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再生混凝土利用现状研究论文

论文 时间:2019-10-26 我要投稿
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  摘要:随着城市化进程的加快,社会对混凝土的需求量迅速增加。作为混凝土重要原材料的粗细骨料出现了明显不足,因此将数量庞大的废旧混凝土进行合理的回收利用,这样既解决了天然原生粗细骨料缺少的问题,又节省了废旧混凝土处理费用,并有利于环境保护,对获得良好的社会经济效益起到了不可低估的作用。

  关键词:再生混凝土 粗细骨料 经济效益

  进入21世纪以来,随着城市化进程的不断加快,作为城市化最主要的物质基础——混凝土的需求量也在迅速增加。目前,全世界混凝土的年生产量约28×108m3,中国混凝土的年产量占世界总量的45% ,已达13×108~14×108m3。在这些混凝土原材料中,粗细骨料约占混凝土总量的四分之三。据此推算:全世界每年需要粗细骨料约21×108m3,而我国建筑行业正在蓬勃地发展,对于粗细骨料的需求量很大,我国对粗细骨料的需求约占全世界需求量的一半,而且随着发展,将来还将越来越多。对于这么大的消耗量,这个地球的天然原生粗细骨料将殆尽,因此从资源合理开发使用及可持续发展的角度,寻求原生集料的替代品非常重要。

  与混凝土粗细骨料的巨大需求量相对应是数量庞大的废旧混凝土。世界上每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构件厂的废旧混凝土的数量是惊人的。2006年年4月在厦门召开的“建筑垃圾综合利用与新技术推广研讨交流会”上有最新资料显示我国每年因拆出建筑产生的固体废弃物2亿吨以上,新建建筑产生的固体废弃物大约1亿吨,两项合计约3亿吨。然而,对于这些废旧混凝土的处理方法目前显然不多,传统的处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋。这种方法产生的巨大处理费用和由此引发的环境问题十分突出。废弃混凝土中含有大量的砂石骨料,如果能将它们合理地回收利用,生产再生混凝土用到新的建筑物上,不仅能降低成本,节省天然资源,缓解骨料供求矛盾,还能减轻废弃混凝土对环境的污染,是可持续发展战略的一个重要组成部分。因此,如何充分、高效、经济的利用建筑垃圾,特别是废弃混凝土已经成为许多国家共同研究的一个课题。

  再生骨料是将废弃混凝土经过破碎、清洗、分级和按一定比例相互配合后得到的骨料。而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土。再生骨料按尺寸大小可分为再生粗骨料、再生细骨料;按来源可分为道路再生骨料、建筑再生骨料;按用途可分为混凝土再生骨料、砂浆再生骨料、砌块再生骨料。通过再生骨料混凝土技术可实现对废弃混凝土的再加工,使其恢复原有的性能,形成新的建材产品,从而既能使有限的资源得以再利用,又解决了部分环保问题。这是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的主要措施之一,为将来子孙后代留下宝贵的财富。

  一、发达资本主义国家对再生混凝土的利用现状

  美国、日本和欧洲等发达国家对废弃混凝土的再利用研究得较早,第二次世界大战后,德国、日本等国对废弃混凝土进行了开发研究和再生利用,已经召开过三次有关废混凝土再利用的专题国际会议,提出混凝土必须绿色化。混凝土的利用已成为发达国家所共同研究的课题,有些国家还采用立法形式来保证专项研究和应用的发展。一些发达国家已经大量运用到实际工程中。

  (一)日本

  日本由于国土面积小,资源相对匮乏,因此将建筑垃圾视为建筑副产品,日本非常重视将废弃混凝土作为可再生资源而重新开发利用。早在1977年日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》,并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂,并制定了多项法规来保证再生混凝土的发展。此外,日本还对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、收缩、耐冻性等进行了系统的研究。

  (二)美国

  美国政府制定的《超基金法》给再生混凝土的发展提供了法律保障。美国除鼓励应用再生混凝土外,还对其性能进行了研究。如根据密歇根州的两条用再生混凝土铺筑的公路进行了再生骨料混凝土干缩性能的试验研究,试验表明再生骨料混凝土的收缩率大于天然骨料混凝土。美国的公司采用微波技术,做出回收的再生沥青混凝土路面,其质量与新拌沥青混凝土路面料相同,而成本降低了1/3,同时节约了垃圾清运和处理等费用,大大减轻了城市的环境污染。

  (三)欧洲各国

  欧洲国家如德国目前将再生混凝土主要用于公路路面。德国钢筋委员会1998年8月提出“在混凝土中采用再生骨料的应用指南”,要求采用再生骨料配制的混凝土必须完全符合天然骨料混凝土的国家标准;奥地利的有关试验表明,采用50%的再生骨料配制的混凝土,其强度值可达到奥地利标准,而且发现再生骨料混凝土的弹性模量降低;法国还利用碎混凝土和碎砖块生产了砖石混凝土砌块,所获得的混凝土砌块已被测定,符合与砖石混凝土材料有关的标准。

  二、我国对再生混凝土的利用现状

  中国虽然在短期内混凝土的原材料危机不会突现,但是将来我国肯定也会面对原材料短缺的问题,而且我国建筑业的发展远远超过一些发达国家,同时对再生混凝土的开(转上页)(接下页)发研究晚于工业发达国家,因此我国政府也鼓励废弃物的研究和应用,同时国内的一些专家学者在这方面进行已加紧对再生混凝土的研究利用进行立项研究。像上海市建筑构件制品公司利用建筑工地爆破拆除的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块,其产品各项技术指标完全符合上海的混凝土小型空心砌块工程规范。将废弃混凝土破碎或粉碎后的碎块用作新拌混凝土的骨料,在一些改建或重建工程项目中也有所应用。

  我国再生混凝土不仅运用到建筑业,而且很多再生混凝土运用在在交通行业中,当混凝土道路的混凝土路面到达其使用年限,或者重物碾压等原因破损,则需要修补或者重建时,现在的一般做法是破除并废弃旧的水泥混凝土面层,修补基层后,重新进行铺筑。目前,在我国水泥混凝土路面再生技术中主要应用的是现场再生技术,即破碎或粉碎现有路面,然后将破碎或粉碎后的路面用作新路面结构中的基层或底基层,这一种做法在我国公路养护维修中普遍采用。例如,合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作为新拌混凝土的集料来浇注混凝土路面。合肥至南京的高速公路,路面为水泥混凝土,于1991年建成通车,随着交通量的增长、使用年限的增加,路面出现了不同类型的病害,每年路面维修工程量很大,每年维修产生大量的旧混凝土。为此,在养护维修过程中,根据高速公路快速通行的特点,采用再生混凝土骨料,并加入早强剂,达到快速通行的目的。施工前测试了再生混凝土骨料的表观密度、吸水率、压碎值、坚固性和冲击值,并且充分注意了集料的最大粒径和级配。用再生混凝土骨料代替天然集料,再生混凝土骨料的利用率可以达到80% ,每年还可以节约大量骨料的运输费用。同时,节省了废弃的混凝土占用的土地费用。这样既节省了大量的养护资金,又有利于环境保护,获得了良好的社会经济效益。

  总体而言,虽然再生集料的部分性能不如天然集料,利用再生集料研制和生产的混凝土构件性能也比天然集料的差。但若通过掺加外加剂,则可以大大改善再生混凝土的性能,只要选择合适的外加剂,再生混凝土的利用就可以十分广泛,而且利用废弃混凝土做集料来生产再生混凝土,对资源循环利用、净化环境、造福子孙后代具有重要意义。因此,这就需要政府加强宣传力度,出台一些强制措施限制废弃混凝土的排放,建立相应的废弃物加工厂。同时,政府应当在财力和政策上予以支持,并制定有关再生混凝土的行业标准,推动再生混凝土这一新型建筑材料的发展,促进中国经济的发展。

  参考文献

  杜婷,李惠强,吴贤国.再生混凝土的研究现状及存在问题[J].建筑技术,2007,(2).

  宋瑞旭.高强度再生骨料和再生高性能混凝土试验研究[J].混凝土,2006,(2).

  覃银辉,邓寿昌.再生混凝土抗冻性能研究[J].混凝土,2005,(12).

  杜婷.再生骨料混凝土基本特性的研究思路探讨[J].建筑技术开发,2002,29(6)

  高桥泰一,阿部道彦.废混凝土骨料适用现状与未来[J].混凝土工程(日),1995,33(2).

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