馮若彤

【摘 要】目前我國(guó)建筑垃圾已占到城市垃圾總量的30～40%，其中很大一部分是舊房拆除過(guò)程中所產(chǎn)生的廢舊混凝土構(gòu)件和塊體。傳統(tǒng)的建筑垃圾處理方法占用大量耕地，造成環(huán)境污染，引起霧霾。如何合理處理這部分建筑垃圾成為擺在我們面前的一個(gè)重要課題。

【關(guān)鍵詞】綠色建材 廢棄混凝土 再生利用

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.04.204

一、前言

我國(guó)資源相對(duì)貧乏、能源緊缺，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天和未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期，這兩方面的因素將影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展。所以，節(jié)約能源、節(jié)約資源已經(jīng)成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。黨的十八大提出我國(guó)必須實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，走一條經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、生態(tài)和諧、人民富裕的新型工業(yè)化、現(xiàn)代化的發(fā)展之路。世界各國(guó)已普遍認(rèn)識(shí)到，21世紀(jì)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中，建筑材料長(zhǎng)期以來(lái)是能源、資源的消耗大戶，也是“三廢”排放的最主要產(chǎn)業(yè)之一，建筑材料行業(yè)是以“高資源消耗、高能耗、高污染”為特點(diǎn)。這顯然背離了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，從根本上不適應(yīng)當(dāng)今及未來(lái)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。為此，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始大力推動(dòng)綠色建材產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并取得了很大的收效。我國(guó)在這方面則起步較晚，面臨著十分艱巨的任務(wù)。

統(tǒng)計(jì)資料表明，工業(yè)固體廢棄物中40%是由建筑業(yè)排出的，其中廢棄混凝土是建筑業(yè)排出量最大的廢棄物。近二三十年來(lái)，世界范圍內(nèi)城市化進(jìn)程加快，對(duì)原有的建筑物拆除、改造的工程量日益增加，廢棄混凝土排放量隨之猛增。美國(guó)每年廢棄混凝土量約為3000萬(wàn)噸；歐洲廢棄混凝土量從1980年的5500萬(wàn)噸增加到目前的16200萬(wàn)噸左右；在我國(guó)，僅上海每年產(chǎn)生的廢棄混凝土就有2000萬(wàn)噸之多，除此之外還有建筑施工中產(chǎn)生的大量廢棄混凝土。在我國(guó)，廢棄混凝土大多堆積于城市郊區(qū)公路、河流附近的堆場(chǎng)，如此處理，將造成不容忽視的后果：（1）使生態(tài)環(huán)境惡化；（2）廢棄混凝土堆場(chǎng)占用了大量的土地甚至耕地；（3）嚴(yán)重影響市容和環(huán)境衛(wèi)生?？梢?jiàn)，如此巨量的廢棄混凝土若僅僅采取向堆場(chǎng)排放的簡(jiǎn)單處置方法，則產(chǎn)生的危害直接威脅著人類(lèi)生存環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，在很大程度上制約著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。因此，廢棄混凝土的再生利用無(wú)疑成為了一條既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的解決之路。

二、再生利用的可行性

在國(guó)外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家早在二次世界大戰(zhàn)之后就開(kāi)始了廢棄混凝土回收再利用的研究。20世紀(jì)40年代中期，美國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)開(kāi)始用廢棄混凝土再生骨料鋪筑路基基層。 自1982年起，美國(guó)在ASTMC-33-82“混凝土骨料標(biāo)準(zhǔn)”中將廢舊破碎的水硬性水泥混凝土包含進(jìn)了粗骨料中。大約在同一時(shí)間，美國(guó)軍隊(duì)工程師協(xié)會(huì)也在有關(guān)規(guī)范和指南中鼓勵(lì)使用再生混凝土骨料。美國(guó)的CYCLEAN公司采用微波技術(shù)，可以100%的回收利用舊混凝土路面材料，其質(zhì)量與新拌混凝土路面材料相同，而成本可降低1/3，同時(shí)節(jié)約了垃圾清運(yùn)和處理等費(fèi)用，大大減輕了城市的環(huán)境污染。

荷蘭是最早開(kāi)展再生混凝土研究和應(yīng)用的國(guó)家之一。在20世紀(jì)80年代，荷蘭就制定了有關(guān)利用再生骨料制備素混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的規(guī)范。該規(guī)范規(guī)定了利用再生骨料生產(chǎn)上述混凝土的明確的技術(shù)要求，并指出，如果再生骨料在骨料中的重量含量不超過(guò)20%，那么，混凝土的生產(chǎn)就完全按照天然骨料混凝土的設(shè)計(jì)和制備方法進(jìn)行。德國(guó)于1998年提出了“在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南”，目前德國(guó)每個(gè)地區(qū)都有大型的再生混凝土綜合加工廠，德國(guó)一條混凝土公路工程中采用了再生混凝土。該混凝土路面總厚度260mm，底層采用190mm厚的再生混凝土，面層采用70mm厚的天然骨料混凝土。

目前，莫斯科已有5條廢棄混凝土破碎和篩分工藝線投入運(yùn)行。一般要求進(jìn)入工藝線的廢棄混凝土塊體尺寸不大于0.74m×0.35m，工藝線的總功率一般為275kW，其生產(chǎn)率約為200m3/h。韓國(guó)一家裝修公司最近開(kāi)發(fā)成功從廢棄混凝土中分離水泥，并使這種水泥能再生利用的技術(shù)。這種再生水泥的強(qiáng)度與普通水泥幾乎一樣，有些甚至更好，符合韓國(guó)的施工標(biāo)準(zhǔn)。這種再生水泥的生產(chǎn)成本僅為普通水泥的一半，而且在生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生二氧化碳，有利于環(huán)保。因此這項(xiàng)技術(shù)不僅有利于解決建設(shè)中的廢棄物處理問(wèn)題，還能解決天然石資源短缺問(wèn)題。

日本由于國(guó)土面積小，資源相對(duì)匱乏，因此，將廢棄混凝土視為“建筑副產(chǎn)品”，十分重視將其作為可再生資源而重新開(kāi)發(fā)利用。很早日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，并相繼在各地建立了以處理廢棄混凝土為主的再生加工廠，生產(chǎn)再生水泥和再生骨料，其生產(chǎn)規(guī)模最大的每小時(shí)可加工生產(chǎn)100噸產(chǎn)品。日本對(duì)于廢棄混凝土的主導(dǎo)方針是：1.盡可能不從施工現(xiàn)場(chǎng)排出廢棄混凝土等建筑垃圾；2.廢棄混凝土等建筑垃圾要盡可能重新利用；3.對(duì)于重新利用有困難的則應(yīng)予以無(wú)害化處理。東京在1988年對(duì)于廢棄混凝土等建筑垃圾的重新利用率就已達(dá)到了56%；1996 年阪神大地震使日本許多高速公路和橋梁受損、大廈倒塌，產(chǎn)生的廢棄混凝土有1500 萬(wàn)噸之多，幾乎全部應(yīng)用于震后重建。

隨著社會(huì)文明的進(jìn)步以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)對(duì)于廢棄混凝土等建筑垃圾的有效管理和資源化再利用越來(lái)越重視。我國(guó)政府制定的中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略鼓勵(lì)廢棄混凝土等廢棄物的開(kāi)發(fā)利用。有關(guān)部門(mén)也對(duì)相關(guān)技術(shù)與示范工程項(xiàng)目給予了一定的資金與政策支持，支持綜合利用廢棄混凝土等建筑垃圾來(lái)生產(chǎn)新型建材。北京城建集團(tuán)一公司曾回收800多噸廢棄混凝土，經(jīng)過(guò)處理后成功地用于砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰砂漿、細(xì)石混凝土樓面及混凝土墊層。湖北省襄樊市公路建設(shè)中大量回收利用了破損的混凝土路面，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2003年7月，同濟(jì)大學(xué)利用廢棄混凝土研究鋪筑了一條“再生路”。一年來(lái)，“再生路”每天都要經(jīng)受數(shù)百次大小車(chē)輛的碾壓，路面卻依然平整如初。由此不難發(fā)現(xiàn)，廢棄混凝土的再生利用在現(xiàn)實(shí)生活中是實(shí)際可行的。

通過(guò)實(shí)際應(yīng)用實(shí)例發(fā)現(xiàn)，再生骨料混凝土顯示出優(yōu)良的保水性和和易性，這一點(diǎn)和普通混凝土是一致的。隨著廢棄混凝土骨料摻量的增加，再生混凝土表觀密度有規(guī)律地降低，原因是廢棄混凝土骨料的表觀密度小，這對(duì)降低建筑物自重，提高構(gòu)件跨度是有利的。

另外從再生混凝土的抗壓強(qiáng)度上看，是完全可以滿足工程建設(shè)要求的，目前廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)中的路基、路面、路面磚等工程；在建筑工程中主要用于基礎(chǔ)墊層、底板、臺(tái)子、填充墻和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等抗壓強(qiáng)度要求不是很高的部位。由于對(duì)再生混凝土的耐久性還沒(méi)有作深入的研究，因此，再生骨料混凝土還沒(méi)有被用于房屋結(jié)構(gòu)中柱、梁、板等重要部位或構(gòu)件。若采用加熱、摩擦技術(shù)生產(chǎn)的再生混凝土骨料，其質(zhì)量與天然骨料具有同樣功能，以此骨料所形成的再生混凝土完全可以用于建筑工程中梁、板、柱等重要受力構(gòu)件。

三、 結(jié)論

再生骨料混凝土的開(kāi)發(fā)應(yīng)用將基本解決城市廢棄混凝土的處理問(wèn)題，同時(shí)也極好的解決了城市固體廢棄物的污染問(wèn)題。同時(shí)每年將節(jié)約耕地，并可安排數(shù)百個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，社會(huì)效益十分可觀。同時(shí)再生混凝土與現(xiàn)階段使用的商品混凝土相比較，前者有著良好的優(yōu)勢(shì)。首先從價(jià)格上看，石子需要花錢(qián)從采石場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，廠家還需大筆運(yùn)費(fèi)，且骨料來(lái)源受季節(jié)限制。而再生粗骨料為廢棄混凝土，費(fèi)用近乎不計(jì)，且來(lái)源不受季節(jié)限制，唯一支付的就是廢棄混凝土的破碎費(fèi)用。而且郊區(qū)農(nóng)民為得到混凝土中的鋼筋，大部分大塊混凝土已被粉碎，已省去部分破碎費(fèi)用。顯然，再生混凝土有著現(xiàn)階段商品混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)越性，十分富有競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)前景廣闊。因此廢棄混凝土的再生利用不僅僅是一個(gè)美麗的夢(mèng)想，而且是一個(gè)可以付諸于實(shí)際應(yīng)用的良性循環(huán)之路。