不断进步，经济的不断发展，我国的人口也越来越多，这就要求我国土地利用率提高，以推进我国的城市化进程，据调查显示，随着城市化建设的不断推进，大部分城区的旧建筑都在进行拆除重建，在建筑过程中，不可避免的产生了大量的建筑垃圾。本文从建筑垃圾的形成、我国实际状况和建筑垃圾造成的危害进行研究，分析再生混凝土技术研究的必然性，对此提出可行性措施，从而更好地发展。

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.

关键词：建筑垃圾;再生混凝土;可持续发展;城市化进程

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

中图分类号：TU528                                       文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）09-0159-03

1  建筑垃圾再生混凝土的产生

废弃混凝土的产生来源于多方面，主要来源于旧建筑物桥梁和混凝土路面，不仅建筑的拆除以及建造会产生建筑垃圾，日常的维修也会产生建筑垃圾，在制造混凝土的过程当中，搅拌和运输也产生了废弃混凝土，还有因为不可抗的原因，如自然灾害地震、台风、战争、洪水等，造成的建筑物大量倒塌而产生的废弃混凝土。我国目前每年拆除旧建筑物产生的建筑垃圾能够超过4000万吨，每年新浇筑的混凝土能达到2亿立方的量，而其中又因质量问题废弃很多，这说明我国对于混凝土的使用量还是非常高的，在现在城市化的不断推进，对老城区进行改造，建筑垃圾还将会不断增加废弃混凝土对于环境的破坏不止表面表现的这些，其排放量几乎是估计值的二倍，由于现在水泥煅烧需要更高品位的石灰石，对于天然砂石料开采更加严重，对于废弃的混凝土材料增加就更加无法避免了。

2  建筑垃圾再生混凝土的制造流程

2.1 技术原理

预拌混凝土主要材料是水泥、骨料、水以及掺入一定比例的外加剂、矿物掺和料等，还有在搅拌站经过计量的混凝土拌和物，其流程如图1所示。而建筑垃圾再生品制造预拌混凝土将废弃的建筑垃圾进行等级破碎和筛分当做骨料来替代砂石或者微粉矿物掺和料将部分水泥替代掉，降低碳排放即水泥或砂石的使用量。

2.2 关键技术

2.2.1 建筑垃圾高效分选技术

先采用人工分选分拣，再利用建筑垃圾分离机器进行垃圾的分选，在分离的过程中，体积和重量较小的轻质杂物可以通过风选法进行清除，将建筑垃圾的成分进行精确分选，减少原材料的使用并保障其稳定性。

2.2.2 再生微粉物理活化技术

高活性微粉可充当凝胶材料在混凝土生产过程中减少水泥的用量，而再生微粉就充当矿物掺和料在终端产品中减少水泥的用量。

2.2.3 建筑垃圾再生产品（微粉和骨料）制备混凝土技术

加强对再生微粉和再生骨料的应用，减少水泥和天然砂石的用量以减少碳的排放保护环境。并且根据混凝土、砂浆的工作性能、强度以及抗冻耐久性能等进行比例配合，将指标更好地控制在国家标准范围内。

3  建筑再生混凝土与普通混凝土的区别比较

3.1 物理性质的比较

再生混凝土是经由破碎机作用而成的，在破粹的过程中会出现一些片状的或有裂纹颗粒。因此，再生混凝土一般表面不够光滑，存在细小的缝隙，且表面残留部分水泥砂浆。所以，再生混凝土与普通混凝土相比，表观密度和堆积密度较小。而在相同用水量的情况下，再生混凝土的坍落度比普通混凝土小，流水性较差而粘聚性和保水性较好。究其原因是普通混凝土表面较为光滑，流水性较好，而再生混凝土则恰恰相反，表面凹凸不平，缝隙较多，吸水性较强，又增强了拌合物的摩擦性，提高了再生混凝土的粘聚性和保水性。

3.2 力学性能的比较

3.2.1 抗压强度

再生混凝土的取代率和湿度、再生混凝土的处理手段，再生混凝土的水灰比等方面都与普通混凝土存在不同程度的差异，以至于实验结果各不相同。以下列举三种不同的实验结果。

第一种实验结果是再生混凝土的抗压强度随着掺量的增加而不断增强，并且再生混凝土的抗压强度高于普通混凝土。

第二种实验结果是当两者的取代率维持在一定的区间范围内时，再生混凝土和普通混凝土的抗压强度相同。

第三种实验结果是当再生混凝土的掺量为30%、70%、100%时，随着再生混凝土掺量增加，再生混凝土的抗压强度低于普通混凝土的抗压强度。

3.2.2 抗拉强度和抗折强度

抗拉强度和抗折强度都是测量混凝土抗拉性能的重要指标。和抗压强度的实验一样，在进行抗拉强度和抗折强度的实验时，实验条件的不同导致了实验结果的不同。但在结合性实验中，得到的实验结果是再生混凝土的抗压强度和抗折强度均高于普通混凝土。

3.2.3 粘结强度

建筑工作的有效完成离不开混凝土和钢筋之间的粘结，粘结强度的大小直接影响建筑工程的稳定性。一般而言，再生混凝土表面较为粗糙，缝隙较多，具有更好的粘结面、更高的粘结强度和更强的吸水性。

3.2.4 弹性模数

再生混凝土的弹性模数低于普通混凝土，且随着掺量的增加而降低。

3.3 耐久性的比较

3.3.1 抗渗性

抗渗性是指混凝土抵抗水渗透的能力。而再生混凝土缝隙较多，抗渗性较差，需要通过提高再生混凝土的密度或者掺入粉煤灰来增加它的抗渗性。

3.3.2 抗磨性

再生混凝土的表面有水泥砂浆的吸附，砂浆的抗磨性较差，以至于再生混凝土的抗磨性较差，可以通过提高基体混凝土的强度进行改善。

3.3.3 抗腐蚀性

再生混凝土的渗透性较高，容易被硫酸盐侵蚀，可以通过掺入煤灰提高抗腐蚀性。

3.3.4 抗冻融性

再生混凝土本身性能具有一定的差异，因此一般情况下，再生混凝土的抗冻融性低于普通混凝土。

再生混凝土和普通混凝土各方面性质不尽相同，各有优势和劣势，在进行废弃混凝土的回收利用时，应该要准确把握两者之前存在的差异。

4  国内外建筑垃圾资源化利用案例分析

国外建筑垃圾的回收跟我国进行对比就控制的较好，国外的建筑垃圾产生时间比较分散，而且跟我国相比较少，而且国外的建筑大多以多层、砖木以及板式结构居多，因此在拆除时可以进行严格的分类和流程管理，相对我国的建筑资源化的利用率和回收率都相对比较高。建筑垃圾资源化的回收在许多先进发达国家已经实现，而且对建筑垃圾资源回收利用率甚至都达到了90%以上，下面我们举例一些先进发达国家的建筑垃圾资源化利用来对我国进行提高和对比。

4.1 中国

我国的环境问题随着建筑垃圾材料的增加越来越差，此时我国才开始对建筑垃圾资源化利用进行研究。所以我国对再生混凝土的研究也比较晚，而且还在实验阶段，但是已经获得了国家的专利，相信我国的建筑垃圾资源化利用率也会逐渐提高，从而也可以将环境质量也提高上去。

4.2 日本

日本是一个占据位置较小资源少的国家，所以针对眼前的资源要更加珍惜，所以日本对建筑垃圾再生利用方面起步也较早，更好的珍惜所拥有的材料。所以日本也制定了“再生资源法”来对建筑垃圾进行回收再利用，并且针对建筑垃圾的资源化利用提出了相关法律和制度，现日本对建筑垃圾的回收率也已经高达70%。

5  研究再生混凝土技术的必要性

随着我国城市化进程的不断推进，据我国情况的不完全统计，在建筑的施工过程当中，每万平方米的建筑地上就能产生建筑垃圾500到600吨，根据我国城市化进程的速度来看，我国在将来还将新增建筑面积约300亿平方米，我国有很多危险建筑和旧建筑需要将其拆除，由此可见将会产生多大的建筑垃圾量，粗略统计可能会达到20亿吨的量，这真是一个十分令人震撼的数字。

建筑材料中的混凝土使用是比较多的，混凝土中的砂石骨料占总质量的七成以上，这就导致我国对砂石骨料的需求量十分巨大，然而砂石骨料需要大量的开山采石，挖掘河沙，这种资源的大量使用，会导致当地水土流失，植被破坏，导致当地地基不稳，危害高速公路、桥基以及河道的安全，而且这种资源是需要长时间的恢复，单纯耗费自然资源的行为使其利用率大大降低，加速资源的消耗，城市化的不断推进是我国现代化发展的必经之路，但坚持可持续发展之路，也是我国经济发展的指导性战略，然而我國对于再生混凝土技术的研究相对比较落后，依旧处于初步探索阶段，对于大多数的建筑垃圾，主要处理方式还是进行填埋，这对我国的土地结构和自然环境，造成了很大的破坏，长此以往，对当地的居民造成了很大的影响，因此我国研究废弃混凝土的再生技术势在必行。

6  我国建筑垃圾再生混凝土技术的发展前景

自我国改革开放以来，中国经济不断的快速发展，但也由于发展过于迅速，环境成为一大问题，我国走上了其他发达国家“先发展、后治理”的老路，社会对于环境的保护和再生资源的利用关注度越来越高。我国作为国土面积较大的资源大国，在对于资源的使用方面，计划不够清晰，造成了极大的资源浪费，虽然短时间之内，我国的混凝土原材料不会出现短缺，但是我们也应当居安思危，防患于未然，为避免我国成为进口资源大国，各项资源只能靠进口来维持发展，在这方面受制于其他国家，我们应当大力支持再生混凝土的开发研究。目前我国再生混凝土的研究尚处于起步阶段，人们对于建筑垃圾成分的回收利用，意识还不够强，因此对于再生混凝土的开发研究，资源较为短缺的发达国家研究比我国更为先进。

混凝土是指由胶凝材料，将集料胶结合整体的工程复合材料的统称，通常混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石做集料，与水按照一定的比例配合而得的水泥混凝土。再生混凝土是将废弃混凝土经过清洗破碎分级之后，按照一定的比例配合之后得到的再生骨料，将这些再生骨料作为配合混凝土的材料，这种形势下产生的混凝土叫做再生混凝土。再生混凝土技术要求中，根据GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》中规定的实验方法，其主要性能指标如表一所示。RAC，是一种能够节约资源，减少碳排放的低碳混凝土，这种混凝土能够实现混凝土材料的可持续发展，优化混凝土产品的结构，减少能源消耗，促进混凝土行业走向低碳产业化。目前我国对于RCA的研究尚处于初步阶段，只有极少数的机构和单位，对于RCA的性质和应用进行了初步应用，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准备工作的，先是测试了一下RCA的材料性质是否符合高速公路的使用，并在这个过程当中了解RCA的特点，将其代替搅拌混凝土的集料浇筑在混凝土路面上，在这个过程当中，根据高速公路的特点加入早强剂，将RCA充分利用，达到快速通行的目的，使用RCA来代替天然集料，这在很大程度上节约了自然资源，节省了大量的成本和维护的资金，也保护了周边的自然环境，实现了良好的社会经济效益，贯彻落实科学发展观，保证了当地的可持续发展。

7  总结

其实，无论我们怎样思考去减少建筑垃圾，只要有人类活动的地方，都会不可避免的产生，人类现在的科技水平都不能做到完善的处理建筑垃圾，但我们可以尽量的避免一些大问题，最妥善的方法就是把它当做可再生资源，进行重新利用，当成建筑材料，这样不仅可以减少垃圾对环境的污染，还可以有效的保护当地的自然资源和人类的生存环境，在此，国家应当给予高度重视，提高政策的支持力度，完善相关的法律法规，加大科研的资金投入，做好前期的准备工作，努力的探索和研究针对于建筑垃圾当中最多的混凝土成分进行再生，积极学习国外先进的科学技术，引进先进的设备和管理理念，结合我国国内的多方面因素，不断的进行创新和完善，节省了建筑材料的消耗，提高资源利用率，在一定程度上保护了自然环境，减轻了土地的压力。总之，国家要做好长期投入这项公益事业的准备，个人也应当注重自己的个人修养，从我做起，每个人自发的遵守规定，有效的遏制住建筑垃圾的不断增加，在一定程度上减少了生态平衡的破坏和土地资源的污染，坚持科學发展战略，走可持续发展之路，有利于我国健康的绿色发展之路，取得更好的环境效益和经济效益。

参考文献：

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