摘要：文章論述了西藏高原地區(qū)發(fā)展RAC的必要性，從技術層面論證了RAC抗凍性能和抗碳化性能及在西藏高原環(huán)境下的應用可行性，結合價值工程論證了RAC在西藏高原環(huán)境下的經濟合理性。

[基金項目]西藏民族大學科研項目（項目編號：19MDQ04）

[作者簡介]張曉（1990—），男，碩士，講師，研究方向為混凝土結構設計與加固。

貫徹新發(fā)展理念，著眼西藏建筑行業(yè)，根據(jù)西藏自治區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設廳發(fā)布[1]，對于建筑材料要求規(guī)定：“嚴禁采用高能耗、污染超標及國家和地方限制使用或淘汰的材料”，“提高材料的使用效率”，“優(yōu)先采用獲得綠色標識的綠色材料及制品”。再生混凝土（RAC）作為一種綠色建材，可以有效解決大量建筑垃圾填埋占用土地資源、降低土壤質量、破壞市容市貌等問題。高原環(huán)境下RAC的應用從一定意義上不僅可以加快區(qū)域經濟建設，而且對于區(qū)域建筑行業(yè)的發(fā)展也是一個新的契機。

1 高原發(fā)展RAC的必要性

如表1所示，對比了西藏地區(qū)2016—2019年水泥鋼筋消耗量、年鋼筋消耗量和木材消耗量，西藏地區(qū)逐漸從木結構、土石結構、木石結構開始向鋼筋混凝土結構轉化。特別是縣城以上人口較為密集的地方，主要結構形式為鋼筋混凝土框架結構。鋼筋混凝土結構增加的同時暴露出混凝土材料的缺口也在增大。區(qū)內混凝土主要材料多半以上要靠區(qū)外運輸，據(jù)調查，區(qū)內石材70 %～80 %從區(qū)外運輸，年水泥消耗量遠大于生產量，每年缺口逐漸增大，供求矛盾日益突出。

近年來，隨著建設量的增大建筑垃圾也有所增加。從2016—2019年以來，西藏自治區(qū)房屋建筑竣工量大致呈增加趨勢，同比增長20.1 %～49.6 %不等。4年竣工量累計721.86×104 m2，按照每1×104 m2建筑建設期產生550 t建筑垃圾來進行計算，因新建建筑產生建筑垃圾就有39.71×104 t，按照1/3的拆除新建比率和每萬平建筑拆除所產生7 000 t建筑垃圾來計算，因廢舊建筑物拆除產生的垃圾將近166.1×104 t，4年總建筑垃圾產量可達205.81×104 t。與此同時，建筑垃圾破碎再利用技術在西藏已有雛形。拉薩市建筑與裝潢垃圾資源化處理中心在2020年7月已投入使用，預計年處理30×104 t建筑垃圾，實現(xiàn)98 %的建筑垃圾高效利用率。因此，再生混凝土在西藏地區(qū)的發(fā)展不僅能夠解決區(qū)內混凝土缺口問題，同時能夠提升高原建筑垃圾循環(huán)利用率，促進高原建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

2 技術層面可行性

在力學性能方面，當按照規(guī)定的再生粗骨料類別要求和取代率配置RAC，其標準立方體試塊抗壓和抗拉強度標準值與普通混凝土可以達到一致，彈性模量相對略小[2]，但相差不大。西藏地處高原環(huán)境，特別是阿里、那曲等地區(qū)海拔均在4 500 m以上，常年大風，氣溫較低，冬季氣溫可能在-30～-40℃，RAC能否在西藏很好利用，其抗凍性和抗碳化性顯得尤為重要。

普通情況下，由于拆除建筑垃圾主要組分是混凝土、砂漿和磚塊，這些材料與天然骨料的母巖相比，通常內部孔隙要大得多，使得RAC的抗凍性隨著再生粗骨料取代率的增加而變差，但摻入相應添加劑后，RAC的抗凍性能卻可以比及普通混凝土。研究表明：當再生粗骨料取代率小于50 %時循環(huán)凍融下抗凍性降低程度不是很明顯[3];當在再生粗骨料取代率為50 %的RAC中摻加引氣劑，抗凍性能可以等同于普通混凝土[4]。模擬高原環(huán)境下實際施工中的低溫養(yǎng)護環(huán)境，將加入YJ-4型防凍劑（摻量為水泥用量的1 %，由北京紐維勛公司生產）的RAC在（-10±1） ℃下進行養(yǎng)護28天齡期后，對比同樣養(yǎng)護條件下的普通混凝土，研究表明：YJ-4型防凍劑可以提高凍融試驗后的抗壓強度10 %～20 %[5]。同時，再生骨料的種類對混凝土的抗凍性能也會產生影響。試驗表明，采用50 %的GB/T 25177-2010《混凝土用再生骨料》中規(guī)定的Ⅰ類骨料配置的RAC，抗凍性能優(yōu)于普通混凝土，300次凍融循環(huán)下，質量損失率小于5 %。同樣，RAC的抗碳化性能與普通混凝土具有略微的差距，但當選用顆粒級配良好的再生粗骨料，摻入粉煤灰、礦渣微粉（摻量為50 %）的細骨料，控制再生粗骨料取代率在30 %以內，RAC的抗碳化性與普通混凝土基本相同[6]。另外，高效減水劑和廢棄纖維的摻入也可以增加RAC的抗碳化性，且纖維長度越長，增強效果越明顯[7]。

因此，RAC在進行生產的過程中，滿足幾點將有利于其在高原上發(fā)展：①通過工廠破碎后篩分控制再生骨料的品質為Ⅱ類及以上;②增加防凍劑或引氣劑等措施，根據(jù)種類不同，摻量控制為為1 %～5 %;③嚴格控制再生混凝土工程施工季節(jié)氣溫環(huán)境，保證施工溫度處于5 ℃之上;④控制再生骨料取代率在30 %以內。

3 價值工程分析

就材料成本分析，經研究：C40及以下RAC比對應普通混凝土從材料成本上節(jié)約了8.03 %～16.80 %，結合市場上RAC和普通混凝土售價分析，RAC利潤率最高可以達到55.39 %[9-10]。結合西藏2020年造價信息，以拉薩為例，對比每1 m2 C30普通混凝土和摻有防凍劑RAC的材料成本如表2所示。其中再生骨料取代率為30 %，防凍劑摻量為水泥量的1 %。通過表格可以看出，在普通混凝土直接材料費用為498.85 元/m3，RAC直接材料費用為474.01 元/m3，考慮到普通混凝土到建筑垃圾場存在儲存費用，按照每8元/m3增加成本，普通混凝土直接材料費用為506.85元/m3，RAC節(jié)約材料成本6.78 %。

綜合混凝土的環(huán)保性能，利用價值工程分析對比如上RAC（再生骨料取代率為30%）和普通混凝土，結合西藏高原環(huán)境實際使用過程中的情況給出個功能要求，并利用環(huán)比評分法（DARE法）確定出功能權重，根據(jù)文獻[11-14]對RAC和普通混凝土力學性能、耐久性能研究結果進行打分評價，最終結果如表3所示。

綜合表2數(shù)據(jù)，根據(jù)式（1）～式（3）得出再生混凝土和普通混凝土功能系數(shù)、成本系數(shù)和價值系數(shù)如表4所示。

式中：F為功能系數(shù)，A為加權得分，i=1，為普通混凝土，i=2，為再生混凝土。

式中：C為成本系數(shù)，B為總成本，i=1，為普通混凝土，i=2，為再生混凝土。

V=F/C（3）

V為價值系數(shù)。

由此可見，從價值工程層面再生混凝土優(yōu)于普通混凝土，再生混凝土在西藏高原環(huán)境下發(fā)展具有一定的經濟效益。

4 結束語

RAC再生混凝土作為一種綠色建材可以填補西藏高原地區(qū)石材缺口，提高高原建筑垃圾的循環(huán)利用率。當RAC采用再生骨料的品質為Ⅱ類及以上，且取代率在30 %以內時，通過增加防凍劑或引氣劑等措施，確保施工溫度處于0 ℃之上可以使得RAC在高原上得以應用。同時，區(qū)內RAC從價值工程層面由于普通混凝土，以其良好的經濟性和性價比可以為高原建筑業(yè)的良好快速發(fā)展提供有利條件。

參考文獻

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