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[摘要]:据不完全统计,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%。以500-600吨/万平方米的标准推算,到2020年,我国还将新增建筑面积约300亿平方米,新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。利用这些建筑垃圾生产再生混凝土是解决建筑垃圾带来的环境影响的一种有效途径。
[关键词]:建筑垃圾 再生混凝土 废旧混凝土 废旧砖瓦
建筑垃圾包括人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石等,其中主要是废旧混凝土和废旧砖瓦。与国外相比,我国在建筑垃圾的回收再利用上还有很大的差距。本文主要分析利用废旧混凝土、废旧砖瓦生产再生混凝土的可行性以及该技术的发展与展望。
一、国内建筑垃圾回收再利用的现状
土木工程建筑寿命短、拆除快的现象在我国尤为普遍,我国也是世界上建筑垃圾产生最多的國家之一。但是,国内绝大部分建筑垃圾未经任何处理,便被施工单位运往郊外或乡村,露天堆放或填埋,耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费。同时,清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。
二、再生混凝土概述
再生混凝土是再生骨料混凝土的简称,它是指将废弃的混凝土块、废弃烧结砖瓦块经过破碎、清洗、分级后,按一定的比例与级配混合形成再生混凝土骨料,简称再生骨料,把再生骨料部分或者全部代替天然砂石等粗骨料配制而成的新的混凝土。
二战后,建筑设施受到重大破坏的国家首先开始研究废弃混凝土的回收利用。尤其国土面积较小、自然资源匮乏的国家如日本等,非常重视环境与资源的保护。我国由于特殊的国情,对废旧混凝土的研究起步相对较晚,但近年来我国政府对建筑垃圾的循环再生利用高度重视。政府制定的中长期发展战略鼓励废弃物的开发利用,国内数十家大学和研究机构相继开展了再生混凝土的研究,而且研究工作逐渐深入。
三、利用废旧混凝土生产再生混凝土
水泥产业常被戏称为“垃圾处理厂”,现在的废旧混凝土与之前粉煤灰的命运相似,粉煤灰在没有用来制造水泥时,到处堆积如山也成为施工单位的负担,后来发现粉煤灰水泥具有比普通水泥更好的性能,从此变废为宝。随着科学技术的发展,相信再生混凝土也会有新的生产工艺,彻底解决废旧混凝土问题。
再生混凝土所用的原材料,如水泥、水等与传统的普通混凝土相同,最大的区别在于它的骨料是由再生粗细集料来替代的。废弃混凝土加工的骨料取决于其洁净度和坚实度,这与其来源和加工技术有关。利用预制厂和预拌混凝土厂剩余混凝土加工的骨料通常比较干净,性质与刚加工的骨料接近;来源于拆除的路面或水工结构的废弃混凝土,需要筛分去除粉粒。拆除建筑物时的废弃混凝土比较难以处理,因为常混有其他杂物,如木头、金属、玻璃、石膏、纸、塑料和油漆。与拆除时的分选相结合,这类废弃物可以分门别类地回收和再生,效果较好。
显然,由于加工费用所致,用建筑物拆除产生的废弃物加工骨料,要比天然骨料还贵一些,但是这种情况很快就会改变,因为天然的优质骨料如:石子,砂子等来源日趋短缺,而且废弃物的处理所需费用也包括在经济分析的内容里。在再生骨料中同时掺入超细掺和料与适当的超塑化(SuPorPlasticize:俗称高效减水剂),在新拌状态时,该混凝土能保持良好的稳定性和高流动性,其硬化后的性能,如强度、耐久性及表面性能等可与强度等级较低的普通混凝土相比。
四、利用废旧砖瓦生产再生混凝土
再生砖瓦骨料的来源是非常丰富的。目前,主要来源有:
(1)砖混结构建筑物由于使用年限期满或者老化被拆毁,这是碎砖瓦的主要来源之一。由于建筑业迅猛发展,目前我国每年产生的建筑垃圾数量巨大,已经占到了整个城市固体垃圾的 30%~50%。在这些建筑垃圾中,以废砖的比重最大,为 60%左右;
(2)市政工程的动迁以及重大基础设施的新建或改造产生的废砖块;
(3)砖厂生产的过烧砖、变形砖、废砖块等;
(4)自然灾害(地震、风灾、火灾等)和人为因素(战争等)造成的倒塌建筑物产生的废砖、碎砖等。如2008年5月12日汶川大地震产生的建筑垃圾超过5亿吨,若以60%计算,则产生的废砖达3亿吨。
利用废黏土砖加工再生骨料用于生产水泥混凝土制品,是其资源化利用的主要途径之一,在处理建筑垃圾排放费用很高且天然骨料资源较紧缺的国家(地区),利用附加值会更高。通过试验研究发现, 将拆除建筑物形成的废砖用于混凝土中的效果很差, 但将砖厂中废砖用作粗骨料时, 混凝土有较好的性能, 某些性能甚至超过了用天然骨料配制的混凝土。建筑垃圾中的废弃砖瓦经过多次破碎、筛分、冲洗去除杂质,可得到级配、质量均符合规范要求的再生砖瓦骨料。再生砖瓦骨料与天然骨料相比,与再生混凝土骨料特点类似,其堆积密度、表观密度均小于天然骨料。
再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景。具体应用时,可根据结构所处的部位,进行选择性替代。对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围,对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构取代率可根据情况适当增大。
五、总结与展望
随着再生混凝土技术发展和人们环保意识的增强,再生混凝土作为一种可持续发展的绿色混凝土,将成为未来混凝土的一个发展方向,也将成为解决建筑垃圾问题的一个新途径。随着研究的深入新材料新技术的发展,再生混凝土的各项技术必将得到大幅度提高,将给再生混凝土发展提供更为广阔的空间。再生骨料混凝土的研究给废弃建筑材料的处理带来了新的希望,不仅具有巨大的经济效益,还符合人类的可持续发展。在我国提倡建设资源节约型、环境友好型社会大背景下,将建筑垃圾合理再利用,就是人与自然和谐相处的具体体现。
参考文献:
[1]刘数华,冷发光. 《再生混凝土技术》[M].中国建材工业出版社,2007.
[2]李秋义. 《再生混凝土性能与应用技术》[M].中国建材工业出版社,2010.
[3]李秋义,全洪珠,秦原. 《混凝土再生骨科》[M]. 中国建筑工业出版社,2011.
[关键词]:建筑垃圾 再生混凝土 废旧混凝土 废旧砖瓦
建筑垃圾包括人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石等,其中主要是废旧混凝土和废旧砖瓦。与国外相比,我国在建筑垃圾的回收再利用上还有很大的差距。本文主要分析利用废旧混凝土、废旧砖瓦生产再生混凝土的可行性以及该技术的发展与展望。
一、国内建筑垃圾回收再利用的现状
土木工程建筑寿命短、拆除快的现象在我国尤为普遍,我国也是世界上建筑垃圾产生最多的國家之一。但是,国内绝大部分建筑垃圾未经任何处理,便被施工单位运往郊外或乡村,露天堆放或填埋,耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费。同时,清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。
二、再生混凝土概述
再生混凝土是再生骨料混凝土的简称,它是指将废弃的混凝土块、废弃烧结砖瓦块经过破碎、清洗、分级后,按一定的比例与级配混合形成再生混凝土骨料,简称再生骨料,把再生骨料部分或者全部代替天然砂石等粗骨料配制而成的新的混凝土。
二战后,建筑设施受到重大破坏的国家首先开始研究废弃混凝土的回收利用。尤其国土面积较小、自然资源匮乏的国家如日本等,非常重视环境与资源的保护。我国由于特殊的国情,对废旧混凝土的研究起步相对较晚,但近年来我国政府对建筑垃圾的循环再生利用高度重视。政府制定的中长期发展战略鼓励废弃物的开发利用,国内数十家大学和研究机构相继开展了再生混凝土的研究,而且研究工作逐渐深入。
三、利用废旧混凝土生产再生混凝土
水泥产业常被戏称为“垃圾处理厂”,现在的废旧混凝土与之前粉煤灰的命运相似,粉煤灰在没有用来制造水泥时,到处堆积如山也成为施工单位的负担,后来发现粉煤灰水泥具有比普通水泥更好的性能,从此变废为宝。随着科学技术的发展,相信再生混凝土也会有新的生产工艺,彻底解决废旧混凝土问题。
再生混凝土所用的原材料,如水泥、水等与传统的普通混凝土相同,最大的区别在于它的骨料是由再生粗细集料来替代的。废弃混凝土加工的骨料取决于其洁净度和坚实度,这与其来源和加工技术有关。利用预制厂和预拌混凝土厂剩余混凝土加工的骨料通常比较干净,性质与刚加工的骨料接近;来源于拆除的路面或水工结构的废弃混凝土,需要筛分去除粉粒。拆除建筑物时的废弃混凝土比较难以处理,因为常混有其他杂物,如木头、金属、玻璃、石膏、纸、塑料和油漆。与拆除时的分选相结合,这类废弃物可以分门别类地回收和再生,效果较好。
显然,由于加工费用所致,用建筑物拆除产生的废弃物加工骨料,要比天然骨料还贵一些,但是这种情况很快就会改变,因为天然的优质骨料如:石子,砂子等来源日趋短缺,而且废弃物的处理所需费用也包括在经济分析的内容里。在再生骨料中同时掺入超细掺和料与适当的超塑化(SuPorPlasticize:俗称高效减水剂),在新拌状态时,该混凝土能保持良好的稳定性和高流动性,其硬化后的性能,如强度、耐久性及表面性能等可与强度等级较低的普通混凝土相比。
四、利用废旧砖瓦生产再生混凝土
再生砖瓦骨料的来源是非常丰富的。目前,主要来源有:
(1)砖混结构建筑物由于使用年限期满或者老化被拆毁,这是碎砖瓦的主要来源之一。由于建筑业迅猛发展,目前我国每年产生的建筑垃圾数量巨大,已经占到了整个城市固体垃圾的 30%~50%。在这些建筑垃圾中,以废砖的比重最大,为 60%左右;
(2)市政工程的动迁以及重大基础设施的新建或改造产生的废砖块;
(3)砖厂生产的过烧砖、变形砖、废砖块等;
(4)自然灾害(地震、风灾、火灾等)和人为因素(战争等)造成的倒塌建筑物产生的废砖、碎砖等。如2008年5月12日汶川大地震产生的建筑垃圾超过5亿吨,若以60%计算,则产生的废砖达3亿吨。
利用废黏土砖加工再生骨料用于生产水泥混凝土制品,是其资源化利用的主要途径之一,在处理建筑垃圾排放费用很高且天然骨料资源较紧缺的国家(地区),利用附加值会更高。通过试验研究发现, 将拆除建筑物形成的废砖用于混凝土中的效果很差, 但将砖厂中废砖用作粗骨料时, 混凝土有较好的性能, 某些性能甚至超过了用天然骨料配制的混凝土。建筑垃圾中的废弃砖瓦经过多次破碎、筛分、冲洗去除杂质,可得到级配、质量均符合规范要求的再生砖瓦骨料。再生砖瓦骨料与天然骨料相比,与再生混凝土骨料特点类似,其堆积密度、表观密度均小于天然骨料。
再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景。具体应用时,可根据结构所处的部位,进行选择性替代。对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围,对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构取代率可根据情况适当增大。
五、总结与展望
随着再生混凝土技术发展和人们环保意识的增强,再生混凝土作为一种可持续发展的绿色混凝土,将成为未来混凝土的一个发展方向,也将成为解决建筑垃圾问题的一个新途径。随着研究的深入新材料新技术的发展,再生混凝土的各项技术必将得到大幅度提高,将给再生混凝土发展提供更为广阔的空间。再生骨料混凝土的研究给废弃建筑材料的处理带来了新的希望,不仅具有巨大的经济效益,还符合人类的可持续发展。在我国提倡建设资源节约型、环境友好型社会大背景下,将建筑垃圾合理再利用,就是人与自然和谐相处的具体体现。
参考文献:
[1]刘数华,冷发光. 《再生混凝土技术》[M].中国建材工业出版社,2007.
[2]李秋义. 《再生混凝土性能与应用技术》[M].中国建材工业出版社,2010.
[3]李秋义,全洪珠,秦原. 《混凝土再生骨科》[M]. 中国建筑工业出版社,2011.