崔均鋒 李 沙 徐鵬程 李宗洋

中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司 上海 201103

近年來，國(guó)家進(jìn)行大量的民生基礎(chǔ)建設(shè)，致使混凝土材料的用量急速增加。砂石骨料是混凝土的重要組成部分，而混凝土量的增加必然使得其消耗量增加。天然砂石屬于不可再生資源，如果不加以限制、無計(jì)劃地開采，以后將面臨天然骨料短缺的困境。同時(shí)，基礎(chǔ)建設(shè)增加還將產(chǎn)生大量廢舊混凝土，近20年來，很多國(guó)家對(duì)廢舊混凝土的再利用進(jìn)行了大量研究[1-3]。

基于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、項(xiàng)目降本增效的迫切需要，本文對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土節(jié)約與再利用技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)，以期為同行工作者和研究者提供一定的參考。

1 施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土浪費(fèi)原因

1.1 尺寸誤差

在施工過程中，由于管理不當(dāng)、技術(shù)缺陷等原因，造成混凝土結(jié)構(gòu)的成型尺寸往往大于設(shè)計(jì)尺寸，進(jìn)而增加了混凝土與水泥的用量。此類現(xiàn)象有許多，本文總結(jié)以下幾種：

1）地基工程超挖。在施工開挖現(xiàn)場(chǎng)，由于監(jiān)管不當(dāng)導(dǎo)致基坑超挖，為了滿足基坑的安全性能，故通常采用增加混凝土的方式來填補(bǔ)多開挖的區(qū)域。

2）測(cè)量放線不當(dāng)。對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行施工測(cè)量時(shí)，因?yàn)榈匦?、建筑物?duì)視線的遮擋，或者施工安排不合理等因素，導(dǎo)致施工放樣誤差，造成混凝土用量增加。

3）模板問題。安裝模板的過程中，由于未能嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和放樣尺寸進(jìn)行，造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件部分形狀、尺寸有所偏差，或者在澆筑混凝土過程中，由于振搗器上升速度過快、離模板太近而給模板較大的側(cè)向壓力等原因，最終致使?jié)仓尚秃蟮臉?gòu)件尺寸大于設(shè)計(jì)尺寸，進(jìn)而造成混凝土及其水泥用量增加。

1.2 計(jì)量不準(zhǔn)

在現(xiàn)場(chǎng)攪拌站工作中，存在由儀器或者人為因素而產(chǎn)生的一定的隱性浪費(fèi)現(xiàn)象。特別在配制用料時(shí)，所用水泥通常按包計(jì)量，而砂石粗骨料按體積計(jì)量，這種做法一定程度上會(huì)造成水泥的浪費(fèi)。在大中型工程項(xiàng)目中，施工方往往需要修建較大的攪拌站。

制作混凝土需要的原材料一般通過自動(dòng)計(jì)量器計(jì)算，但是它在長(zhǎng)期使用過程中精準(zhǔn)度會(huì)有所下降，故需要專業(yè)機(jī)構(gòu)的人員進(jìn)行檢查與修正。由于施工單位對(duì)機(jī)器的準(zhǔn)度十分信賴，往往忽略對(duì)其進(jìn)行定期檢查，造成一些不必要的浪費(fèi)（表1）。如某大型水壩工程，該單元壩塊設(shè)計(jì)混凝土方量為604 m3，因稱量?jī)x器的偏差導(dǎo)致水泥浪費(fèi)量達(dá)到1.545 t。

表1 稱量?jī)x器不準(zhǔn)造成的誤差分析

1.3 施工管理缺陷

因施工管理不到位、管理人員不作為、施工組織混亂而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)混凝土罐車調(diào)度出現(xiàn)問題，繼而降低澆筑效率或使?jié)仓S意性變大，從而造成混凝土浪費(fèi)。此外，管理缺陷還包括項(xiàng)目部未制訂混凝土管理制度、缺少相應(yīng)的管理辦法、沒有對(duì)混凝土浪費(fèi)現(xiàn)象制訂獎(jiǎng)懲措施等。為避免混凝土浪費(fèi)，在施工現(xiàn)場(chǎng)需要按制度進(jìn)行管理，以調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)人員工作積極性。

在施工現(xiàn)場(chǎng)，管理上還常存在工序銜接不夠緊密、任務(wù)下達(dá)傳遞過程中技術(shù)交底不清晰、監(jiān)督力度不夠、驗(yàn)收不夠嚴(yán)格、忽略質(zhì)量要求等情況。另外，模板制作安裝團(tuán)隊(duì)不健全、技術(shù)不達(dá)標(biāo)、不重視模板的拼裝質(zhì)量、僅注重抓速度等主、客觀因素也會(huì)造成混凝土浪費(fèi)。如模板拼接不嚴(yán)密，在振搗混凝土?xí)r，混凝土漏漿；模板清理不干凈時(shí)，在拼接處的縫隙中會(huì)有泥漿、砂石子等，甚至在清理樓層垃圾時(shí)，發(fā)現(xiàn)堆積大量的混凝土。

1.4 其他原因

施工現(xiàn)場(chǎng)造成混凝土浪費(fèi)的原因還有很多，現(xiàn)將其歸納如下：

1）混凝土澆筑前，施工現(xiàn)場(chǎng)施工員的混凝土用量計(jì)算不準(zhǔn)確或直接估算后即填要貨單，造成多要并浪費(fèi)?，F(xiàn)場(chǎng)混凝土統(tǒng)計(jì)時(shí)未計(jì)算泵管中的混凝土剩余量，經(jīng)測(cè)算，10層高的樓泵管內(nèi)有1.0～1.5 m3混凝土。

2）泵管擺幅控制不好，造成的混凝土濺射和遺撒未及時(shí)回收。

3）現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑中質(zhì)檢人員和模板看護(hù)人員不負(fù)責(zé)任，對(duì)模板拼縫不嚴(yán)、脹模、爆模等問題未及時(shí)處理，造成混凝土浪費(fèi)。

4）在混凝土即將澆灌結(jié)束時(shí)，前場(chǎng)施工人員對(duì)所需補(bǔ)方混凝土測(cè)算不準(zhǔn)確，多報(bào)后造成混凝土浪費(fèi)。

5）高強(qiáng)度混凝土代替低強(qiáng)度混凝土澆筑，間接導(dǎo)致成本增加。

6）施工設(shè)備損壞（如堵泵）。

2 節(jié)約措施

2.1 建立混凝土管理制度，狠抓制度落實(shí)

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)管理不到位、管理人員不作為的現(xiàn)象，項(xiàng)目部應(yīng)制訂相應(yīng)的混凝土管理制度，分解責(zé)任、落實(shí)到人，進(jìn)一步明確各部門責(zé)、權(quán)、利，發(fā)揮項(xiàng)目部的統(tǒng)一協(xié)調(diào)能力，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，搞好部門之間、總分包之間、總包監(jiān)理業(yè)主方之間的協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌安排混凝土管理事宜。建立混凝土管理制度能促進(jìn)各部門的相互溝通和通力合作，部門聯(lián)系、上下聯(lián)動(dòng)，提高有關(guān)部門的工作效率，減少協(xié)調(diào)成本，及時(shí)有效地解決混凝土管理中存在的問題；建立責(zé)任關(guān)聯(lián)制度，在混凝土管理的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)重大問題時(shí)，相關(guān)部門都要承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任；建立監(jiān)督管理機(jī)制，對(duì)混凝土管理的進(jìn)程實(shí)施過程監(jiān)督，加強(qiáng)混凝土的使用管理。

混凝土管理制度應(yīng)包括模板安裝質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)和措施、預(yù)拌混凝土的源頭控制措施、混凝土澆筑過程中的控制措施、剩余混凝土的處理方案、混凝土量核算以及獎(jiǎng)懲措施。制度貴在執(zhí)行，制度建立后項(xiàng)目部人員要遵守相關(guān)規(guī)定，將制度落到實(shí)處。

2.2 定期檢修儀器，嚴(yán)格控制配料

在建筑結(jié)構(gòu)施工中，自制混凝土的原料，使用自動(dòng)化較高的儀器稱重，以保證計(jì)量準(zhǔn)確，最大限度地減少人為因素帶來的偶然誤差；儀器隨著使用時(shí)間的增加，將會(huì)出現(xiàn)正常磨損，降低儀器精度，影響計(jì)量。因此，儀器必須安排定期校核，經(jīng)過維修或移動(dòng)到新的工作區(qū)域之后，應(yīng)重新校核，防止因儀器損壞、人為挪動(dòng)等原因造成系統(tǒng)誤差。

2.3 推廣復(fù)合工藝，改善施工方法

目前復(fù)合工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有所發(fā)展，它主要是在混凝土中添加減水劑時(shí)，采用二次攪拌的技術(shù)進(jìn)行混凝土制備。此辦法大致分為4種：水泥凈漿法、水泥砂漿法、水泥裹砂法和水泥裹石法。我們應(yīng)該根據(jù)本單位的實(shí)際工程情況選擇合適的投料辦法。此方法[3]不僅可以保證其均勻性、流動(dòng)性等性能，還可以提高混凝土的質(zhì)量。

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，工程項(xiàng)目中BIM應(yīng)用點(diǎn)逐漸增多，其中利用BIM進(jìn)行算量是應(yīng)用點(diǎn)之一。運(yùn)用設(shè)計(jì)階段的BIM模型信息，準(zhǔn)確計(jì)算工程量，可最終實(shí)現(xiàn)成本的精細(xì)化管控[4-5]，利用BIM技術(shù)建立三維模型不但能形象地展示項(xiàng)目，而且便于工程量的統(tǒng)計(jì)和管理，對(duì)于混凝土量有一個(gè)較為準(zhǔn)確的數(shù)字，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供參考。在《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)（2017版）》的信息化技術(shù)中，基于BIM的現(xiàn)場(chǎng)施工管理信息技術(shù)明確了材料設(shè)備管理：基于施工BIM模型，可動(dòng)態(tài)分配各種施工資源和設(shè)備，輸出相應(yīng)的材料、設(shè)備需求信息，并與材料、設(shè)備實(shí)際消耗信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)施工過程中材料、設(shè)備的有效控制。

2.4 科學(xué)規(guī)范施工，保證工程質(zhì)量

嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行測(cè)量放樣，定期檢測(cè)控制網(wǎng)點(diǎn)，減少測(cè)量誤差；現(xiàn)場(chǎng)施工管理的相關(guān)人員，必須認(rèn)真、詳細(xì)地向操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，提出工作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，控制樓板平整度、厚度，控制混凝土構(gòu)件截面尺寸，減少因樓板不平整、截面尺寸偏差大等因素造成的混凝土浪費(fèi)。按施工組織設(shè)計(jì)要求及木工翻樣的模板排列拼裝圖進(jìn)行支模等相應(yīng)的工作。嚴(yán)格按“三檢”程序進(jìn)行施工，加強(qiáng)過程控制，實(shí)行全面、嚴(yán)格的管理，確保施工質(zhì)量（圖1）。

圖1 樓板厚度、平整度的控制

混凝土進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行核量上的控制，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)提前計(jì)算所需工程量，并報(bào)技術(shù)、商務(wù)、物資等部門核對(duì)后，方可聯(lián)系廠家。方量控制方式包括提前通過三維模型初步計(jì)算出估算方量，實(shí)際方量小于計(jì)算方量（不同部位鋼筋含量不同），施工過程中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)調(diào)整，最后一車混凝土發(fā)出前，施工人員要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，混凝土工人意見僅為參考，確定好所需混凝土方量后方可報(bào)量。布料機(jī)的卸料管控制不好、混凝土工人操作不當(dāng)?shù)仍斐苫炷辽⒙涞侥０寤驑前迳系男枋占笤俅卫??；炷凉捃囘\(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后下料時(shí)，要下干凈、少留罐底。

2.5 加強(qiáng)節(jié)約宣傳教育，提升項(xiàng)目盈利目標(biāo)

建筑行業(yè)所消耗的資源特別多，因此必須培養(yǎng)工作人員的節(jié)約意識(shí)。公司部門不僅要指導(dǎo)工作內(nèi)容，還要宣傳施工節(jié)約教育知識(shí)。通過大量深入的宣傳教育工作，讓工人們樹立正確的工作態(tài)度和價(jià)值觀。同時(shí)可以對(duì)其開展必要的節(jié)約培訓(xùn)課程，讓其掌握正確的施工方式，了解節(jié)約的原則與方法，減少施工浪費(fèi)。最終培養(yǎng)一種“節(jié)約就是利潤(rùn)”的工作思想，從而使項(xiàng)目達(dá)到降本增效的目的。

3 再利用技術(shù)

隨著土木工程行業(yè)的日益壯大，在混凝土的制作（預(yù)拌混凝土或者現(xiàn)場(chǎng)攪拌站）過程中，難免出現(xiàn)多余的混凝土或因?yàn)橘|(zhì)量不合格無法使用的廢棄混凝土，以及沖洗攪拌機(jī)、運(yùn)輸車的水中含有水泥漿、骨料和骨料帶入的雜質(zhì)、外加劑等，如果隨意排放，不僅浪費(fèi)資源同時(shí)也污染環(huán)境。這樣的浪費(fèi)問題在可持續(xù)發(fā)展的政策下，尤為突出。

其實(shí)，混凝土余料是可以重復(fù)利用的。通過在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，采用混凝土余料回收再利用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果?；炷劣嗔系幕厥绽檬侵笇?duì)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)殘留的混凝土料進(jìn)行回收和再利用。

3.1 余料合理再利用

在混凝土灌注完成后，對(duì)于剩余未用完的混凝土（后盤產(chǎn)生），現(xiàn)場(chǎng)施工員應(yīng)及時(shí)組織相關(guān)人員進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件（如預(yù)制門垛、預(yù)制排水溝、砌筑混凝土三角斜磚、預(yù)制過梁、預(yù)制木磚等）的澆筑，既防止了混凝土的浪費(fèi)，也實(shí)現(xiàn)了混凝土余料的直接再利用。

將施工現(xiàn)場(chǎng)殘留的混凝土余料在初凝前進(jìn)行集中回收，再進(jìn)行分類，根據(jù)混凝土凝固的程度情況，用于預(yù)制塊制作或者進(jìn)行臨時(shí)道路回填硬化，符合低碳綠色環(huán)保的施工要求。

混凝土余料回收利用技術(shù)可降低項(xiàng)目部生產(chǎn)成本，具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。

結(jié)合場(chǎng)地，設(shè)置混凝土余料回收池，由專人負(fù)責(zé)施工產(chǎn)生的混凝土余料收集與分類。

通過前期策劃總平面布置時(shí)預(yù)留未硬化道路及場(chǎng)地，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土余料收集時(shí)，由于回收的不及時(shí)，部分混凝土余料會(huì)接近初凝或達(dá)到初凝狀態(tài)，此部分余料和易性能較差，可作為預(yù)留道路及場(chǎng)地的回填硬化。混凝土余料經(jīng)專人回收后，根據(jù)和易性好壞進(jìn)行分類使用。對(duì)于和易性能達(dá)到原始值90%的，可用來制作二次結(jié)構(gòu)預(yù)制塊；對(duì)于達(dá)到原始值80%的，可利用制作馬路磚，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)道路鋪裝。預(yù)制件模具可利用廢棄木方和模板（圖2）。

圖2 利用混凝土余料進(jìn)行構(gòu)件預(yù)制（馬路磚和二次結(jié)構(gòu)過梁）

在項(xiàng)目施工過程中，通過對(duì)混凝土余料的回收，作為預(yù)制混凝土構(gòu)件、硬化道路等再利用手段，降低了混凝土實(shí)際損耗量。以剪力墻側(cè)面門窗洞口墻垛為例，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)，多數(shù)門窗洞口處存在≤100 mm的門垛。若采用大鋼模，則無法一體配置小墻垛模板；如拼裝木模板，則材料損耗大、成型觀感差、零星混凝土澆筑耗時(shí)費(fèi)工。某項(xiàng)目利用混凝土余料預(yù)制門垛取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，并被收錄入公司技術(shù)創(chuàng)效手冊(cè)和規(guī)定動(dòng)作進(jìn)行學(xué)習(xí)和推廣（圖3、圖4）。

圖3 門垛預(yù)制過程

圖4 預(yù)制門垛成型效果

混凝土余料的回收利用除以上已經(jīng)提到的應(yīng)用外，還可用于預(yù)制井蓋、加工棚硬化、后澆帶預(yù)制封堵板塊、二次結(jié)構(gòu)預(yù)制塊木磚等，降低了混凝土實(shí)際損耗量。

3.2 分離回收處理

針對(duì)混凝土廢料這樣的問題，在保證施工質(zhì)量的前提下，運(yùn)用分離機(jī)清洗設(shè)備將混凝土余料（砂石、漿水）及其他廢棄拌和物分離。首先將剩余混凝土中砂、石分離出來，并運(yùn)回各自的料場(chǎng)繼續(xù)使用，再采取一定的技術(shù)措施將攪拌均勻的漿水用于混凝土攪拌車的清洗和混凝土的生產(chǎn)，形成閉路的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了廢料的零排放。此種混凝土清洗分離回收再利用系統(tǒng)[6]，試驗(yàn)證明其不僅減少了混凝土的浪費(fèi)，也具有良好的社會(huì)環(huán)境效益。

在技術(shù)條件滿足的情況下，我們還可以采用以傳統(tǒng)意義上的物理分離回收原理為輔助，以化學(xué)處理為核心的復(fù)合回收處理辦法[7]。此種技術(shù)是首先通過休眠劑對(duì)新攪拌的混凝土廢料進(jìn)行休眠處理，保證它的各項(xiàng)性能指標(biāo)不發(fā)生太大變化；再次施工時(shí)，對(duì)其添加復(fù)蘇劑并攪拌均勻，除去保護(hù)膜，進(jìn)行正常意義的澆筑，完成回收利用處理。此種辦法不僅沒有降低混凝土的工作性能，也滿足了再澆筑使用的施工要求，最大程度上實(shí)現(xiàn)了“零浪費(fèi)”和“零污染”。

3.3 再生混凝土技術(shù)

施工現(xiàn)場(chǎng)和日常生活中伴隨著大量的廢棄混凝土，此現(xiàn)象給我國(guó)經(jīng)濟(jì)資源和環(huán)境帶來嚴(yán)重的損失，據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的最新規(guī)劃，到2020年，我國(guó)因新建住宅而產(chǎn)生的建筑垃圾至少達(dá)到5×109t，其中廢棄混凝土占50%～60%。因此，用其作為再生骨料制作再生混凝土具有巨大的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益，也是未來建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種方向。

國(guó)內(nèi)外對(duì)廢棄混凝土的研究已取得一定的成果[8]，歐洲最早開始研究廢棄混凝土的再利用，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)隨后展開了相關(guān)研究，我國(guó)研究起步較晚，還處于初步探索階段[9]。

我們可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖┕で闆r，在和易性等各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求的情況下，可以用部分廢棄的混凝土作為再生骨料，制作出滿足強(qiáng)度和耐久性的混凝土。

4 結(jié)語

在施工現(xiàn)場(chǎng)中，混凝土的節(jié)約與再利用技術(shù)的推廣，不僅可以避免資源浪費(fèi)，而且可減少廢棄混凝土的排放。用科學(xué)的方式方法管理施工團(tuán)隊(duì)，這樣在一定程度上不僅可以超出預(yù)期質(zhì)量要求，還可以縮短工期，為企業(yè)增加利潤(rùn)和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，推廣分離回收處理技術(shù)和再生混凝土技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、低碳和可持續(xù)發(fā)展的目的。以相關(guān)部門制訂的相應(yīng)準(zhǔn)則或技術(shù)規(guī)范來作為指導(dǎo)，以提高混凝土的利用率，加強(qiáng)管理，從而實(shí)現(xiàn)建筑資源的可持續(xù)發(fā)展[10]。