論混凝土廢棄物的再生利用

唐健瑋

【摘要】：針對混凝土廢棄物的環境問題，提出將其加工成為填方料、再生骨料或再生混凝土。介紹了再生骨料的特性及其生產工藝，對再生混凝土進行了一系列實驗，證實了再生混凝土的工程性能。

【關鍵詞】：混凝土廢棄物;再生骨料;再生混凝土

隨著城市化和小城鎮建設進程的加快，城市住宅、寫字樓、商業及工業建筑的更新和市政動遷規模不斷加大，大量的原有舊建筑物被拆毀，產生了大量的建筑垃圾。另外，大量的新建建筑物在建設過程中也會產生很多建筑垃圾。目前，受經濟利益驅動，國內有相當多的建筑商將這些建筑垃圾丟棄在附近的公共活動區域，這已成為一大公害。即使這些垃圾按照政策要求運到指定區域，國家目前還沒有財力對其進行合理處置，這樣會侵占大量耕地，并且導致嚴重的環境污染。所以，當前我國急需解決這一環境問題。另一方面，我國各種基本建設的進程在加快，急需大量的建筑材料，開采山石、淘挖河砂、掘坑取土等行為已經付出了沉重的代價，然而卻仍在繼續，且有愈演愈烈之勢。

據統計，建筑垃圾若以重量計，混凝土廢棄物約占48.35%，廢磚石塊占37.42%，這2種廢棄物共占建筑垃圾的85.77%。顯然，如何使這些廢棄物變廢為寶是處理建筑垃圾的最好辦法。

1、混凝土廢棄物用作填方料

大型廣場、城市道路、公路、鐵路等建筑物（構筑物）需要大量的土方、石方，目前的土石方來源一般是開山取石、掘地取土，這對生態環境造成了嚴重破壞。如果將混凝土廢棄物進行破碎，然后對其篩分，再按照所需土石方級配要求混合均勻，則這些混凝土廢棄物的破碎物完全可以作為填方料使用。根據工程具體要求，還可以將這種破碎物與天然土石方按照一定比例混勻使用。

2、再生骨料

混凝土廢棄物的可利用價值并不僅僅局限于作為填方料，經過處理，它還可以作為混凝土的骨料使用（再生骨料），而且，使用這些骨料生產的再生混凝土的物理、力學性能并不比普通混凝土差。

2.1再生骨料生產工藝流程

再生骨料的生產工藝非常簡單，一般的建筑企業經過努力都有能力生產。假如經過相關職能部門協調與扶持，也完全有可能在一些大中城市或大型工地建立集中生產的再生骨料工廠。

2.2再生骨料的特性

我國的混凝土構筑物，混凝土強度等級多在C30以下。混凝土廢棄物采用妥善的方法破碎后，可以得到沿骨料界面剝離下來的大量原狀顆粒，這些顆粒表面的粗糙度已較前顯著提高，而且上面粘附的漿渣為再利用作骨料提供了有利條件。因解體和破碎時受力，有少量顆粒會沿原顆粒的巖石解理破裂，這既增加了新的粗糙面，又增強了棱角效應。

另外，通過反復的解體、破碎過程，原有骨料中的軟質顆粒會被淘汰，粒形不良者也會得到改善。上述加大粗糙度、增加棱角效應、粒形的改善和堅固性的選優排列等，都使骨料得到優化。試驗證實，從廢棄混凝土中取出的原狀骨料，通過篩析制成的混凝土，與用類似材質的未用過的骨料制成的級配、配合比相同的混凝土對比，前者的強度值顯著提高。經解體、破碎的廢棄混凝土，可得到一半以上的水泥-砂-細石屑聚集的塊狀物（砂漿集料），它們所呈現的粒形，比起某些層狀解理的天然碎石的粒形要理想得多，砂漿集料還有表面多微孔、吸水率較大、具有水硬性等優越性。這使得砂漿集料的強度往往高出原混凝土的設計強度。砂漿集料被重新拌入混凝土后，會與新的水泥漿結晶共生，從而為集料與水泥漿的接觸區水化產物的密實化創造了有利條件，最終組成更加致密的的接觸區，使水泥石與集料的粘結力大于水泥石的強度。由于這種集料的表面是親水的，能較快地被液相所濕潤，表面的許多微孔內會吸入許多新的水泥顆粒，使接觸區的水化更為完全。實驗證明，只要恰當控制砂漿集料的粒徑、控制它在新拌混凝土中的最佳比率，對提高混凝土強度或節約水泥都能起一定的作用。

在解體、破碎廢棄混凝土時，收集到的粉渣類物料具有較大的潛在能。以下試驗充分證實了這一點：將放置2年的混凝土以靜壓破壞，拋棄其碳化層，取適量粉料和含有部分上述砂漿集料的碎屑，經加工后研成細粉，按占水泥用量的3%做膠砂強度試驗，結果與對照組相比，7 d的抗壓強度提高6.6%，28 d提高5.3%。分析認為，由于廢棄混凝土的粉料中含有未水化盡的水泥顆粒及其形成的水化物，這些物質通過特殊加工可以“蘇醒”，加入到新的水泥拌合物中后，起了播入晶種的作用，這就是廢棄混凝土生產的再生粉料具有潛在能的原因。

3、再生混凝土

利用再生骨料可以配制各種型號的再生混凝土，但一般來說還需要使用普通骨料與再生骨料搭配，其比例需要通過實驗來決定。在配制再生混凝土時還需加入一些外加劑，如粉煤灰、減水劑等。

3.1 中低強度再生混凝土配制對比試驗

為證明再生混凝土的可靠性，特設計了本對比實驗。

對于中低強度混凝土，使用再生骨料配制的可靠性已得到證實，但對于高性能混凝土還需進行進一步研究。作者對此進行了一些探索。試驗采用2種類型粗骨料，A類由某建筑物爆破后的混凝土塊加工而成，B類為廢棄混凝土路面加工物，細骨料為河砂，摻入了電廠生產的Ⅱ級粉煤灰和NF-2-6緩凝高效減水劑。用再生骨料取代率為60%的粗骨料配制成各種設計強度的混凝土。

當混凝土設計強度小于40 MPa時，再生混凝土的實際強度大于其設計強度，且其差值有逐漸增大的趨勢。但即使是在設計強度達到70 MPa的情況下，其偏差仍不是很大。假如調整粗骨料的取代率，并且對配合比進行進一步優化，實際強度應該可以達到甚至超過其設計強度，但這還需要大量的試驗證實。

4、結論

將大量混凝土廢棄物進行批量化處理，然后作為建筑材料重新使用，所需技術設備比較簡單，處理費用低，扣除現階段的垃圾處理費、運輸費和購買建筑材料費，甚至有很大的贏利空間，從經濟技術上講是切實可行的。更重要的是，它可以保護環境，節約資源，可以真正的實現建筑廢棄混凝土的資源化、無害化。

我國目前的混凝土廢棄物還沒有得到有效利用，其關鍵原因是主觀意識問題，建設者甚至全社會都還沒有意識到混凝土廢棄物及其所衍生的對環境的危害。政府相關部門以及環保、建材科技工作者應該對此進行積極引導，并在政策、輿論、技術等方面給予大力支持，爭取盡快使這一技術得到大范圍的推廣應用。

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