再生混凝土的利用现状和发展方向.docx

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再生混凝土的利用现状和发展方向

再生混凝土的利用现状和发展方向

摘要:

随着我国城市化进程的加快、农村集居点建设以及今年中央一号文件关于加快水利发展的精神，基础设施建设将增速发展，社会对混凝土的需求量迅速增加。

混凝土用量较大，作为混凝土重要原材料的粗细骨料出现了明显不足，将数量庞大的废弃混凝土有效处理和利用，加工成再生骨料进而配制成再生混凝土，使它成为可利用再生资源，既能减轻废弃混凝土对环境的污染，又能减小大量开采天然骨料对生态环境的影响，符合生态可持续发展的要求，具有明显的社会、经济和环境效益。

关键词:

废弃混凝土再生骨料应用和发展

目前，随着我国经济的快速发展，混凝土的需求量也在迅速增加，造成了自然资源的过度开采与消耗，同时伴随着结构的破坏，许多建筑物不可避免的要被拆除，我国也就进入了混凝土结构破坏高潮期，与混凝土粗细骨料的巨大需求量相对应是数量庞大的废旧混凝土。

2006年年4月在厦门召开的“建筑垃圾综合利用与新技术推广研讨交流会”上有最新资料显示我国每年因拆出建筑产生的固体废弃物2亿吨以上，新建建筑产生的固体废弃物大约1亿吨，两项合计约3亿吨。

然而，对于这些废旧混凝土的处理方法目前显然不多，传统的处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋。

这种方法产生的巨大处理费用和由此引发的环境问题十分突出。

废弃混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能将它们合理地回收利用，生产再生混凝土用到新的建筑物上，不仅能降低成本，节省天然资源，缓解骨料供求矛盾，还能减轻废弃混凝土对环境的污染，是可持续发展战略的一个重要组成部分。

因此，如何充分、高效、经济的利用建筑垃圾，特别是废弃混凝土已经成为许多国家共同研究的一个课题。

再生骨料是将废弃混凝土经过破碎、清洗、分级和按一定比例相互配合后得到的骨料。

而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土，称为再生骨料混凝土，简称再生混凝土。

再生骨料按尺寸大小可分为再生粗骨料、再生细骨料；按来源可分为道路再生骨料、建筑再生骨料；按用途可分为混凝土再生骨料、砂浆再生骨料、砌块再生骨料。

通过再生骨料混凝土技术可实现对废弃混凝土的再加工，使其恢复原有的性能，形成新的建材产品，从而既能使有限的资源得以再利用，又解决了部分环保问题。

这是发展绿色混凝土，实现建筑资源环境可持续发展的主要措施之一，为将来子孙后代留下宝贵的财富。

一、我国对再生混凝土的利用现状

中国虽然在短期内混凝土的原材料危机不会突现，但是将来我国肯定也会面对原材料短缺的问题，而且我国建筑业的发展远远超过一些发达国家，同时对再生混凝土的开发研究晚于工业发达国家，因此我国政府也鼓励废弃物的研究和应用，同时国内的一些专家学者在这方面进行已加紧对再生混凝土的研究利用进行立项研究。

比如江苏黄埔再生资源利用有限公司致力于发展循环经济、绿色经济、可再生资源回收、加工和再利用。

对于拆除后的建筑垃圾，该公司突破了传统拆迁公司将钢筋剥离后将建筑废渣外运到郊区填埋，大量占用可耕地、严重污染环境等弊端，在全国建筑拆除行业中率先对建筑垃圾进行环保再生处理，该公司采用国际最先进的履带式移动破碎筛分机组，对拆除下来的废旧混凝土现场破碎加工成商品混凝土骨料、建筑砌块集料、道路填铺料、三合土集料等不同用途的再生集料，使加工后的建筑垃圾成为商品，并可直接应用，大大提高了废旧混凝土的利用效率，有效实现了拆除工程的环保化、无污染、零排放。

还有像上海市建筑构件制品公司利用建筑工地爆破拆除的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块，其产品各项技术指标完全符合上海的混凝土小型空心砌块工程规范。

将废弃混凝土破碎或粉碎后的碎块用作新拌混凝土的骨料，在一些改建或重建工程项目中也有所应用。

我国再生混凝土不仅运用到建筑业，而且很多再生混凝土运用在在交通行业中，当混凝土道路的混凝土路面到达其使用年限，或者重物碾压等原因破损，则需要修补或者重建时，现在的一般做法是破除并废弃旧的水泥混凝土面层，修补基层后，重新进行铺筑。

目前，在我国水泥混凝土路面再生技术中主要应用的是现场再生技术，即破碎或粉碎现有路面，然后将破碎或粉碎后的路面用作新路面结构中的基层或底基层，这一种做法在我国公路养护维修中普遍采用。

例如，合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作为新拌混凝土的集料来浇注混凝土路面。

合肥至南京的高速公路，路面为水泥混凝土，于1991年建成通车，随着交通量的增长、使用年限的增加，路面出现了不同类型的病害，每年路面维修工程量很大，每年维修产生大量的旧混凝土。

为此，在养护维修过程中，根据高速公路快速通行的特点，采用再生混凝土骨料，并加入早强剂，达到快速通行的目的。

施工前测试了再生混凝土骨料的表观密度、吸水率、压碎值、坚固性和冲击值，并且充分注意了集料的最大粒径和级配。

用再生混凝土骨料代替天然集料，再生混凝土骨料的利用率可以达到80%，每年还可以节约大量骨料的运输费用。

同时，节省了废弃的混凝土占用的土地费用。

这样既节省了大量的养护资金，又有利于环境保护，获得了良好的社会经济效益。

与天然骨料相比，再生骨料的性能有较大差异。

再生骨料一般是通过对废弃混凝土破碎、筛分、清洗而获得，因此，其不仅含有设计强度等级高低不同的混凝土成分，而且含有许多低密度的建筑材料，如粘土砖、硬化石膏的碎块，甚至含有用于混凝土表面的找平砂浆、用于找平砂浆表面的油漆或各种装饰涂料和其它有机物。

混凝土结构的表面在自然界中已经发生了炭化，或者经过其它腐蚀环境侵蚀后，已经变得松软，特别是十几年前的混凝土结构设计强度较低，因此，很难获得高强再生骨料。

为获得较高强度的再生骨料，需要对破碎的混凝土再生骨料进行机械方式的活化处理，并进行筛分，获得粒径适宜的连续级的配粗集料和细集料。

我国再生骨料生产工艺：

、目前我国台湾地区采用包括油压式履带型碎石机和重物筛选机系统的废弃混凝土块破碎及处理机具，其生产工艺流程图见图1所示。

图1台湾地区再生骨料生产工艺图

（2）、史巍和侯景鹏设计了一套带有风力分级设备的骨料再生工艺，见图2。

该工艺构思新颖，使用了风力分级装置及吸尘设备将粒径为0.155mm的骨料筛分出来，为循环利用再生细骨料奠定了基础；但是基于现阶段我国的实际情况，再生细骨料尚未被深入、系统地研究，尚不具备直接应用于工程中的条件。

图2史巍和侯景鹏设计的再生骨料生产流程图

（3）、李惠强和杜亭提出了如图3所示的生产流程制备再生骨料。

在这一生产流程中，块体破碎、骨料筛分均是碎石骨料生产的成熟工艺，因此在生产中关键是要控制好分选、洁净、冲洗等环节的工艺技术和质量。

该工艺的突出特点是有一填充型加热装置，经加温、二级破坏、二级筛分后可获得高品质再生骨料。

加温到300℃左右后，包裹在天然岩石骨料外的水泥石粘结较差的部分，或在一级破碎中天然骨料外已带有损伤裂纹的水泥石，在二级转筒式或球磨式碾压中都会脱落，剩下的粗骨料的强度相当于提高了。

但加温、二级碾磨、二级筛分会带来生产成本的提高。

图3史巍和侯景鹏设计的再生骨料生产流程图

、建议破碎工艺。

经比较分析国内外再生骨料的生产工艺，建议选用图4工艺流程。

考虑到目前我国劳动力成本相对较低，且机械不适宜处理大块杂质，因此选择人工法对废弃混凝土块进行分选，除去钢筋和木材。

现阶段由于国内对粒径5mm以下的再生细骨料尚未作深入的研究，所以该工艺将这部分骨料视为杂质去除。

鉴于铁屑和碎塑料等细微杂质很难采用人工分离，工艺设置了磁铁分离器和分离台，以便提高骨料的纯度。

为彻底破碎废弃混凝土使之达到需要的粒径范围（5-40mm），特配备2台破碎机。

再生骨料通常含有更多的有害物质，如粘土、淤泥、细屑等，它们粘附于骨料的表面，降低再生混凝土强度，同时又增大混凝土的用水量，所以在筛分完毕后对其进行冲洗等处理。

图4建议的再生骨料生产流程图

总体而言，虽然再生集料的部分性能不如天然集料，利用再生集料研制和生产的混凝土构件性能也比天然集料的差。

但若通过掺加外加剂，则可以大大改善再生混凝土的性能，只要选择合适的外加剂，再生混凝土的利用就可以十分广泛，而且利用废弃混凝土做集料来生产再生混凝土，对资源循环利用、净化环境、造福子孙后代具有重要意义。

因此，这就需要政府加强宣传力度，出台一些强制措施限制废弃混凝土的排放，建立相应的废弃物加工厂。

同时，政府应当在财力和政策上予以支持，并制定有关再生混凝土的行业标准，推动再生混凝土这一新型建筑材料的发展，促进中国经济的发展。

二、再生混凝土存在的问题

在配合比设计中，水灰比和强度之间的关系有着重要意义，因此有必要确定再生混凝土的强度和水灰比的关系式。

国外的许多研究人员已经论述了再生混凝土质量与原生混凝土和砂浆性能、原生混凝土损坏状况、破碎方法和新混合料成分之间的关系。

一般认为粘附在再生骨料上的基体混凝土水泥砂浆胶结料、砂浆和界面区的质量、以及基体混凝土中砂浆含量对测定再生混凝土性能中起重要影响。

试验结果表明再生混凝土强度特性受一些关键因素的影响，如基体混凝土强度，基体混凝土中粗细骨料的比率，基体混凝土中骨料最大粒径与再生混凝土骨料最大粒径之比及再生骨料的磨蚀损失和吸水性的影响。

这些因素还影响水灰比、骨料最大粒径和干拌时间对再生混凝土强度特性的作用。

在实际应用中，国内的情况与国外还有一定的差距，通常缺乏基体混凝土的资料，控制再生混凝土的质量就有了一定的难度。

因而在使用时，必须对再生骨料和再生混凝土的性能进行测试。

另外，经济性是阻碍再生混凝土大规模推广应用的主要原因之一。

由于再生骨料的生产要耗费较多的人力物力，致使目前的再生混凝土的生产成本要高于普通混凝土。

但是，随着社会的发展与科学技术的进步以及人们环保意识的增强，经济性的概念也会随之改变，对再生混凝土的经济分析应当从社会、经济、环境效益上进行综合考虑；同时，为了使废弃混凝土实现再生和高效利用，当前必须采取措施降低再生混凝土的造价。

三、再生混凝土发展方向

再生混凝土的生产和合理利用将会把建筑业、建材业的发展与保护生态环境、治理环境污染有机地结合起来，在获得经济效益的同时，又消纳了大量垃圾，减少了污染及土地占用。

对于建筑用砂紧缺的城市，又解决了混凝土骨料的来源，而且不但可降低成本，又可满足施工规范的要求。

因此，无论在环境效益还是经济效益方面，再生混凝土都具有广泛的市场前景，同时其也是循环经济的一种模式，充分体现了循环经济的3R（减量化、再使用，再循环）原则。

再生混凝土一般来说在市场上具有较强的竞争力，因为它需要的原料不用购买，生产成本低，而且如果能像垃圾发电一样，每处理一吨建筑垃圾政府再给予一定的补贴，再生混凝土就更具市场竞争力因此，再生混凝土是垃圾回收行业中具有较大市场潜力的一个新兴行业，市场前景非常广阔。

然而，再生混凝土在国内要进一步推广应用，目前还存在缺乏废弃混凝土的相关研究资料，一些基本指标和相关法律、法规不完善等问题，在技术上与国外还存在一定的差距。

因此，建议政府有关部门应组织研究机构对再生混凝土进行系统研究，组织相关单位尽快完善相关法律、法规及标准，如由环保部门完善我国对建筑垃圾治理的法律、法规及标准由建筑部门配合完善建筑垃圾再生骨料安全性及使用等方面的相关标准。

同时，要大力引进国外先进技术和设备，对生产及使用再生骨料的个人和单位给予一定的政策支持，从而促进再生混凝土在国内的推广应用。

同时还需要建筑材料的消费者，更新观念，积极使用建筑垃圾再生骨料，共同为再生混凝土利用创造一个良好的社会氛围和市场氛围。

再生混凝土属于环保型建材，因此需要加大对环境保护及资源再生利用的宣传力度。

对再生混凝土开发研究出多种产品，如制成再生混凝土预制构件、砌块或其他产品，从而拓宽其应用道路，提高利用率。

同时提高再生混凝土的强度，使再生混凝土向高强方面发展，从而扩大其应用范围。

对于再生骨料的利用问题，制定出相关的政策、法规，鼓励建筑业对再生资源的利用。

再生骨料的来源不一，这些材料的力学性能相差很大。

因此对再生骨料性能应制定出相应的标准，以便在使用中增加可操作性。

再生骨料的生产过程因涉及分类、破碎、分级、分离有害