废旧混凝土的再生及利用

郭荣航 胡锦锦

（郑州财经学院）

0 前言

自19世纪中期，法国园丁莫尼耶将混凝土浇筑在钢筋网上制成钢筋混凝土花盆之后，混凝土在世界上得到充分肯定。至21世纪，我国建筑行业进入发展高潮。混凝土在房屋建筑、道路桥梁、地铁隧道建设中被大量采用，就混凝土的数量而言我国一度领先诸多发达国家。在2008年左右的三年时间里，中国的混凝土浇注量与整个20世纪的美国相当。混凝土作为最大的人工石料，在原材料开采及使用的过程中，势必占用大量的自然资源，破坏维持已久的自然环境，原材料的开发已成为可持续发展的负担。且粗细骨料作为混凝土重要组成原材料，若将每年产生的废旧混凝土有效处理并再生利用,能够有效缓解我国骨料生产不足的现象,进而配制成再生混凝土。坚持废旧混凝土的可持续发展理念，可以显著改善我国的自然环境，提高我国的社会经济效益。

在21世纪，废旧混凝土处理成为世界诸多国家需要面对的问题,而废旧混凝土再生处理是现阶段解决这一问题的有效途径，国外许多国家通过的有关制度促进废旧混凝土的研究和发展。1976年,国际材料和结构研究与测试试验联合会（RILEM）设立了混凝土拆除和再利用技术委员会。2005年我国颁布了《城市建筑垃圾管理规定》，根据此项规定，建筑垃圾需要以无害的方式处理，并以谁产生、谁承担处置责任为原则，对于违反这一规定的单位和个人在经济给予严惩。这些政策和法律是发展废旧混凝土最有力的支持。

1 产生废旧混凝土的原因

我国废旧混凝土主要来自以下几个方面：

1)产生废混凝土的主要原因是城市拆除、工程改造和老化废弃建筑物的拆除。有数据显示仅上海市每年产生建筑类垃圾数量达700 万吨。

2）因质量等原因导致商用混凝土废弃量占年混凝土产量的2%左右。

3）从遭受洪水、地震和台风等自然灾害破坏的建筑物中清理出的废弃混凝土。

2 国内外再生混凝土的发展及现状

目前再生混凝土性能和再生骨料性质是诸多国家集中研究的两个方向。例如，日本土地面积小，资源稀缺。重视废旧混凝土的循环利用。1977年日本颁布了《资源重新利用促进法》和《再生骨料和再生混凝土使用规范》两项法律规定，要求建筑物拆除产生的一系列垃圾必须进行再生利用，1995年时，废旧混凝土回收利用率为65%，到2000年回收利用率高达90%。其发明的处理方法是将废旧混凝土进行破碎，再别将作用于结构的骨料和地基改良材料的水泥组分开。其他国家在废旧混凝土相关研究中同样取得了极为显著的成果，1990年丹麦每年产生废旧混凝土中有超过67.2%被回收利用; 2000年荷兰计划回收废旧混凝土年产量的90%。

建筑行业在中国发展较晚，在废旧混凝土处理上落后于建筑行业起步较早的国家，与早期使用混凝土并加以回收利用的国家相比，我国处理废旧混凝土过程中缺乏完善的系统和缺少较完善的技术标准,生产的再生集料仍处于实验阶段。因此，大量的废旧混凝土在国内处理方式依旧以填埋、堆放为主，这使得处理过程中仍要占用、浪费大量土地资源，与绿色可持续发展相向。因此我国政府同样鼓励与支持专家学者对废弃物展开研究和应用,致力于发展绿色经济、循环经济，实现资源可回收、可加工、可再生以及拆除工程无污染、零排放。

3 再生骨料的基本性质

1）抗压强度。再生混凝土的抗压强度受原废旧混凝土强度影响较大，通常情况下与原废旧混凝土抗压强度呈正相关，同水灰比下28d 抗压强度相比原废旧混凝土低15%，随混凝土龄期增加，两者的抗拉强度差幅会逐渐减小。从普通建筑物拆除的混凝土强度一般在C20 左右，经处理产生的再生集料拌过后得到的再生混凝土强度在23.5Mpa 左右，满足混凝土强度要求。

2)抗拉强度。与抗拉强度相同，再生混凝土的抗拉强度与原有废弃混凝土也有紧密的关系，一般要比天然集料混凝土的抗拉强度低18%左右，再生骨料混凝土的抗拉强度同样随着龄期增加而增加，但28d 后基本保持不变，若想要进一步提高再生混凝土抗拉强度，可在拌和过程中适量加入减水剂和细硅粉，提上效果在28d 后作为显著。

3）工作性。经理后的再生骨料与天然骨料相比，其表面粗糙度的增加，使得再拌和过程中，粗糙表面增加了生骨料与浇筑之间的摩擦力。经过破碎混凝土产生的骨料孔隙率提升，以至于在拌和过程中出现吸水性大、用浆量多的特点，并随着再生集料占比增加拌和产生的混凝土坍落度减小。

4）收缩性。基于再生骨料的特点，再生混凝土的收缩率要高于天然集料混凝土，且收缩率与干缩时间成正相关关系。再生骨料替代天然骨料的比例在50%以上时，随再生骨料占比增加干缩时间将大于天然集料混凝土。

4 废旧混凝土再生利用带来的的环境效益、社会效益以及经济效益

废旧混凝土的再生利用能够协调环境发展过程中出现的一些问题，解决我国骨料不足的现象，具有良好的环境、社会和经济效益，具体体现在以下几个方面：

1）就目前来说，混凝土是使用量最大的人造石料，其原料在开采及生产过程中对自然资源的占用以及对自然环境的破坏非常严重。同样我国每年产生巨量废旧混凝土在处理过程中也是一个难题，不仅占用大量土地资源，并引发环境方面上的诸多负面问题，废旧混凝土的再生利用在一定程度上解决了因建筑垃圾造成的环境问题。利用废旧混凝土生产再生骨料混凝土，可节约62%的石灰石资源，同时减少二氧化碳排放量20%。废旧混凝土再生利用能真正保护平衡已久自然资源和生活环境。

2）与其他资源稀缺的国家相比，目前中国的天然骨料生产并不稀缺，但资源最终是有限的，无法不受控制地生产和开采天然骨料。废旧混凝土的回收利用可以减少天然骨料的开发和生产，从根本上抑制天然骨料过度开采的现象，减少对生态环境的破坏，对我国的江山保护，维护社会的可持续发展，保障生态环境的和平与稳定具有重要意义。

3）垃圾处理时必须考虑的是政府的政策和法规，一般根据距离垃圾处理源的路程来确定城市垃圾处理的有关费用，堆放建筑类垃圾的位置和数量很大程度上影响处理成本。若废物混凝土在附近或现场处理，则可重新使用回收的骨料，从而有效地降低废物混凝土在装卸、运输等过程中的成本，从而降低了回收集料的成本和处置建筑废物的成本，减轻了社会负担。丹麦、荷兰和日本等国资源短缺，每年需要从周边资源相对丰富的国家进口大量天然资源。正因为如此，这些资源稀缺的国家对废旧混凝土的研究和开发产生了不同程度的重视，希望得到再生骨料。再生废旧混凝土的利用，填补由于缺乏天然骨料的空缺，提高废混凝土本身的经济价值。这些国家出台了许多优惠政策，以促进再生混凝土的发展，提高再生混凝土的产量。新加坡政府为促进废旧混凝土的回收利用提供了一系列的激励政策，如提供再生建筑材料来源堆垛基地、再生建材厂基地、无限期免税配额、绿色产品开发激励等。我国政府若也针对废旧混凝土研究和应用在政策和财力上提供支持和资助，必将加快和改善废旧混凝土相关研究和再生骨料的应用发展。我国废混凝土本就高产，将产量巨大的废旧混凝土充分利用，提高了再生骨料的经济效益和应用价值。

5 结论

1.废旧混凝土的处理过程中以“减量化、循环再生、重复使用””为基本原则。废旧混凝土作为可再生资源，其再生骨料在施工过程中发生反应，并以不同的方式转化为新的“绿色建筑产品”。

2.再生废旧混凝土的应用减少了资源消耗，节约使用建筑材料，减少原材料的采购价格，同时，充分利用可再生资源。在减少建筑垃圾排放量的同时节约与垃圾处理相关的成本，并减轻自然环境污染程度和社会负担。废旧混凝土的应用和发展改善了人类赖以生存的自然环境，有利于我国可持续发展战略的实施。因此，废旧混凝土的回收利用具有较好的环境、社会效益和经济效益，同时也为下一代创造和保存了可持续发展的资源和环境。