再生混凝土利用現狀研究論文
摘要：隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快，社會(huì )對混凝土的需求量迅速增加。作為混凝土重要原材料的粗細骨料出現了明顯不足，因此將數量龐大的廢舊混凝土進(jìn)行合理的回收利用，這樣既解決了天然原生粗細骨料缺少的問(wèn)題，又節省了廢舊混凝土處理費用，并有利于環(huán)境保護，對獲得良好的社會(huì )經(jīng)濟效益起到了不可低估的作用。
關(guān)鍵詞：再生混凝土 粗細骨料 經(jīng)濟效益
進(jìn)入21世紀以來(lái)，隨著(zhù)城市化進(jìn)程的不斷加快，作為城市化最主要的物質(zhì)基礎——混凝土的需求量也在迅速增加。目前，全世界混凝土的年生產(chǎn)量約28×108m3，中國混凝土的年產(chǎn)量占世界總量的45% ，已達13×108～14×108m3。在這些混凝土原材料中，粗細骨料約占混凝土總量的四分之三。據此推算：全世界每年需要粗細骨料約21×108m3，而我國建筑行業(yè)正在蓬勃地發(fā)展，對于粗細骨料的需求量很大，我國對粗細骨料的需求約占全世界需求量的一半，而且隨著(zhù)發(fā)展，將來(lái)還將越來(lái)越多。對于這么大的消耗量，這個(gè)地球的天然原生粗細骨料將殆盡，因此從資源合理開(kāi)發(fā)使用及可持續發(fā)展的角度，尋求原生集料的替代品非常重要。
與混凝土粗細骨料的巨大需求量相對應是數量龐大的廢舊混凝土。世界上每年拆除的廢舊混凝土、新建建筑產(chǎn)生的廢棄混凝土以及混凝土工廠(chǎng)、預制構件廠(chǎng)的廢舊混凝土的數量是驚人的。2006年年4月在廈門(mén)召開(kāi)的“建筑垃圾綜合利用與新技術(shù)推廣研討交流會(huì )”上有最新資料顯示我國每年因拆出建筑產(chǎn)生的固體廢棄物2億噸以上，新建建筑產(chǎn)生的固體廢棄物大約1億噸，兩項合計約3億噸。然而，對于這些廢舊混凝土的處理方法目前顯然不多，傳統的處理方法主要是運往郊外露天堆放或填埋。這種方法產(chǎn)生的巨大處理費用和由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題十分突出。廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它們合理地回收利用，生產(chǎn)再生混凝土用到新的建筑物上，不僅能降低成本，節省天然資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕廢棄混凝土對環(huán)境的污染，是可持續發(fā)展戰略的一個(gè)重要組成部分。因此，如何充分、高效、經(jīng)濟的利用建筑垃圾，特別是廢棄混凝土已經(jīng)成為許多國家共同研究的一個(gè)課題。
再生骨料是將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)破碎、清洗、分級和按一定比例相互配合后得到的骨料。而利用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土，稱(chēng)為再生骨料混凝土，簡(jiǎn)稱(chēng)再生混凝土。再生骨料按尺寸大小可分為再生粗骨料、再生細骨料；按來(lái)源可分為道路再生骨料、建筑再生骨料；按用途可分為混凝土再生骨料、砂漿再生骨料、砌塊再生骨料。通過(guò)再生骨料混凝土技術(shù)可實(shí)現對廢棄混凝土的`再加工，使其恢復原有的性能，形成新的建材產(chǎn)品，從而既能使有限的資源得以再利用，又解決了部分環(huán)保問(wèn)題。這是發(fā)展綠色混凝土，實(shí)現建筑資源環(huán)境可持續發(fā)展的主要措施之一，為將來(lái)子孫后代留下寶貴的財富。
一、發(fā)達資本主義國家對再生混凝土的利用現狀
美國、日本和歐洲等發(fā)達國家對廢棄混凝土的再利用研究得較早，第二次世界大戰后，德國、日本等國對廢棄混凝土進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究和再生利用，已經(jīng)召開(kāi)過(guò)三次有關(guān)廢混凝土再利用的專(zhuān)題國際會(huì )議，提出混凝土必須綠色化�；炷恋睦靡殉蔀榘l(fā)達國家所共同研究的課題，有些國家還采用立法形式來(lái)保證專(zhuān)項研究和應用的發(fā)展。一些發(fā)達國家已經(jīng)大量運用到實(shí)際工程中。
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日本由于國土面積小，資源相對匱乏，因此將建筑垃圾視為建筑副產(chǎn)品，日本非常重視將廢棄混凝土作為可再生資源而重新開(kāi)發(fā)利用。早在1977年日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》，并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠(chǎng)，并制定了多項法規來(lái)保證再生混凝土的發(fā)展。此外，日本還對再生混凝土的吸水性、強度、配合比、收縮、耐凍性等進(jìn)行了系統的研究。
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美國政府制定的《超基金法》給再生混凝土的發(fā)展提供了法律保障。美國除鼓勵應用再生混凝土外，還對其性能進(jìn)行了研究。如根據密歇根州的兩條用再生混凝土鋪筑的公路進(jìn)行了再生骨料混凝土干縮性能的試驗研究，試驗表明再生骨料混凝土的收縮率大于天然骨料混凝土。美國的公司采用微波技術(shù)，做出回收的再生瀝青混凝土路面，其質(zhì)量與新拌瀝青混凝土路面料相同，而成本降低了1/3，同時(shí)節約了垃圾清運和處理等費用，大大減輕了城市的環(huán)境污染。
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歐洲國家如德國目前將再生混凝土主要用于公路路面。德國鋼筋委員會(huì )1998年8月提出“在混凝土中采用再生骨料的應用指南”，要求采用再生骨料配制的混凝土必須完全符合天然骨料混凝土的國家標準；奧地利的有關(guān)試驗表明，采用50%的再生骨料配制的混凝土，其強度值可達到奧地利標準，而且發(fā)現再生骨料混凝土的彈性模量降低；法國還利用碎混凝土和碎磚塊生產(chǎn)了磚石混凝土砌塊，所獲得的混凝土砌塊已被測定，符合與磚石混凝土材料有關(guān)的標準。
二、我國對再生混凝土的利用現狀
中國雖然在短期內混凝土的原材料危機不會(huì )突現，但是將來(lái)我國肯定也會(huì )面對原材料短缺的問(wèn)題，而且我國建筑業(yè)的發(fā)展遠遠超過(guò)一些發(fā)達國家，同時(shí)對再生混凝土的開(kāi)（轉上頁(yè)）（接下頁(yè)）發(fā)研究晚于工業(yè)發(fā)達國家，因此我國政府也鼓勵廢棄物的研究和應用，同時(shí)國內的一些專(zhuān)家學(xué)者在這方面進(jìn)行已加緊對再生混凝土的研究利用進(jìn)行立項研究。像上海市建筑構件制品公司利用建筑工地爆破拆除的基坑支護等廢棄混凝土制作混凝土空心砌塊，其產(chǎn)品各項技術(shù)指標完全符合上海的混凝土小型空心砌塊工程規范。將廢棄混凝土破碎或粉碎后的碎塊用作新拌混凝土的骨料，在一些改建或重建工程項目中也有所應用。
我國再生混凝土不僅運用到建筑業(yè)，而且很多再生混凝土運用在在交通行業(yè)中，當混凝土道路的混凝土路面到達其使用年限，或者重物碾壓等原因破損，則需要修補或者重建時(shí)，現在的一般做法是破除并廢棄舊的水泥混凝土面層，修補基層后，重新進(jìn)行鋪筑。目前，在我國水泥混凝土路面再生技術(shù)中主要應用的是現場(chǎng)再生技術(shù)，即破碎或粉碎現有路面，然后將破碎或粉碎后的路面用作新路面結構中的基層或底基層，這一種做法在我國公路養護維修中普遍采用。例如，合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作為新拌混凝土的集料來(lái)澆注混凝土路面。合肥至南京的高速公路，路面為水泥混凝土，于1991年建成通車(chē)，隨著(zhù)交通量的增長(cháng)、使用年限的增加，路面出現了不同類(lèi)型的病害，每年路面維修工程量很大，每年維修產(chǎn)生大量的舊混凝土。為此，在養護維修過(guò)程中，根據高速公路快速通行的特點(diǎn)，采用再生混凝土骨料，并加入早強劑，達到快速通行的目的。施工前測試了再生混凝土骨料的表觀(guān)密度、吸水率、壓碎值、堅固性和沖擊值，并且充分注意了集料的最大粒徑和級配。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達到80% ，每年還可以節約大量骨料的運輸費用。同時(shí)，節省了廢棄的混凝土占用的土地費用。這樣既節省了大量的養護資金，又有利于環(huán)境保護，獲得了良好的社會(huì )經(jīng)濟效益。
總體而言，雖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產(chǎn)的混凝土構件性能也比天然集料的差。但若通過(guò)摻加外加劑，則可以大大改善再生混凝土的性能，只要選擇合適的外加劑，再生混凝土的利用就可以十分廣泛，而且利用廢棄混凝土做集料來(lái)生產(chǎn)再生混凝土，對資源循環(huán)利用、凈化環(huán)境、造福子孫后代具有重要意義。因此，這就需要政府加強宣傳力度，出臺一些強制措施限制廢棄混凝土的排放，建立相應的廢棄物加工廠(chǎng)。同時(shí)，政府應當在財力和政策上予以支持，并制定有關(guān)再生混凝土的行業(yè)標準，推動(dòng)再生混凝土這一新型建筑材料的發(fā)展，促進(jìn)中國經(jīng)濟的發(fā)展。
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