“每块废弃混凝土，都有重获新生的可能”

本文转自：广西日报

南宁学院一绿色减碳创新项目成功应用

“每块废弃混凝土，都有重获新生的可能”

本报记者 刘 琴

C50高性能全再生粗骨料混凝土浇筑现场。（南宁学院供图）

本报记者 刘 琴

4月8日下午，在南宁学院的反力墙及反力台座施工现场，来自徐州筑邦工程科技有限公司的工人们利用泵送，将250立方米的高性能全再生粗骨料混凝土缓缓注入眼前的大型钢预应力混凝土结构当中。

随着混凝土逐渐冷却，一座总长12米、高达8米的L形巨大混凝土墙将露出真容，与之形成配套的还有面积200平方米、深度3米的反力台座。其构成的反力墙试验系统，能够完成大型结构及构件的拟静力试验。

“将高性能全再生粗骨料混凝土应用于预应力型钢混凝土结构——反力墙及反力台座项目，这也意味着，我们的创新技术可应用于多数条件下的土木工程建设。”南宁学院土木与建筑工程学院院长陈宗平介绍，这项由该校牵头，以废弃混凝土利用为突破口，以校企合作方式开展的技术创新，或将为行业带来既安全又绿色的原料革新。

这一创新同样符合目前混凝土行业绿色低碳发展的主旋律。据统计，我国每年建筑垃圾的产量占城市垃圾总量的比例不低，但其采用一般性回填的粗犷式处置方式会造成土地资源占用、自然环境污染、市容和生活环境破坏等问题。

“每块废弃混凝土，都有重获新生的可能。我们的技术创新，就是要让这些可能变为现实。”陈宗平表示，随着社会科学技术的进步，传统工程材料的开采与处理对环境造成的负担越来越大。“因此，我们迫切地需要创新工程材料，引领土木工程行业迈向更加环保、更加节能的未来。”

从2008年开始，陈宗平与团队就开展了高品质泵送全再生混凝土应用示范项目全生命周期研究，包括项目设计以及再生粗骨料生产、再生混凝土试配、反力墙及反力台座钢结构施工、再生混凝土泵送浇筑等阶段。

这一让“废料新生”的过程并不简单。混凝土是一种由胶凝材料、骨料、水、外加剂和掺和料按一定比例配制而成的人工石材。要想有效利用废弃混凝土实现变废为宝，关键在于把再生粗骨料替代天然骨料（石子）配制再生混凝土。

从建筑垃圾到符合标准的再生骨料，需要经过分选、破碎、加工、清洗、整形等环节，通过校企合作方式，广西青辉环保技术有限责任公司成为本项目的再生粗骨料生产方。“建筑垃圾材料复杂，我们对分选等程序进行工艺创新，才能规模化生产再生骨料。”公司副总经理孙彬介绍，经过认证，再生粗骨料的表现已接近天然骨料。

原料准备就绪，接下来的创新难点就在于全再生粗骨料混凝土的配比。“没有天然骨料的经验借鉴，水胶比的高或低，对混凝土的强度和抗压性都有较大影响。”由华润建材科技控股有限公司牵头，团队进行了100%粗骨料取代率的C30、C40、C50混凝土的试配。经过多次调整后，终于试配成功，并确定了用于施工现场的配合比。

施工当天，该项目的槽锚平台首先进行了加载孔及型钢槽道的预埋，再使用C40全再生粗骨料混凝土进行浇筑；反力墙B则使用标号更高的C50全再生粗骨料混凝土施工。研究人员在施工现场进行同条件养护，开展短龄期、长龄期、固碳、冻融循环、火灾高温、三轴受压等力学性能试验研究。同时，在反力墙内部埋置温度计、钢筋计、应变传感器、预应力锚索测力计等，还实现了实时的动态监测。

“实验证明，再生粗骨料的各项性能均较好，与天然骨料差异不大。”广西大学、广西科技大学等单位的专家现场观摩，并对该项技术点赞。与会专家指出，我国建筑建造和运行相关的二氧化碳排放量约占我国总二氧化碳排放量的50.9%，采用再生粗骨料替代天然骨料（石子）配制再生混凝土，并应用于新建工程结构中，可以明显降低土木工程领域的碳排放量。

“该项目全部用再生粗骨料，实现了对废弃混凝土的循环利用，有着明显的经济、环境效益，是实现建筑业绿色、可持续发展的重要途径之一，将是未来混凝土的发展方向。”广西大学副校长肖建庄点评。

技术创新的背后，也有科研对教学的反哺。“密布于反力墙的加载孔，主要用于锚索和模型的固定，这些加载孔数量多达780个，精度要求达到2毫米。”南宁学院土建学院专家团队陈华教授介绍，团队让测量学老师带领学生全程参与了加载孔定位的复合校准，也成为项目创新特色之一。该项目建成后，南宁学院土木工程专业实验条件也将位列区内前三，可开展复杂受力条件下结构力学试验研究。

“今后，在‘双碳’战略引领下，我们将进一步探索低碳建筑、零碳建筑，从全生命周期的角度实现建筑行业的低碳环保可持续发展。”陈宗平表示。

【延伸阅读】

何为反力墙?它是一种用于支撑和固定试验加载系统，并提供水平和竖向反力的型钢预应力混凝土结构，由两个相互垂直的不同材质墙体组成，用来提供一般传统的大型结构静力试验和反复加载试验。