建筑材料循环利用论文

学号 ********论文旧建筑物改造中的资源再利用—传统建材学生姓名杜东亚班级11级应用化学1班成绩指导教师张祥智理学院2012年11月30日论旧建筑物改造中的资源再利用摘要：在中国经济进入持续高速发展的情况下,在新旧城市不断变化与更替的现状下,形形色色的“拆迁运动”在全国各地持续上演,旧建筑的更新利用问题也成为社会关注的焦点。

对各种不同类型的老建筑、旧工厂、旧库房的改造和废旧资源的再利用,已成为不可忽视的重要课题.如何让废旧材料发挥出最大的潜力,如何利用建筑物改造中的建筑垃圾变得尤为重要，本文从废弃建筑物的材料出发，提出旧建筑更新不是简单的推到重建，而是通过可利用的方式，力求寻找一条最便捷、最有效、最科学的途径来改善建筑资源的浪费。

关键词：旧建筑改造：传统建材；再利用;资源化；正文：近年来，在城市建设“大”发展的同时，我们也应该看到，资源与环境的沉重负荷。

相关统计显示，我国每年生产各种建筑材料要消耗资源50亿t以上，消耗能源达2.3亿t标准煤，同时还排放大量CO2、SO2等有害气体和粉尘。

与此同时，我国仍存在着材料资源短缺、循环利用率低、大量建筑垃圾无法处理等问题。

在人为拆除旧建筑或由于自然灾害造成建筑物损坏的过程中，会产生大量的废砖和混凝土废块、木材及金属废料等建筑废弃物，例如，汶川大地震据估算将产生超过5亿t的建筑垃圾，如何处理巨量建筑垃圾？建设部门当前正积极研究资源化利用这些建筑垃圾。

如果能将其大部分作为建材使用，成为一种可循环的建筑资源，不仅能够保护环境，降低对环境的影响，而且还可以节省大量的建设资金和资源。

目前，从再利用的工艺角度，旧建筑材料的再利用主要包括直接再利用与再生利用两种方式。

其中，直接再利用是指在保持材料原型的基础上，通过简单的处理，即可将废旧材料直接用于建筑再利用的方式；建筑材料的再生利用，相对而言，耗能量大，需要经过较为复杂的加工程序进行回收再利用，与化工材料学科相关密切。

本文以传统建筑材料砖石、混凝土、木材的直接再利用为例，论述废旧建筑材料的资源化再利用。

一、砖石砖石是我国大量使用的传统建筑材料之一，正是由于历史的原因，目前废弃砖石在建筑垃圾中占有相当的比重，而且量大面广。

随着我国经济建设步伐的进一步加快，废弃砖石在我国的一些地区会大量存在，而其造成环境污染的压力日益突出，如果能有效地将砖石回收利用，一方面可以解决废弃粘土砖的处理问题；另一方面可以节约天然砂石资源，对减少能源和资源浪费将起到积极作用。

事实上，近百年来废弃砖石在北京民宅中已大量应用，旧时北京一般的民宅建筑用砖多为粗制条砖(砖长9寸，宽4.5寸，厚2寸)和碎砖头。

民宅墙体除四角用整砖先砌好外，中间部分全用碎砖头与泥砌成，四周的新砖，整砖如同一个坚实的框子，把碎砖头牢牢地卡在里面。

所以，北京有句俗话：“北京城内有件宝，碎砖头垒墙，墙不倒”。

近年来，我国在旧砖石再利用方面亦不断探索实践，根据废旧砖石材料特点的不同，将其应用于挡墙、花池改造、园林铺路及历史建筑保护修复等实例中。

例如，2007年3月，在地处奥运场馆周边的首钢老山小区环境改造方案中，为实现小区环境改善和节约工程资金的目标，施工中，他们将小区路面换下来的九格砖收集起来再利用作为该小区内拦墙的砌筑材料，从而，降低了工程施工购买红砖的费用。

除此之外，施工人员还将这些九格砖再利用于完成老山南路等地的挡墙及花池改造砌筑，共计519.1m3，节约资金8万余元。

又如，近几年来杭州大地园林绿化工程有限公司在园林设计中，考虑山林野趣和自然古朴风格，结合废旧石块、石板、碎瓦等材料特点，设计出用破石板做冰裂纹路面、六角块路面、方块插花路面，用碎裂瓦拼图案或用碎瓦结合卵石的运用做几何图形，用旧石板、石块拼做乱纹块图案路面，用旧砖和卵石构成不规则几何图案路面等。

这样以来，既利用了旧材料，又形成古朴自然，和风景、古建筑融为一体的良好效果。

另外，目前一些开发商已开始请专业人员在旧房拆迁工地，甄别、采集、储藏近百年历史的旧砖和其它建筑材料，以利将其再应用到必须“修旧如旧”的建筑项目中去。

而这些旧砖的再利用带来的不仅是经济效益，将在历史建筑的保护修复中起到重大意义。

其它国家对砖瓦的使用相对较少，但仍有一些成功的案例可以借鉴。

例如，粘土实心砖是澳大利亚传统建筑材料，至今应用范围和应用量仍然很大。

当地生产的粘土砖比我国的标准砖长、宽稍小一些(220mm×105mm×60mm)，砖体密实，质地上乘，不少城镇用粘土砖铺筑人行道，经久耐磨。

基于对土地资源的保护，澳大利亚鼓励旧砖再利用，有许多经销商专门回收、出售二手砖。

二手砖的大量应用，说图为砖石粉碎机明砖的强度高，质量好，回收率高。

二、混凝土相对而言，混凝土材料的直接再利用技术发展缓慢。

虽然很久以前，西方国家已研究将废弃混凝土压碎成砾石用于铺筑公路，却是以消耗大量燃料为代价。

德国作为世界上最早从事于建筑材料循环利用研究的国家之一，目前，我国每年因拆除建筑产生的固体废弃物在2亿吨以上，其中绝大多数是废弃混凝土然而，对于这些废旧混凝土的有效处理方法却不多，传统的处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋，这种方法会带来高昂的处理费用并引发一系列环境问题。

一方面，目前全世界混凝土的年生产量约为28x108m3，中国混凝土的年产量占世界总量的45％，废弃混凝土带来的环境污染问题越来越严重；另一方面，生产混凝土需要大量的矿料，矿山资源作为一种不可再生资源，需要加以保护。

将废弃混凝土破碎后代替传统矿料作为新拌混凝土的骨料，将是解决这两方面问题的最优方案。

将废弃混凝土破碎后代替传统矿料作为新拌混凝土的骨料，既能很好地解决废弃混凝土造成的环境污染问题，又节约了矿山资源，并能在一定程度上降低工程成本。

由于废弃混凝土各方面的性质不同于天然骨料，因此必须根据废弃混凝土的特点，对再生混凝土的配合比设计进行专门的研究。

废弃混凝土最常用的回收方式是将废弃混凝土块破碎、筛分、分级并按一定的比例混合后，作为新拌混凝土的骨料，称为再生骨料，而使用再生骨料配制的混凝土，称为再生骨料混凝土，简称为再生混凝土。

如图1再生混凝土按骨料的组合形式可以有以下几种：骨料全部为再生骨料；粗骨料为再生骨料，细骨料为天然砂；粗骨料为天然碎石或卵石，细骨料为再生骨料；再生骨料替代部分粗骨料或细骨料。

1、废弃混凝土再生配合比设计：废弃混凝土的各方面性质不同于天然骨料，试验研究表明，当再生混凝土设计强度为C20时，以普通混凝土配合比设计方法配制的再生混凝土的强度高于基准混凝土，但工作性能降低。

在配合比设计中，水灰比与强度之间的关系有着重要意义：在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。

但是，如果水灰比过小，拌和物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，将导致混凝土强度严重下降。

2、混凝土配合比设计涉及的主要参数有：（1）水灰比水灰比为混凝土中用水量与胶凝材料的比值，是影响混凝土强度及耐久性最为重要的因素，水灰比较小时，混凝土的强度、密实性及耐久性较高，但耗用水泥较多，混凝土发热量也较大；水灰比较大时，混凝土强度低，会影响混凝土拌和物的和易性及保水性等；（2）用水量用水量是决定混凝土拌和物流动性的基本因素，混凝土单位用水量应根据施工要求的混凝土拌和物流动性、骨料的级配以及最大粒径、水泥用量、使用外加剂情况等条件确定；（3）砂率砂率是指混凝土中的砂与砂石总量的质量比，合理的砂率应根据拌和物的坍落度、粘聚性和保水性等特征来确定，在保证拌和物不离析，又能很好地浇灌、捣实的条件下，应尽量选用较小的砂率，以节约水泥。

基于以上要求，为能够比较全面地反映出再生混凝土的强度变化规律以及材料组成对再生混凝土的影响，3、再生混凝土的利用现状：旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级成为粗细骨料（再生骨料），用以代替混凝土中部分砂石配制成的混凝土，称作再生骨料混凝土，亦称作再生混凝土。

从再生混凝土的抗压强度上看，它完全可以满足工程建设的要求。

再生混凝土目前广泛应用于道路建设中的路基、路面、路面砖和马牙砖等工程，在建筑工程中主要用于基础垫层、底板、台子、填充墙和非结构构件等抗压强度要求不是很高的部位。

由于对再生混凝土的耐久性目前尚无突破性研究，因此它还没有被用于房屋结构中柱、梁、板等重要部位或构件。

二次世界大战后，苏联、日本、德国等国重建家园时就注意到了废弃混凝土的问题并开始了再生混凝土的研究开发与利用。

再生混凝土已成为发达国家共同研究的课题，有些国家还以立法的形式来保证和促进其研究的进行。

随着我国**对资源环境问题的重视，我国也已开始鼓励再生混凝土的研究与开发。

发达国家普遍采用立法形式以保障对废弃混凝土的再生利用，国际上已召开三次有关废弃混凝土再生利用的专题会议。

欧洲一些国家在再生骨料应用方面开展的研究较早且制定了相应的“应用指南”，并修筑了一些工程。

美国伊利诺伊州建筑材料回收委员会的WilliamTurley在报告中指出，每年有1×108t废弃混凝土以再生骨料的形式被循环利用，占全部骨料总量的5%（美国每年骨料总用量超过20×108t）。

再生骨料中约68%用于道路基层和基础，6%用于拌制新混凝土，9%用于拌制沥青混凝土，3%用于边坡防护，7%用于一般回填，其他应用为7%。

日本在建筑垃圾再生利用研究方面起步早，做得也比较好。

早在1977年日本**就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，并相继在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用工厂。

目前，日本对建筑垃圾的再生利用率已达到70%左右。

我国已经开始了建筑垃圾资源化利用的研究。

虽然我国对再生混凝土的研究起步比较晚，还处在试验室阶段，但也取得了相应的成果。

目前，国内数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究且工作已逐渐深入。

为了解决再生骨料混凝土高吸水和高收缩的问题，研究人员系统研究了再生骨料的结构特性、水分迁移特性和再生混凝土界面过渡区微观结构，为采取合理有效措施解决这些问题奠定了基础。

其他一些高校、科研院所已经开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发。

长安大学、武汉科技大学、同济大学则开展了将水泥混凝土废弃物用于道路工程基层、面层、土基及防护工程的研究，并在河南、湖北等地的旧路改造中进行了现场实验研究，此外在同济大学校内用水泥混凝土废弃物加工料建设了一条道路。

4、再生混凝土的基本性能再生混凝土以粉碎后的废弃混凝土作为骨料。

再生骨料与天然骨料相比强度低、吸水率大、表面粗糙率大，所以再生混凝土和天然骨料混凝土的基本性能有所不同。

(1)抗压强度试验表明：与天然骨料混凝土相比，同一水灰比的再生骨料混凝土的28d 抗压强度约低15%，但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。