废弃混凝土的处理及再利用

关于废弃混凝土的处理及再利用摘要废弃混凝土是可以再生循环利用的，通过锤击、碾压、筛分等一系列工序形成再生骨料、再生水泥，可配置成再生混凝土，其是一种绿色环保的新型建筑资源，能够降低建筑工程成本，还能起到节能环保的效果。文章以建筑废弃混凝土作为研究对象，着重探讨了其资源化循环利用的必然性以及主要来源，说明了其资源化循环利用的要点及优化建议。关键词建筑工程；废弃混凝土；资源化；循环利用引言建筑工程项目在建设、拆除、改建等工程中会产生大量的固体废弃物，其中以废弃混凝土块的占比最高，可达建筑垃圾总量的近1/3，这也是最具回收循环利用价值的部分。以往对于建筑废弃混凝土主要是将其堆放到野外，或填埋在低洼地区，甚至是投入到河道水系中[1]。这不仅造成了大量的资源浪费，还会污染环境。基于此，将建筑废弃混凝土进行循环利用，能够有效改善上述问题，一方面可以节约原材料成本，增加工程效益，另一方面还能改善废弃混凝土带来的环境污染问题。因此废弃混凝土资源化循环利用得到了建筑行业的广泛关注。建筑废弃混凝土的循环利用思路主要有以下几点。第一，填充材料。将废弃混凝土用作填充材料，比如公路回填、软基加固等。这种方式并没有对废弃混凝土材料进行资源化处理，是一种比较基础的再利用形式，以往对废弃混凝土的处理就是将一部分作为回填材料，其余大部分则废弃在自然环境中。第二，对废弃混凝土进行资源化再生处理，使废弃混凝土形成再生骨料、再生水泥等形式，制成建筑工程可以利用的混凝土资源。01、废弃混凝土资源化循环利用的必然性当前废弃混凝土已经引发了严重的生态问题，在经济快速发展的背景下，全球产生了大量的废弃混凝土。以我国为例，每年建筑垃圾中有近1/3是废弃混凝土块。用数字直观表示，假设我国每年产生3×107

t建筑垃圾，就有1×107

t为废弃混凝土。但实际上，我国建筑行业在经济快速发展的推动下，迎来了行业的黄金期。随着建筑业的突飞猛进，各地涌现了大量新建、拆除重建、改建的工程项目。当前我国每年新建和拆除项目所产生的建筑垃圾远不止3×107

t，因此废弃混凝土的实际量还要更多[2]。如此庞大的废弃混凝土需要占用大量土地来存放，浪费土地资源、污染环境，已经成为危害环境的一大问题。这些废弃混凝土造成了资源浪费和环境污染，如果能对这些建筑垃圾加以处理，形成能再利用的建筑资源，那么不仅能够改善环境问题，还可以节省原材料，缓解我国资源短缺的问题。02、废弃混凝土的主要来源我国正处在加速建设时期，各地每天都有大量工程新建或是维修、拆除的活动，均会产生大量的废弃混凝土。原本这些废弃混凝土是被当作垃圾丢弃，如果把这些材料回收起来，用于制备再生混凝土，势必会有效降低成本，提高经济效益。废弃混凝土的来源具体可以分为建筑施工时多余的混凝土、拆除或改建老旧建筑产生的废弃混凝土块、混凝土在拌和及配比试验等过程中产生的不合格混凝土以及施工或运输期间散落的混凝土等，其中以拆除旧建筑项目所形成的废弃混凝土最多。03、废弃混凝土资源化循环利用要点

3.1生产再生骨料和再生混凝土再生骨料生产方法为：通过锤击、破碎、筛分等一系列措施，形成再生骨料，部分替代或是完全替代天然骨料，完成混凝土的配置。再生骨料根据其粒径不同，可以分成5～30mm的再生粗骨料以及0.15～5mm的再生细骨料。主要生产工艺如下。①锤击。通过大型配有重锤的机械设备，反复锤击废弃混凝土块，将其中混入的木屑、钢筋以及塑料等材料剔除出去。②破碎分离。对经过上一环节的废弃混凝土通过高压冲水，实现泥灰分离，再利用磁极吸附钢铁这些金属类的杂质，之后再高温烘干[3]。③细化筛分。通过网状筛分机将经过以上步骤处理后的废弃混凝土筛分为粒径在40mm以内的颗粒，获取再生骨料，对于粒径在40mm以上的骨料，则再重复进行资源化再生。④煅烧。在第二步骤里经过冲洗获得的泥灰可以进行煅烧，形成再生水泥，利用再生水泥、再生骨料来配置再生混凝土。通过再生骨料以及再生水泥能制备出再生混凝土，成为建筑工程所需的建筑资源。再生混凝土性能和普通混凝土相比有一定劣势，因为其孔隙率较大、吸水率高，影响了其性能。此外，再生混凝土质量的好坏还与配合比设计存在密切关系，有学者研究发现，如果再生骨料占总骨料的30%以内，那么所配置出来的混凝土并不会受到太大影响。3.2生产再生水泥废弃混凝土中存在一定的石灰石以及硅质原料，而且拆除过程形成的废弃混凝土在长期自然暴露下会生成氧化钙、氧化硅以及氧化铁等物质，这些物质都是制备水泥所需要的材料。因此废弃混凝土可以用于制作再生水泥，煅烧的水泥熟料和正常水泥相当。但也在有一些工程中发现，生产出来的再生水泥质量不高，这主要是由于没有将废弃混凝土中的河砂提前分离出去，河砂中的二氧化硅活性很差，而且主要是结晶形态的二氧化硅，增加了煅烧难度，导致水泥熟料的质量也不是很理想[4]。如果将废弃混凝土充分锤击、破碎、分离，排除河砂的干扰，就可以制备出和市面水泥熟料质量没有较大差别的水泥熟料。混凝土原材料中砂浆大约占总质量的1/4左右，其中还有细集料、水泥以及其他各类胶凝材料的水化物以及未水化产物。在低水灰比、高标号的混凝土废弃块里，未水化的水泥量甚至可以占总量的近1/3。这些没有水化的水泥主要是起到微集料的作用，并没有起到水化活性的作用，如果让这些没有水化的部分水泥与凝胶材料以及水充分混合，就能够实现水化反应，形成胶凝效果。对于水化产物，也可以通过一定手段使其重新具备水化性能。如果将废弃混凝土块磨成细粉，不难发现，其中含有大量的二氧化硅以及水化硅酸钙凝胶，因此废弃混凝土磨细粉具备一定的活性，通过碱液激活或加入硅酸盐激发剂的形式，能够使其水化活性得以激发，重新成为可以制备水泥的掺合料[5]。3.3生产墙体砖块废弃混凝土经过锤击、破碎形成磨细粉，再通过高温煅烧、压制成型、养护等过程，形成建筑墙体砖块。废弃混凝土所制成的砖块，其力学性能和普通砌块基本相同，而且具备更加理想的保温效果，这也是废弃混凝土的一种循环利用方式。但是目前相关技术还不够成熟，而且成本也比较高，因此不如生产再生骨料、再生水泥受欢迎[6]。3.4利用废弃混凝土材料堆山造景在城市化建设步伐不断加快的背景下，每天都会形成大量的废弃混凝土，对于一些年代久远的低矮建筑拆除项目，所使用的混凝土性能本身就不是很理想，那么对这种废弃混凝土开展循环再生得到的再生混凝土，其性能自然也不会太好。因此，这类再生混凝土不能用在对强度、耐久度要求高的高层建筑中，但可以用在对性能要求不太高的公路工程中，作为垫层、地基填料等，也可将其堆山造景，形成公园建筑的人造景观，这也是一种循环利用的有效手段。04、废弃混凝土资源化循环利用的优化建议

4.1加强对废弃混凝土资源化循环利用的宣传建筑企业在内部要加大宣传力度，对工程产生的废弃混凝土进行及时回收。同时，对外也要加大宣传力度，因为很多人对废弃混凝土资源化循环利用缺乏正确的认识，甚至有抵触情绪，比如购房者听说房建工程用到了废弃混凝土资源化循环利用后，就会对房建产品质量产生质疑，产生放弃购买的想法。这正是因为人们对废弃混凝土资源化循环利用不够了解，缺乏认可。实际上通过废弃混凝土资源化循环利用技术也可以生产出品质较高的混凝土，但人们不认可不理解，势必会对这项技术的推广产生制约。建筑企业应当和政府部门加强联系，对政府部门宣传废弃混凝土资源化循环利用的意义和预期效果，包括质量效果、经济效果、环保节能效果。在政府部门有了准确认知后，由政府部门牵头，通过媒体、政策等对废弃混凝土资源化循环利用开展正确的宣传活动，使得人们对废弃混凝土再生有正确的认识，为这一技术的全面开展打好基础[7]。4.2加强建筑垃圾分类管理建筑垃圾具有比较复杂的成分，涵盖的种类也比较多。建筑企业在工程完工后应当对建筑垃圾进行清查，回收可以资源化再利用的部分，如废弃混凝土。将这些资源回收后，可以由建筑企业自行开展资源化再利用施工，进行锤击、破碎、筛分等工序，获得再生混凝土材料，降低成本。也可以联系具有专业的混凝土材料加工能力的建筑企业，以废弃混凝土为原材料制备再生混凝土，能够减少购买及开采原材料所带来的成本，使建筑企业获得更高的经济效益。4.3加大科研力度，提高资源化技术水平建筑企业可以和当地科研机构、高校等加强合作，在现有资源化循环利用技术的基础上，进一步研发，从提升性能、强度等方面优化再生工艺流程，提升设备性能。通过科研实力上的支撑，更好地推动废弃混凝土资源化循环利用的发展和技术升级[8]。具体可以从以下几方面加强技术研发，提升废弃混凝土资源化循环利用产品的性能。①热处理。天然骨料由于坚硬致密，具有很小的孔隙率，因此吸水率可以控制在很小的范围，强度也更大。但是废弃混凝土资源化的孔隙率则要明显大得多，和天然的混凝土资源相比，再生混凝土的吸水率高、强度相对较低。对于此类问题，可以对废弃混凝土先进行高温热处理，使其结构更加容易被破坏，从而获取粒径更小、孔隙率更低的混凝土骨料。②酸液活化。因为废弃混凝土资源化的产品具有较大孔隙，吸水率更高，所以在同样配合比的前提下，拌合物的保水性以及粘聚性等都要高于普通混凝土，但流动性比较差，这可能会对施工造成一些影响[9]。对此，可以把废弃混凝土的再生骨料放置到酸性液体中，比如冰醋酸、盐酸等，这些溶液能够和骨料表面产生反应，从而形成一种碳氢键结构分子，改善流动性，提升再生骨料的性能。③聚合物乳液处理。废弃混凝土资源化循环利用得到的产品包括收缩性能、弹性模量、徐变等，和普通混凝土相比都存在一定差异，这也是由于再生骨料的孔隙率大于天然骨料的原因，导致再生混凝土的强度低于普通混凝土，弹性模量也更小。而且由于孔隙率大，使得再生混凝土的吸水性很高，势必会导致混凝土在失水后增大。对于此类问题，还可以通过具备一定浓度的聚合物乳液来浸泡再生骨料，可以使用甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯以及苯乙烯等。通过浸泡、沥干以及加热烘干等，完成对再生骨料的补强。这一过程的原理就是聚合物能够填充骨料中的孔隙以及微裂缝，从而改善再生骨料孔隙大的先天不足，达到提升再生混凝土性能的目的。④化学浆液处理。这种方式是通过在水泥中添加一些超细矿物质，如粉煤灰、粒化程度高的炉渣等，按照一定比例调配制成浆液，将再生骨料先浸泡在其中，经过之后的淋洗、干燥等一系列处理流程，达到减少孔隙率，提升再生骨料性能的目的。⑤水玻璃溶液处理。通过水玻璃溶液浸泡再生骨料也是一种常见的手段，水玻璃能够和再生骨料表面产生反应，生成硅酸钙胶，从而填补再生骨料的孔隙，增强密实度。⑥掺入外加剂。废弃混凝土资源化再利用产品的强度和废弃混凝土自身强度有很大关系，原废弃混凝土的强度越高，资源化再生后获取的再生骨料、再生水泥的强度也就越高。但是在再生工艺中难免会混入一些杂质，这就会对其强度、耐久性等性能造成不利影响，因此再生混凝土的强度会低于废弃混凝土的状态。对此，在配制再生混凝土时，可加入一些外加剂增强其性能，比如加入高效减水剂能够提高其坍落度，掺入一定量的膨胀剂能够增强其抗压强度，加入一些超塑化剂能够提高其弹性模量以及抗压强度[10]。05、结语在我国经济加快建设、城市化进程全面加速的背景下