混凝土能再生利用吗土木091 周骞 200911003113摘要:通过大量国内外文献分析与研究，对再生混凝土结构性能研究和应用现状进行了综述，并结合可持续发展战略，分析了再生混凝土结构性能研究及应用发展前景。
关键词:废旧混凝土; 再生利用; 环境保护; 可持续发展引言随着建筑业的蓬勃发展，我国建筑材料的需求量急剧增加。
目前，全世界混凝土的需求量约为28 亿立方米，而我国的混凝土年需求量达到13 亿～14 亿立方米，占世界总量的45 %。
在混凝土原材料中，骨料占混凝土总量的75 % 左右，而骨料的来源主要是开山取石并将其加工成砂石料，或者挖取河道中的砂、卵石及砾石。
这样，使自然环境遭到破坏，也严重影响了建筑业的可持续发展。
生产混凝土需要消耗水泥和砂石，而生产水泥要排放大量的二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害气体和粉尘。
据不完全统计，我国目前每年产生的建筑垃圾达到1 亿吨左右，长期积累的建筑废弃物高达数亿吨。
废弃混凝土的来源广泛，数量也非常惊人。
绝大部分废弃混凝土未经任何处理，有的露天堆放，有的填埋于地势低洼之处，造成严重的环境污染和资源浪费。
将其运送到郊外掩埋，不仅要花费大量的运费，还会造成二次污染。
如果将这些废弃混凝土收集加工后再生利用，不但可以节约天然资源，而且减少了环境污染，促进了社会经济的发展。
一再生混凝土的发展现状1.1 国外情况废弃混凝土的再利用最早开始于欧洲。
第二次世界大战后，前苏联、德国、日本等国家对废弃混凝土进行了开发研究和再生利用。
早在1976 年，以当时的西德、比利时和荷兰为主，成立了“混凝土解体与再利用委员会”，开始研究废弃混凝土的再利用。
至2000 年，荷兰的建筑废弃物回收率高达90%;德国将再生混凝土应用于公路路面。
美国从1982年起，在ASTMC 33—82《混凝土骨料标准》中，将破碎的水硬性水泥混凝土包含进了粗骨料中。
同时美国军队工程师协会也在有关规范和指南中，鼓励使用再生混凝土骨料。
在美国的道路建设中，50%采用沥青混凝土再生料，直接建设成本下降20%以上，既节约了能源，也保护了环境，产生了巨大的社会效益。
日本在1977 年就制定了《再生骨料和再生混凝土规范》，随后在各地建设了建筑垃圾物再生利用工厂，生产再生水泥和再生骨料。
于1996年制定了旨在推动建筑副产品再利用的“再生资源法”，规定建筑施工中的渣土、混凝土块等建筑垃圾，必须要经过专门的再生资源化设施处理，为建筑垃圾的资源化利用提供了法律和制度的保障。
目前，日本对建筑垃圾的再生利用率高达70%，废弃混凝土的利用率则更高。
1.2 国内情况我国幅员辽阔、地大物博，在短期内不会出现混凝土骨料的缺乏。
但是，建筑垃圾带来的环境污染越来越严重。
我国对再生混凝土的研究起步比较晚，还处在实验室研究阶段，数十所大学和研究机构开展了对再生混凝土的研究和技术开发。
目前，已经开始利用城市垃圾生产烧结砖，将废弃混凝土用于道路工程的基层、面层、土基及防护工程。
我国政府高度重视对建筑垃圾的循环再利用，在中长期发展战略中，对废弃物再生利用的相关技术与示范工程项目给予政策与资金支持，鼓励利用建筑垃圾生产新型建筑材料。
二再生混凝土的特性再生骨料混凝土是将旧建筑物上拆除下来的废弃混凝土块破碎、清洗和分级后，按一定比例相互配合后形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土［1］。
再生混凝土的特性与再生骨料的加工工艺、基体混凝土的强度、配合比及替代率等因素密切相关。
与天然骨料混凝土相比，再生混凝土具有下列特性:( 1) 在用水量相同的情况下，再生混凝土的坍落度减小，流动性变差。
主要原因是再生骨料表面粗糙，吸水率大，使得再生混凝土的流动性变差，坍落度减小。
同时，由于骨料表面粗糙，增大了再生混凝土拌合物的摩擦阻力，使再生混凝土的保水性和粘聚性增强。
( 2) 由于孔隙率及渗透性较高，再生混凝土的抗硫酸盐和酸侵蚀性与天然骨料混凝土相比稍差。
可以掺加粉煤灰来减少硫酸盐的渗透，提高再生混凝土的抗侵蚀性。
( 3) 再生混凝土的干缩性和徐变比普通混凝土增加40 % ～ 80 %［2］。
干缩性的增大值取决于基体混凝土的性能、再生骨料的品质及混凝土配合比。
粘附再生骨料颗粒的水泥浆含量越高，再生混凝土的干缩率越大。
( 4) 再生混凝土的弹性模量低，为普通混凝土的70 % ～ 80 %。
其原因可能是再生骨料混凝土的骨料中有大量的旧砂浆附着，导致其弹性模量低，变形大。
可以加入塑化剂，改善其变形性能，提高弹性模量。
三再生混凝土的经济效益分析循环经济的建立原则是“减量化、再利用、再循环”，其通过充分利用自然资源，回收利用废弃物再生利用水平，在生产和消费过程中最大限度地降低污染，减少废弃物的经济发展模式，打破了传统“大量生产、大量浪费、大量废弃”的经济增长模式。
废弃混凝土的回收利用就是循环经济发展模式的体现。
一个地区废弃混凝土回收利用的主要影响因素有：地区人口密度和城市化水平、天然集料富余程度、废弃混凝土回收利用的设备及工艺技术水平，以及国家和地区对废弃混凝土回收利用的政策法规和财政税收上的扶持程度。
1.地区人口密度和城市化水平。
地区人口密度和城市化水平的提高使城市废弃混凝土的数量不断增加。
而城市规划中规定了建筑垃圾堆放场所的位置和数量，直接影响了废弃混凝土的清运和处理成本，对废弃混凝土的再生利用产生不利影响。
2.天然集料富余程度。
天然集料的富余程度和储存量是推动再生集料和再生混凝土应用的最大动力。
日本、丹麦、荷兰等一些石料紧缺的国家，因而对废弃混凝土中回收利用再生集料十分重视，同时，废弃混凝土的回收利用与环境保护紧密相连。
如果在获得天然集料的同时无限制的开山采石，虽然可以获得价格较低的天然集料，但这不仅严重破坏了生态环境，长此以往，更不利于社会可持续发展。
3.废弃混凝土回收利用工艺技术水平。
要实现废弃混泥土的回收与再利用，必须通过技术手段去完成，而工艺技术水平的高低、设备的选择都会影响到废弃混泥土的可回收性和回收效益。
便捷高效的废弃混泥土破碎筛分工艺、科学合理的再生混凝土技术才能减少回收利用的成本，提高回收的利润。
4.国家和地区的政策法规对废弃混凝土回收利用和财政税收上的扶持程度。
法律应出台有关对废弃混凝土的回收利用和施工场所零排放(无垃圾)等一些规定政策，去促进废弃混凝土和其他建筑垃圾的再利用。
而目前国家的鼓励资源综合利用的政策和财政税收上的扶持，相应的也减少了业主和对拆除旧建筑的费用支出，对再生集料的成本得以有效降低，使再生集料的成本和天然集料具有同等的竞争力。
尽快就再生混凝土集料制定集料标准、再生混凝土制品标准等去更好的开发利用废弃混泥土。
四再生混凝土结构研究前景展望由前面所述可见，再生混凝土结构在国内外已初步取得了一些研究成果。
但是，关于这方面的基础理论研究还是远远不够的，国内更是处于起步阶段，因此仍需加强对再生混凝土结构或构件进行更深入和更系统的研究。
这对于其在工程上的推广和应用具有重要指导意义。
为了推广再生混凝土的应用，就当前国内外研究现状，作者认为，还有以下几点需要进一步深入研究:1) 关于再生混凝土结构构件的变形性能( 挠度及裂缝宽度等) 和长期性能( 耐久性) 的研究和设计方法有待于进一步的研究。
2) 关于再生混凝土组合结构( 如: 再生混凝土组合楼板、型钢—再生混凝土组合梁、钢管再生混凝土柱、纤维增强复合材料约束再生混凝土柱) 的研究及设计方法有待于进一步的研究。
3) 关于再生混凝土结构构件的抗弯、抗剪、抗冲切承载力和抗震性能的研究和设计方法有待于进一步的研究。
4) 关于再生混凝土结构有关通用设计规程、应用规范、施工和验收标准的研究和编制。
五再生混凝土结构应用前景展望国内外的研究成果已表明，再生混凝土基本能满足普通混凝土的性能要求，应用于一般工程结构是完全可行的。
然而，目前国内再生混凝土的应用并不乐观，大多数应用在非承重的次要结构中。
分析其原因主要有两方面，一方面经济性是阻碍再生混凝土大规模推广应用的主要原因之一。
由于再生骨料的生产要耗费较多的人力、物力，致使目前的再生混凝土的生产成本高于天然骨料混凝土。
但是，随着社会的发展与科学技术的进步以及人们环保意识的增强，经济性的概念也会随之变化。
对再生混凝土的经济分析应当从社会、经济、环境效益上进行综合考虑; 同时，为了使废弃混凝土实现再生和高效利用，必须采取措施降低再生混凝土的造价。
另一方面是再生混凝土结构应用缺少相应的规程和技术标准。
人们传统地认为，再生混凝土的质量达不到工程要求，担心应用于工程中出问题，即人们对再生混凝土应用技术的可信度不高，这主要是由于目前再生混凝土的应用大多处于试验、谨慎使用的状态，从技术上说，是缺少较完善的技术规程、标准，再生混凝土技术还没有形成一套成熟、完善的系统造成的。
但随着人们的环保意识的增强，经济性的概念的变化和再生混凝土技术的不断完善，再生混凝土结构的应用前景还是相当乐观的。
就当前国内外应用现状，作者认为，还以下几方面可大力推广应用再生混凝土结构:1) 再生混凝土在墙体工程中的应用。
由于再生混凝土容重比天然混凝土小，隔热、隔声性能比较好，因此，再生混凝土砌块、再生混凝土条板的应用在墙体中是比较合理的。
尤其是再生混凝土墙板的厚度较薄，可以有效地降低住宅建筑墙面积的占用率。
2) 再生混凝土在基础工程中的应用。
在基础工程中所采用的混凝土强度往往并不高，一般为C30 左右，这对再生混凝土而言是很容易达到的。
通过合理配制的再生混凝土能够达到普通混凝土的性能要求，所以其应用于基础工程中是可行的。
3) 再生混凝土在道路工程中的应用。
再生混凝土可用于铺设道路的基层和面层。
4) 再生混凝土在组合结构中的应用。
如: 再生混凝土组合楼板、型钢—再生混凝土组合梁、钢管再生混凝土柱、纤维增强复合材料约束再生混凝土柱。
六结语再生混凝土技术能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题，既能减轻废弃混凝土对环境的污染，又能节省天然骨料资源，缓解骨料供求矛盾，减少自然资源和能源的消耗，具有显著的社会、经济和环境效益，符合可持续发展的要求，是发展绿色混凝土的主要途径之一。
再生混凝土在我国推广应用需要全社会的努力，也十分需要政府的产业政策扶持和国家的法律法规保障。
政府可通过设立专项资金资助再生混凝土结构进行更深入和更系统的研究。
通过加强立法，利用经济杠杆的调节作用制定再生混凝土推广应用的强制性措施。
国内外对再生混凝土材料性能和结构行为的研究成果已初步表明，合理设计的再生混凝土结构能够达到普通混凝土结构的性能要求，其应用于土木工程中是可行和安全的。
参考文献：【1】班明霞冀鸿飞苏刊严志忠张玲再生混凝土结构性能研究应用现状及前景展望四川建筑科学研究 2011 年6 月第37 卷第3 期191-196【2】何克味秦荷成再生混凝土的发展前景分析大众科技 2011 年第5 期（总第141 期）【3】龚志起丁锐陈柏昆废弃混凝土处理方式的环境影响比较工程管理学报第25 卷第3 期2011 年06 月【4】康梅柳周丽萍废弃混凝土的再生利用建材技术与应用综述。
