文摘
可持续建筑的目标是减少建造设施对环境的影响。混凝土施工中使用的主要材料在海湾合作委员会(GCC)。因此,经济和环境有意义使用回收材料制作的新混凝土不同的应用程序。公布的总结本研究的目标是研究再生混凝土骨料的使用在新混凝土混合并检查其实现建筑业和工业在GCC地区。研究表明,虽然有合理的对再生混凝土的研究,该地区实际的实现大大缺乏背后,特别是由于缺乏经济可行性和意识这类应用程序的当前时间。
1。介绍
在中东海湾合作委员会的成员包括波斯湾的巴林、科威特、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国。海湾合作委员会国家占领地区在阿拉伯半岛,位于亚洲大陆的西南地区。海湾合作委员会国家的力量在于拥有24 - 40%的世界常规石油储量和世界常规天然气储量的23%。相关的弱点是拥有一个干旱的天气,淡水资源短缺,和有限的农业地区1]。阿拉伯半岛是一个恶劣的环境气温介于7°47°C,和年平均降水量70至140毫米(2]。
除了石油和天然气行业,大多数海湾合作委员会国家的经济在很大程度上取决于建筑行业和基础设施的活动。这是由于最近的项目由地方政府从石油和天然气——依赖经济多元化。统计数据发表在阿拉伯建筑世界杂志(3]表明,房地产项目的总价值目前在建GCC站超过2.39万亿美元。然而,有限的自然资源在海湾合作委员会对这个行业有很大的影响。关键方面的海湾地区建筑行业对环境有很大的影响是有限的可用的天然骨料混凝土,淡水资源短缺,缺乏铁矿石生产钢铁。
墨西哥湾往往被视为一个地区缺乏许多混凝土生产所需的自然资源。具体包括4个主要成分:水、水泥、砂、聚合。水是在本地可用,但是,在大多数情况下,海水淡化。虽然在一些国家混凝土配料厂回收的水用于清洗,在海湾地区是非常有限的。尽管当地生产水泥,通常从其他国家进口的原材料。在高峰市场水平,需求超过供给一些数量的水泥必须进口来补充当地需要。除了巴林,沙子是来自海湾合作委员会国家内部,而大部分的粗骨料是来自山位于阿拉伯半岛内有限的地区。
2。GCC的可持续建筑
可持续性可以被定义为提供今天的需要在不损害子孙后代的能力满足他们的需求。可持续建筑渴望这个概念应用于建筑行业。这是通过使用更少的天然材料,消耗更少的能量,导致低水平的污染和减少浪费而获得同样的好处,可以通过使用传统的施工方法和材料。
可持续建筑GCC的问题近年来已经成为一个重要的话题,与阿拉伯联合酋长国(UAE)被宣布后的领导人在这个跟踪绿色建筑计划2008年1月由谢赫•穆罕默德•本•拉希德•阿勒马克图姆,迪拜的统治者。这是紧随其后的是不久Estidama倡议发起的2008年5月,阿布扎比的城市规划委员会,该机构负责阿布扎比的城市环境的未来。
区域研究估计,海湾合作委员会国家集体每年生产超过1.2亿吨的废,其中18.5%与固体建筑垃圾(4]。例如,迪拜市最近的统计数据表明,建设和拆迁垃圾占75%的10000吨一般废弃物生产日报,其中混凝土拆除粗石代表这个量的70%。快速城市化,建设部门的增长,高人口增长速度,多元化的文化,和流动人口的主要原因被认为是如此高的浪费生产。
基于上述,回收固体废物材料用于建设变得越来越重要的废物管理选项,因为它会导致环境和经济效益。自然资源的保护,在生产和运输节约能源,减少污染也回收的优点。特别是,混凝土是一个完美的建筑材料回收候选人。一些材料,如塑料、玻璃可以回收一次或两次,只能如果它是正确的排序。然而,混凝土可以回收持续只要规范是正确的。
然而,可持续发展需要承诺和投资各方在建筑行业,政府和私人。缺乏适当的计划可能导致延迟实现,就像发生在2011年2月,在阿布扎比市暂停Estidama(阿拉伯语中的意思是“可持续性”)建设需求与能源有关,但保留了其他授权,代表10%的要求。暂停的原因是由于承包商的缺乏准备满足严格的要求在他们的项目5]。
3所示。目标和范围
本文的目的是审查发布的研究和开发研究再生混凝土骨料GCC地区检查当前使用此类材料在施工,并推荐合适的策略更广泛的应用。
几个GCC研究人员解决了混凝土中使用可回收废弃物通过出版物和传播他们的工作。此外,有一些努力实现研究付诸实践的结果。本文提供了一个集体总结发表技术研究的大学,研究机构、私人实体,政府机构处理再生混凝土骨料。它还包括当前状态的实践和实现领域的再生混凝土。
4所示。发表的研究
本节提供了一个审查发表的研究利用再生混凝土骨料生产新混凝土在海湾合作委员会的国家。
4.1。在GCC可持续发展问题
Kartam et al。6]讨论了建筑和拆迁的现状在科威特和废物处理系统对环境的潜在问题,人,和经济。他们调查替代方案来管理和控制这种浪费在一个经济、高效和安全的方式。他们还描述了建立建设的可行性和挑战和建筑垃圾回收设施在科威特。
绿色建筑的必要性在巴林被Alnaser调查,弗拉纳根(7]。根据作者,可持续建筑实现有限的国家由于缺乏公众意识的可持续技术,缺乏市场引进可持续技术,和客户盈利能力的担忧与回报。这项研究表明,当地承包商是最热衷于实施绿色建筑项目。如前面的研究中,后续Alnaser [8]讨论了一些当前的可持续建筑在巴林,科威特和阿拉伯联合酋长国。鼓励可持续建筑项目在这些国家,笔者觉得有必要创造条件和激励措施,鼓励行业利益相关者积极追求这样的项目,通过政府政策、经济激励、评级系统,与关键合作伙伴和协调,如融资部门。
当进入et al。9可用)回顾了工业废物,可以用于制造可持续混凝土及其与中东,与海湾合作委员会特别关注。使用各种废料的可行性,包括再生混凝土,是评判参照相关的环境。作者认为包含回收废物生产高性能混凝土可以显著贡献一个可持续发展的产业。他们得出的结论是,工程师的职责是判断应该使用一个或多个可用的废料生产新的混凝土在一个特定的项目。
一篇论文中,加尔布雷斯(10)结构可持续性,作者概述了结构设计在可持续建筑的作用和它的含义在海湾地区。他确定了可用的可持续设计技术在建筑业和分类根据其成本的影响。
最近,巴林主动举办一个绿色建筑论坛于2010年在麦纳麦(11]。论坛的目的是讨论建筑行业所面临的挑战,环境问题的考虑,包括可持续的建筑材料、智能建筑、可持续建设和相关话题。另一个会议上具体的可持续性是最近在迪拜举行,覆盖混凝土制造业和建筑业可持续发展的解决方案(12]。会议期间,不同的专家解决可持续发展举措,回收材料,碳足迹和蕴藏能量,基于绩效的混凝土。
4.2。再生混凝土骨料
文献检索显示领域的广泛研究再生混凝土骨料在许多GCC国家。最早的研究回收水泥碎石骨料施工材料由汗和Rasheeduzzafar在沙特阿拉伯13]。他们利用实验室测试调查强度、失效机理和再生骨料混凝土的耐久性特点。他们的研究表明,低W / C比值再生骨料混凝土与天然骨料强度比普通混凝土低30%。而且,再生骨料混凝土表现出较低的弹性模量和耐用性的特点。
Al-Mutairi和Haque14]用旧拆除混凝土在科威特取代50 - 100%的粗骨料和海水代替25岁,50岁和100%的自来水在标准的混凝土混合物温和的目标强度。再生混凝土是在海水中治愈一段28天。结果表明,即使有100%的再生混凝土骨料的使用,设计力量35 MPa是可以实现的。混凝土强度最高的混合水的混合25%的海水和75%的自来水。
刺鼻(15,16)测试了再生骨料混凝土的力学性能与抗压强度下20 MPa和比较结果的混凝土制成的天然骨料。结果表明,抗压强度,间接抗剪强度和再生骨料混凝土的弹性模量都是10%的天然骨料混凝土内拥有相同的混合比例。
AlMutairi和AlKhaleefi17]研究了普通混凝土的弯曲行为包含了旧混凝土取代天然粗骨料。普通混凝土梁用0%、50%、和100%再生粗骨料与第三点加载测试光束一样简单。与ACI标准相比,获得的模件内的破裂值是可以接受的水平。此外,渗透率测试的统计分析表明,混凝土不大大影响使用的再生骨料混合。
Al-Harthy et al。18)进行实验室测试研究再生骨料混凝土的强度和耐久性。结果表明,混凝土强度提高的替代普通骨料再生骨料含量高达30%,此后,强度随再生骨料的进一步增加。然而,替代天然骨料的再生骨料被发现减少混凝土的和易性由于再生骨料的高吸收特征。
Tabsh和Abdelfatah19]研究了再生混凝土粗骨料混凝土用的力量。的韧性和稳健实验室检测再生粗骨料显示损失比天然骨料比例较高,但仍在可接受的范围之内。混凝土的抗压和分裂拉伸优势与再生粗骨料取决于混合比例。一般情况下,再生混凝土的强度是10 - 25%低于传统混凝土制成的天然骨料由于水需求的增加来维持指定的衰退。在后续研究中,Abdelfatah et al。20.]使用外加剂在混凝土混合包含拆除混凝土取代天然粗骨料,以弥补需要的额外的水需要增加和易性。结果表明,强塑剂的使用,而不是额外的水,能够增加再生骨料混凝土的抗压强度水平相同的控制包含天然骨料混合。这一发现与获得的结果不一致,海鸥(21)当测试低强度混凝土利用再生混凝土骨料。
殿下,赛义夫22]研究了硅灰对再生骨料混凝土的影响特征。使用再生骨料替代天然骨料的比例按重量是0,50岁和100%,而硅灰的百分比替代品使用的水泥重量是5,10,15%。结果表明,再生混凝土的抗压和抗拉强度值总体增加了再生骨料和硅灰含量增加。研究还表明,为了适应50%的再生骨料混凝土结构,需要把5%的硅灰组合。
最近,Elchalakani [23]研究了再生混凝土的强度和耐久性由再生骨料和废水在阿联酋。采用实验测试标准立方体和圆柱体抗压强度和小束评价挠曲强度被利用。研究表明,再生骨料和再生水的作用在轴向和弯曲强度被发现温和但对耐久性有显著的影响。提高再生混凝土的耐久性,作者推荐使用地面粒状高炉矿渣和粉煤灰对任何未来的建筑在墨西哥湾。
有一些研究认为利用再生混凝土骨料在不同施工应用中比在新混凝土的生产。例如,Al-Ali et al。24,25]调查使用再生混凝土骨料的适用性作为路面底基层施工。一个测试模型是建立在实验室评估回收材料路面性能在不同负载下和相对测量其行为对天然骨料层。路面负载的实验项目考虑范围,材料等级、成分、和层厚度。结果表明,路面负载下的挠度与再生混凝土骨料一般低于自然聚合。因此,有一个很好的潜力使用再生混凝土骨料作为底基层在道路路面施工层。
另一个应用程序使用的再生混凝土骨料的生产灰砂砖在科威特,这被认为是由Al-Otaibi和El-Hawary [26]和Al-Otaibi [27]。这项研究评估了比重,砖的抗压强度和吸收特征。结果表明,再生混凝土骨料制成的砖内属性规范要求。
5。行业和政府举措
即使有一个相当大的研究机构与使用再生混凝土骨料生产混凝土混合,海湾合作委员会国家的工业实现这些技术仍处于起步阶段。的实现是由政府机构、以及其他一些实现由产业。
科威特政府已经意识到问题建设拆迁造成的浪费。为了减少垃圾填埋场所需的面积,科威特政府批准的环境保护工业有限公司(EPIC)建筑垃圾回收工厂开始,每日产能约7-20千建筑垃圾(音调28]。此外,阿拉伯国际工业项目公司成立于2005年,在科威特改善环境的目的。这个公司的项目之一是关心削减新混凝土的生产成本,减少对土地的需要填补空间。为此,混凝土粗石和旧沥青混凝土压碎不同大小作为总为一些项目。可以使用生产总在许多项目中,如包装、排水和雨水管道基础道路建设和底基层层,沥青混凝土混合道路铺平道路,和普通nonreinforced混凝土混合29日]。
在卡塔尔可持续生产混凝土的过程中,努力用再生骨料和混凝土正在浪费。在由Mobile-Baustoffe GmbH公司赞助的一份报告中,Blanco-Carrasco et al。30.)研究的好处和潜在的实现使用废弃混凝土再生骨料。中作者引用应用程序的是使用了再生混凝土在道路等非结构应用基础或底基层建设,核心填充,堤防,回填,盲板。另一个努力帮助卡塔尔采用绿色建筑设计与施工是卡塔尔的建立绿色建筑委员会(QGBC),这是一个私人机构关心促进环境可持续实践(31日]。QGBC的成员之一是哈立德水泥工业公司(KCIC),这是实施环境管理系统,允许该公司回收水和混凝土并应用一个废物管理计划(32]。国内固体废物管理中心,由市政事务和农业在卡塔尔,正在建设中,将于2011年3月。能够回收中心共有2300吨混合国内浪费,每天5000吨的建筑垃圾(33]。
为了帮助公司互动,促进废物回收,利雅得展览有限公司已组织国际回收和废物管理展览,2011年第三届展览组织(34]。回收工厂被建造在吉达,具有分类能力1200吨/天;然而,植物不回收任何建筑材料(35]。实现有限的再生混凝土建筑在沙特阿拉伯已促使一些激进分子,如苏丹法登的成立集团沙特绿色建筑委员会呼吁在吉达城市和其他城市发射回收工厂,并呼吁更严格的监管措施保护山脉从破碎机在天国36]。
阿联酋似乎是海湾地区最活跃的国家之一时混凝土回收中的应用。作为政府的一部分,努力促进回收的建筑材料,迪拜中央实验室与酋长国回收和迪拜市政府签署了一项协议来研究和评价建筑拆迁浪费。因为这浪费通常忽视了承包商,该项目旨在寻找有用的应用程序使用建筑粗石(37]。在阿布扎比,支持多个项目关于绿色建筑和环保建筑材料。例如,一个新的破碎装置在Al Dafra新开的破碎能力的废弃物转化为骨料,可以用来代替天然骨料在混凝土(38]。Unibeton准备混合是另一家公司,支持绿色混凝土的生产,已用于在阿布扎比马斯达尔城。公司使用180万吨所需的20%的再生骨料混凝土中使用的城市(39]。另一个应用程序是由Al-Falah准备混合和阿联酋混凝土,因为他们有能力生产环保混凝土,通过使用再生骨料和其他回收废料旨在“零浪费”的生产和最大使用废料(40,41]。
阿联酋的沙迦还在可持续建筑领域的活动。最近,一个新的垃圾回收工厂开在沙迦的工业区。工厂收到混凝土和其它建筑废弃物从不同的地方在酋长国建设目的和过程被再次使用(42]。
在阿曼、混凝土回收的应用是有限的(43]。然而,皇家法令已发布2009年任命阿曼环境服务控股公司执行的任务执行政府的政策关于浪费的部门。除了垃圾填埋场印花布阿曼的管理,公司已经启动多个项目开发医疗废物管理设施,危险废物,电子垃圾,轮胎回收工厂(44]。
每天产生约3000吨废物在巴林有积极主动回收工厂的计划将处理大部分的废物,于2008年公布的马吉德Milad,麦纳麦市政委员会主席(45]。
6。结论
这项研究导致以下的结论。(1)有一个适当的研究工作对再生混凝土骨料及其使用GCC,主要由个人研究和学术机构。(2)大多数的调查研究认为机械和再生骨料的强度特征很少关注耐久性问题。(3)很少有研究涉及的经济可行性和金融影响建筑混凝土粗石的回收和重用应用程序。(4)使用这样的回收材料的环境影响研究建筑业已经很少在该地区。(5)实际的应用程序中使用回收的建筑垃圾仍在起步阶段,需要一些这个行业的主要努力吸引投资者。(6)有限立法和政策鼓励拆迁废料的回收和使用GCC。(7)没有政府的标准和规范进行处理和使用再生骨料在该地区目前可用。
确认
作者要感谢美国大学的金融支持沙迦(来自)通过教师科研资助项目和学生巴Kattan和萨拉姆Yaghi的贡献,在编译一些论文中引用的信息。