（河南大學(xué)土木建筑學(xué)院，河南 開(kāi)封 475001）

0 引言

近幾年來(lái)，我國(guó)快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程帶動(dòng)了大量的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的建立，同時(shí)也加快了城市建筑物的新陳代謝，導(dǎo)致許多舊建筑被淘汰，從由此產(chǎn)生的建筑廢棄物也不容小覷。中國(guó)科學(xué)院的相關(guān)研究表明，近幾年來(lái)我國(guó)建筑垃圾年均產(chǎn)量為20 億噸左右，占比城市垃圾總量40%左右，其中建筑垃圾的主要成分及比例如下所示：

建筑垃圾成分比例圖

由上圖可知，廢棄混凝土占建筑垃圾比例最高的。然而，我國(guó)目前對(duì)廢棄混凝土的主要處理方式仍為粗放的堆放或填埋等。這些粗放的方式不僅占據(jù)土地資源，成本較高，而且建筑垃圾中的污染物還會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危害。我國(guó)堅(jiān)守18 億畝耕地紅線(xiàn)，上述方法終究會(huì)被取代，并且經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中，廢棄混凝土資源化利用已得到充分的證明和檢驗(yàn)，主要方式是將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)一系列工序得到再生骨料和及其的多項(xiàng)應(yīng)用，如再生骨料混凝土、路面基層應(yīng)用、燒制多空磚等。這項(xiàng)技術(shù)不僅處理了這些建筑垃圾，保護(hù)了環(huán)境，還能緩解我國(guó)建筑行業(yè)骨料使用的壓力，所以廢棄混凝土再生骨料應(yīng)用有著重大的社會(huì)價(jià)值和研究意義。

1 國(guó)內(nèi)外廢棄混凝土資源化利用技術(shù)的發(fā)展

1.1 國(guó)外廢棄混凝土資源化利用技術(shù)的發(fā)展

早在“二戰(zhàn)”結(jié)束后，日本、韓國(guó)、美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家便開(kāi)始對(duì)廢棄混凝土資源化利用的研究。通過(guò)將廢棄混凝土進(jìn)行破碎、分級(jí)和按級(jí)配進(jìn)行配比形成再生骨料，對(duì)再生骨料相關(guān)性能展開(kāi)研究并在實(shí)際應(yīng)用上取得成功，特別是再生混凝土技術(shù)（將再生骨料部分或全部代替天然骨料配制新混凝土），生產(chǎn)出來(lái)的再生混凝土的物理、化學(xué)、力學(xué)性能軍的得到相關(guān)具體工程的檢驗(yàn)，基本達(dá)到使用的要求[1]。如國(guó)土面積小，資源相對(duì)缺乏的日本，對(duì)廢棄混凝土回收利用的研究起步較早且重視程度高，1977年便制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》等多個(gè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以處理廢棄混凝土生產(chǎn)再生骨料和再生混凝土的工廠(chǎng)也應(yīng)運(yùn)而生，其產(chǎn)品的基本性能均能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，1995年的廢棄混凝土回收利用率就已達(dá)到了65%[2]。美國(guó)對(duì)混凝土資源化利用早已得到工程的實(shí)踐，密歇根州的公路建設(shè)中使用了再生骨料，且研究表明再生骨料的混凝土干縮性要高于比天然骨料的混凝土，其道路的質(zhì)量與普通混凝土基本相同[3]。在21世紀(jì)初，日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)廢混凝土進(jìn)行了嚴(yán)格處理法規(guī)制定后，對(duì)廢棄混凝土的利用率翻了一番。

2005年國(guó)內(nèi)外廢棄混凝土資源利用率

1.2 國(guó)內(nèi)廢棄混凝土資源化利用技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)對(duì)廢棄混凝土回收利用的相關(guān)研究較晚，且回收利用率較低，對(duì)其采取的主要方式仍是粗暴的堆放和填埋。但近三十年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)迅速發(fā)展，建筑物新陳代謝的速度也不斷增大，大量建筑垃圾引發(fā)的生態(tài)壞境問(wèn)題也逐漸受到大眾的關(guān)注和重視，我國(guó)政府也開(kāi)始逐漸重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2012年發(fā)布的《“十二五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》以后，國(guó)家政府積極構(gòu)建綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系，加大對(duì)建筑垃圾資源化產(chǎn)業(yè)的扶持力度和優(yōu)惠政策，推動(dòng)再生資源產(chǎn)業(yè)化。借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和長(zhǎng)期的工程實(shí)踐，我國(guó)已具備廢棄混凝土資源化利用的技術(shù)條件并逐漸成型，在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等多個(gè)環(huán)節(jié)均在不斷完善，相關(guān)的產(chǎn)品均已得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。

2 國(guó)內(nèi)外再生骨料的特性及應(yīng)用技術(shù)

大量的廢棄混凝土回收利用的主要方式是將其進(jìn)行破碎、分級(jí)和按級(jí)配進(jìn)行配比形成的骨料為再生骨料。天然的骨料主要為砂礫、卵石和碎石，由于再生骨料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已發(fā)生重組變化，與天然骨料相比，有以下特性：1）表面表觀密度和堆積密度較低；2）含有30%左右的硬化水泥砂漿，還有塑料、金屬等雜質(zhì)；3）再生骨料的生產(chǎn)工序中產(chǎn)生大量細(xì)微裂紋，導(dǎo)致其吸水率較高；4）其組分復(fù)雜多樣，含有天然碎石、磚渣、硬化砂漿等，以致于其壓碎損失值較大。

根據(jù)骨料的粒徑可分為再生粗骨料（粒徑5～40mm）、再生細(xì)骨料（粒徑0.15～5mm），再生骨料的特點(diǎn)再生骨料的相關(guān)應(yīng)用有以下：

2.1 再生混凝土技術(shù)

早在“二戰(zhàn)”結(jié)束后，西方各強(qiáng)國(guó)便開(kāi)始了對(duì)再生混凝土技術(shù)的研究，再生骨料混凝土是將再生骨料按部分或全部代替天然骨料配比出新的混凝土，其中再生粗骨料和再生細(xì)骨料搭配的不同會(huì)導(dǎo)致混凝土相關(guān)性能的差異。國(guó)外多個(gè)國(guó)家再生混凝土的應(yīng)用均達(dá)到工程使用標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)由于材料與之不同，再生混凝土強(qiáng)度不足和耐久性的問(wèn)題，該技術(shù)仍處于研究階段。

2.2 再生骨料應(yīng)用于路基路面

在現(xiàn)場(chǎng)將廢棄路面進(jìn)行破碎得到再生骨料，并將其用于新道路的基層或底基面，是我國(guó)水泥混凝土路面主要的再生應(yīng)用技術(shù)，而實(shí)際的道路養(yǎng)護(hù)維修工程也通常使用該方法。2004年，南京便采用該技術(shù)應(yīng)用在場(chǎng)區(qū)出入主干道的部分路段上，2007年在市政試驗(yàn)路段也采取該方法，但南京總體廢棄混凝土資源利用率較低。

2.3 再生骨料制多孔磚

經(jīng)過(guò)破碎處理的再生骨料由于強(qiáng)度有所下降，并不適用與高強(qiáng)度混凝土，但可通過(guò)和水泥、石灰等添加劑配比混合，并通過(guò)振動(dòng)擠壓成多孔磚，這種多孔磚適用于框體結(jié)構(gòu)和填充墻。

2.4 再生骨料改性技術(shù)

未經(jīng)處理的再生骨料應(yīng)用在混凝土中，往往會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，可通過(guò)物理和化學(xué)的手段改變?cè)偕橇系南嚓P(guān)性能，實(shí)現(xiàn)提高骨料強(qiáng)度的目的。韓嵐嵐便利用化學(xué)的手段提高骨料的密度并降低其吸水率，從而實(shí)現(xiàn)骨料強(qiáng)化，[4]改性后的再生骨料應(yīng)用到工程的范圍就更廣了。

3 我國(guó)廢棄混凝土資源化利用的問(wèn)題和反思

3.1 資源化利用率低

我國(guó)雖然經(jīng)過(guò)數(shù)十年的鉆研和發(fā)展，并且在廢棄混凝土資源化利用技術(shù)有了較大的進(jìn)步，但在總體應(yīng)用工程上，我國(guó)對(duì)廢棄混凝土回收利用率不足5%，跟發(fā)達(dá)國(guó)家形成了很大的差距，我國(guó)面對(duì)巨量的建筑垃圾仍是采用堆積或填埋等粗暴的方式。主要原因有以下方面：1）建筑垃圾處置工程的規(guī)劃偏粗放。我國(guó)建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是建筑場(chǎng)地的清理、工程量工期的安排等方面，對(duì)于建筑垃圾的處理和利用缺乏較為長(zhǎng)期和系統(tǒng)的規(guī)劃，導(dǎo)致大量的建筑垃圾處理方式表現(xiàn)為應(yīng)急性和集中性。2）廢棄混凝土資源化利用的相關(guān)產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。資源化產(chǎn)業(yè)得不到政府、企業(yè)、大眾的充分認(rèn)識(shí)和重視，政府對(duì)相關(guān)企業(yè)的扶持力度低和市場(chǎng)引導(dǎo)不足，導(dǎo)致企業(yè)盈利較為困難，一定程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展。

3.2 政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐不足

我國(guó)尚未建立廢棄混凝土的全生命周期的管理政策和制度。如清理建筑垃圾前混凝土的物理和化學(xué)特性的相關(guān)研究，對(duì)污染物轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)，廢棄混凝土的出路管理和影響后評(píng)價(jià)等。這些制度的缺失會(huì)導(dǎo)致相關(guān)部門(mén)的權(quán)責(zé)不清，容易出現(xiàn)“踢皮球”現(xiàn)象。

廢棄混凝土業(yè)缺乏分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和回收利用的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。雖然國(guó)內(nèi)各個(gè)省份都有相應(yīng)的建筑垃圾處理規(guī)范，但這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)性不強(qiáng)，不適應(yīng)我國(guó)廢棄混凝土精細(xì)化處置和資源化利用的趨勢(shì)，導(dǎo)致甲方和承包商對(duì)此技術(shù)產(chǎn)生擔(dān)憂(yōu)。

我國(guó)現(xiàn)在廢棄混凝土資源化利用的有效途徑就是把再生骨料在位中間產(chǎn)品，便于運(yùn)輸加工利用，應(yīng)用到其他工程。但是我國(guó)目前缺乏成套生產(chǎn)再生骨料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且尚未確定再生骨料的強(qiáng)度、吸水性指標(biāo)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致再生骨料依靠天然骨料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行分類(lèi)，導(dǎo)致許多生產(chǎn)問(wèn)題，以及許多開(kāi)發(fā)對(duì)其質(zhì)量報(bào)以懷疑，難以全國(guó)大面積的推廣。

3.3 自身技術(shù)較低

由于我國(guó)廢棄混凝土制作的再生骨料較為離散，其生產(chǎn)出來(lái)的再生混凝土的強(qiáng)度普遍較低，導(dǎo)致再生混凝土的應(yīng)用范圍較為局限，大部分僅適用于道路的基層或基底層。主要原因有以下兩點(diǎn)：1）我國(guó)對(duì)廢棄混凝土回收利用領(lǐng)域研究較晚。2）我國(guó)水泥、天然骨料和廢棄混凝土的相關(guān)性能與國(guó)外的有較大差異，以至于國(guó)外的科研成果難以應(yīng)用于本國(guó)。

4 結(jié)語(yǔ)和建議

廢棄混凝土資源化利用技術(shù)的研究和發(fā)展將推動(dòng)我國(guó)節(jié)約資源、環(huán)境友好社會(huì)的形成，有利于綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外廢棄混凝土資源化利用的研究和發(fā)展實(shí)情，對(duì)我國(guó)該技術(shù)發(fā)展的建議有以下幾點(diǎn)：

1）控制建筑垃圾的源頭，加強(qiáng)對(duì)廢棄混凝土的分類(lèi)。定量要求建設(shè)企業(yè)在工程中對(duì)產(chǎn)生的廢棄混凝土進(jìn)行資源化利用，對(duì)不同廢棄混凝土進(jìn)行分類(lèi)處置。

2）政府加大再生混凝土企業(yè)的扶持力度，如稅收優(yōu)惠、低息貸款、地方補(bǔ)助、技術(shù)補(bǔ)貼等，加強(qiáng)對(duì)此產(chǎn)品的市場(chǎng)引導(dǎo)和宣傳，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3）完善廢棄混凝土資源化利用技術(shù)的政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，可參考國(guó)外相關(guān)體系，精化資源化利用的各個(gè)環(huán)節(jié)。

4）借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)結(jié)合我國(guó)廢棄混凝土自身材料特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的研究，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的交流。