湖南大学土木工程学院 彭子鸣
随着我国建筑业的迅速发展,水泥产量和混凝土的年消耗量不断增加,对资源、能源和环境产生巨大的不利影响。最近细微颗粒PM2.5和PM10是全社会关注的大气环境污染问题,对人体健康具有很大不利影响,而这些细微颗粒物的攀升与城市大规模建设密切相关。进入上世纪90年代以来,我国开始面临钢筋混凝土结构的修复和拆除问题。新建筑物的修复和旧建筑物的拆除,都将产生大量的建筑废弃物。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。自然灾害(地震和飓风)也会产生大量的建筑废弃物,四川汶川地震就产生近5亿吨建筑废弃物。我国已成为世界上建筑废弃物产生量最多的国家,而其中废混凝土含量占相当比例。
然而,对于这些废旧混凝土,传统的处理方法只是作为回填材料简单使用,或者干脆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。
随着城市化进程的加快,社会对混凝土的需求量迅速增加。目前,我国的混凝土年产量约14亿立方米。由于混凝土原材料中其骨料占混凝土总量的75%,由此可推断,其骨料的使用量有多大,总有一天地球上的骨料会消耗殆尽。对废混凝土的有效再生利用方式通常将其破碎处理加工成再生骨料,将再生骨料部分或全部替代天然骨料配制成再生混凝土。再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后,按一定比例与级配混合,部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料),再加入水泥、水等,使其恢复原有的性能,形成新的混凝土。试验研究证明,再生骨料混凝土的和易性良好,可满足泵送要求,硬化再生骨料混凝土的力学性能可满足通常民用建筑的使用和设计要求。
国外再生混凝土研究从二战时期就已经开始了,除德国和英国有少量应用于建筑房屋建筑工程建设外,绝大多数应用于填沟铺路。我国再生混凝土的研究起步较晚,但已有一些应用于建筑结构的试点工程,如2012年竣工的北京建筑工程学院6号实验楼。尽管国外再生混凝土的应用粗放,极少应用于建筑工程,但我们国家就必须将再生混凝土切实用于房屋建筑工程上。因为我国房屋建筑工程建设量是世界其他国家的总和,那么在混凝土粗细骨料的需求上,也是世界其他国家的总和。另外,我国建筑寿命普遍较短,拆建量也比国外较大,这么多的骨料需求上哪里去找?只有大力发展节能降耗、减少碳排放量的绿色再生混凝土,让再生混凝土应用于建筑工程,才能使我们的家园更加美丽,才能使绿水青山与我们永远相伴。