混凝土的再生利用：未来的骨料

1 引言

图 1 史蒂芬 ∙ 布拉尔先生

史蒂芬 ∙ 布拉尔先生（见图 1）出生于 1978 年 3 月，是一家经营建筑基建和拆除业务的同名家族企业的副总经理。在获得公共工程 BTS 等学位后，他加入了这家家族企业。他先是做一名重型卡车司机，之后很快就担任了公司经理，并将企业的业务做大。他在 2000 年开办了一家废弃混凝土粉碎厂并研究如何将废弃混凝土重新作为新型混凝土来使用。2010 年他在法国混凝土工业研究中心（CERIB）支持下启动了相关的项目并很快获得了成功 , 到 2016 年他已创立了再生骨料和再生混凝土品牌：GRANUDEM（见图 2）

图 2 GRANUDEM 品牌

2 废弃混凝土的再生利用

2.1 砂子（沙子）是世界上最常用的建筑材料。由于房地产行业的持续繁荣，每年每人要消耗掉两吨砂（沙）子。它和石子一起是混凝土的组成成分之一，我们将砂和石统称为骨料。它们来自地表土层，也常被用于其他工业例如生产电子芯片、纸张、塑料、涂料、洗涤剂，化妆品等产品和材料。这些我们喜欢用来娱乐踩踏或让其从指间滑过的砂子（沙子）就这样不知不觉地在我们的日常生活中流失掉了。工业砂子（沙子）的消耗量日益增加，也许是因为这种被视为用之不竭的原材料到今天其成本还是相对较低的。沙漠的沙子可能并不适用于建筑施工，因此在欧洲，特别是在法国，所用的骨料大部分来自采石场或对地表冲积层的开采。海沙必须在严格控制的条件下才能用于建筑施工，因而在法国也是受到限制的。但在其他一些国家和地区，受城市化发展的经济利益驱使，世界上已有 75% 的沙滩被侵蚀掉了。

2.2 骨料是制备建筑施工用混凝土的重要材料。天然骨料天需要耗费大量能源去开采，加工和运输。而生态转型的时代，即节约原材料的时代，人们对自然资源的关注日益增加，总部设在法国 Chartres 市（28 省）的布拉尔公司决定为建筑施工行业提供一种由废弃混凝土再生技术生产的新材料，并使它的性能与天然骨料相近。

2.3 布拉尔公司有长期的建筑物拆除经验。全法国建筑拆除行业每年所产生约 2000 万吨的废弃混凝土（见图 3）。布拉尔公司开发了独特技术和工艺，对这些废弃混凝土予以再生利用技术，生产 GRANUDEM 牌再生骨料和再生混凝土。

图 3 建筑物拆除现场

2.4 布拉尔公司把废弃混凝土再生利用。将其转变成具有新的生命周期和用途广泛的新型原材料，即再生骨料。然后将得到的再生骨料以合理的比例与天然骨料混合应用于结构性或非结构性混凝土中，直至 100% 采用再生骨料（见图 4）。

图 4 原材料（未加工的废弃混凝土）

3 再生混凝土骨料和生产工艺流程

3.1 史蒂芬 ∙ 布拉尔先生与法国一家破碎和筛选设备进口商合作设计了一套“生产工艺流程”，它符合与CERIB（法国混凝土工业研究中心）共同制定的骨料生产质量标准的要求。

在大区和省政府提供的 35 万欧元资助下，他采用这套工艺流程来生产再生混凝土骨料。

3.2 生产加工过程包括粉碎，筛选和洗涤三个步骤，获得高质量的再生骨料。

3.3 工厂的生产能力是每小时 40 吨，即每年约 2 万吨的再生细骨料（砂子）和中粗骨料。生产能力还可能增加到每小时 300 吨，即每年约 15 万吨。

3.4 布拉尔公司生产和供应三种粒径的再生骨料（0/4 mm, 4/10 mm 和 10/20 mm），可以满足生产预拌混凝土和预制混凝土的基本需要（见图 5）。

图 5 再生骨料

3.5 目前的混凝土中，其骨料还很少 100% 使用再生骨料。布拉尔公司投资建立了一座废弃混凝土处理厂，能生产包括骨料 100% 使用再生骨料在内的各种再生混凝土，并因其距离短而对传统的混凝土保持了经济成本上的竞争优势。由于消除了骨料生产和混凝土配制之间的运输距离，因而能生产出既环保又经济可行的再生混凝土产品（见图 6）。

图 6 骨料洗涤系统

4 产品的性能检测和结果

4.1 法国混凝土工业研究中心（CERIB）做了一个比对试验。即将抗压强度达到 C25/30 的传统混凝土中的 30% 天然骨料用我们的再生骨料替代，随后在第 7天和第 28 天时与对照的传统混凝土（使用天然骨料）样品进行抗压强度的比对，结果表明两者的差异极少。这些由 CERIB 进行的试验，证实了将废弃混凝土再生利用来生产符合法国和欧盟 NF EN 12620 标准的再生细骨料（砂子）或再生中粗骨料（石子）是可行的 ( 见图 7)。

图 7 Cerib 的测试结果

4.2 我们还委托了 COFRAC（法国国立认证认可机构）和 TECHNODES SAS 公司做了一个试验。即将抗压强度达到 C30/37 的传统混凝土中的全部天然骨料用我们的再生骨料替代（100% 替代），随后在第 2 天，第 7 天和第 28 天进行抗压强度的测试，具体结果见图 8。

图 8 骨料采用 100% 再生骨料和抗压强度为 C30/37 的再生混凝土的技术测试报告

测 试 单 位：COFRAC 法国国立认证认可机构 / TECHNODES SAS 公司；

测试报告编号：1702310BET-B-2；受测样品：骨料采用 100% 再生骨料的预拌混凝土。

比照样品：传统的预拌混凝土；

受测样品生产地点：布拉尔公司；

受测样品提取地点：布拉尔公司；

受测样品提取时间：2017 年 6 月 27 日；

标准抗压强度：C30/37；

测试标准：NF EN12390-3 COFRAC。

5 产品的推广和应用

5.1 目前，这项新型技术在法国已得到有效地推广应用 , 布拉尔公司旗下所有的道路和路网工程都使用骨料是 100% 再生骨料的再生材料或再生混凝土。

5.2 从当地的小企业到像 Legendre 公司这样的全国性大型集团都信赖 GRANUDEM 这个品牌。随着我们的再生产品也在 Bricomaché, Leroy Merlin, Gedimat 等专业建筑超市上销售，个人用户也越来越多地倾向采用这种既环保又经济实惠的材料。

5.3 经过不断研究，我们现在能生产出与传统混凝土价格相同或在某些情况下更便宜的再生混凝土。史蒂芬 ∙ 布拉尔先生解释说，这个道理很简单：一立方米来自拆除建筑物的的废弃混凝土经过我们加工就可生产出 100% 再生骨料为原料的预拌混凝土（见图 9、图10）。

图 9 使用 Granudem 再生骨料和再生预拌混凝土的在建住宅

图 10 露台工程展示了再生骨料和再生预拌混凝土的不同用法

6 发展前景

6.1 按 照 目 前 的 法 国 和 欧 盟 标 准（NF EN 206/CN），允许在结构性混凝土中最多掺入 30% 的 1 型再生骨料（相当于优质的天然骨料）。多个不同的研究项目，特别是法国国家再生混凝土计划（Recybéton）的研究结果表明，显著增加结构性混凝土中的再生骨料比例是完全可能的。这些标准规则的未来演变正好代表了布拉尔公司今后的良好发展前景。

6.2 布 拉 尔 公 司 希 望 更 进 一 步， 采 取 多 个 行 动来 有 效 促 进 再 生 混 凝 土骨 料 的 应 用。 在 技 术 层 面，GRANUDEM 将继续努力提高再生骨料的质量，改善其性能，特别是其耐久性，使得它在各方面的性能都与天然骨料一样。从长远发展来看，从物流成本出发，最好尽量缩短再生材料的运输距离，因此可以考虑在全法国境内建立一系列的处理平台，包括临时的。在一些城市的建筑工地建立移动式的处理中心也在研究当中，这些地方对骨料有大量的需求但又远离供应骨料的采石场。

6.3 再生骨料和再生混凝土的另一个重要市场是在亚洲，特别是在中国。布拉尔公司坚信其 GRANUDEM品牌的产品和技术在中国市场具有很好的发展前景。中国现在每年产生的建筑垃圾达到 23 亿吨，到 2020 年预计将达到 50 亿吨。中国的建筑垃圾循环再利用率目前只有 5%，中国政府目标是到 2020 年大型城市的循环再利用率达到 60%、其他城市则达到 30%。

在可持续发展和循环经济时代，布拉尔公司的再生骨料和再生混凝土产品和技术将大有可为……

作者

史蒂芬 ·布拉尔（法） 编译：曾雅薇

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