資源枯竭與新骨料混凝土及可再生混凝土

內(nèi)容地球上的資源是有限的，許多是不可再生的。土木工程是人類五自然界進行物質(zhì)交換量最大的活動，全世界每年混凝土用量達到90億噸，大量材料的生產(chǎn)和使用，消耗大量資源。150多年前，以硅酸鹽水泥為膠凝材料的混凝土問世，不以其二原材料資源豐富、價格低廉為主要優(yōu)點，很快受到世人的青睞，而成為近代、現(xiàn)代土木建筑工程的主要材料。但是按此年來，由于用量越來越大，大量開山、采石，已經(jīng)嚴(yán)重破壞了自然景觀和綠色植被，挖河取沙，造成水土流失或河流改道等嚴(yán)重危機。因此人類必須開發(fā)節(jié)省資源的混凝土材料，并且要實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用。

人造骨料就是以一些天然材料或工業(yè)廢渣、城市垃圾、下水道污染為原材料制得的混凝土骨料，它對環(huán)境保護有著非常積極的作用。生產(chǎn)人造骨料的工業(yè)廢料很多，高爐火純青礦渣、電爐氧化礦渣、銅渣、粉煤灰等。日本已經(jīng)開發(fā)利用城市下水道污泥生產(chǎn)骨料的技術(shù)，這種骨料其強度達到普通河水砂漿的90%，很有利用前景。除此之外，還有粉煤灰陶粒、粘土頁巖陶粒等人造輕骨料。使用輕骨料還可制造輕質(zhì)混凝土材料，減輕結(jié)構(gòu)物的自重，提高建筑物的保溫隔熱性能，減少建筑能耗。

用海沙取代山沙和河沙，作混凝土的細(xì)骨料，是解決混凝土細(xì)骨料資源問題的有效方法，因為海沙的資源很豐富。但是海沙中含有鹽分、氯離子，容易使鋼筋銹蝕，硫酸根離子對混凝土也有很強的侵蝕作用。此外，海沙顆粒較細(xì)，且粒度分布均一，很難形成級配；有些海沙往往混入較多的貝殼類輕物質(zhì)。目前已經(jīng)開發(fā)出一些對海沙中鹽分的處理方法，例如散水自然清洗法、機械清洗法、自然放置法。對于海沙的級配問題，主要采取摻入粗碎砂的辦法進行調(diào)整，使之滿足級配要求。日本在海沙方面的利用已經(jīng)達到了工業(yè)化生產(chǎn)的階段，1995年產(chǎn)量達到5000萬噸以上。

廢棄混凝土的再利用最早開始于歐洲，1976年，以當(dāng)時的西德、比利時和荷蘭為主成立了“混凝土解體與再利用委員會”，開始將混凝土廢棄物作為混凝土的粗、細(xì)骨料，后日本也相繼開始了對廢棄混凝土再生利用的研究。由于我國的經(jīng)濟發(fā)展比發(fā)達國家滯后大約半個世紀(jì)，土木建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也相應(yīng)地落后了一定距離，混凝土結(jié)構(gòu)物的廢棄、解體的高峰期還沒有到來，廢棄混凝土的再生利用還沒有正式啟動。由于利用廢棄混凝土做再生骨料，需要一系列的加工和分離處理，成本較高，這將妨礙混凝土利用的進程，但是廢棄混凝土的利用從保護環(huán)境、節(jié)省資源的角度有重要的社會效益，需要國家從政策上以支持。