馮　博，趙　壯

(吉林省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院 建材檢測(cè)與節(jié)能研究所，吉林長(zhǎng)春 130011)

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廢棄混凝土再生集料在路面基層材料中的應(yīng)用

馮博，趙壯

(吉林省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院 建材檢測(cè)與節(jié)能研究所，吉林長(zhǎng)春 130011)

摘要：研究建筑垃圾中的廢棄混凝土，破碎、篩分后制成再生集料。通過試驗(yàn)，研究以廢棄混凝土再生集料為被穩(wěn)定材料的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，驗(yàn)證將再生集料使用在路面基層材料中的可行性。

關(guān)鍵詞：廢棄混凝土，再生集料，路面基層，配合比

我國(guó)建筑業(yè)的高速發(fā)展導(dǎo)致大量的建筑垃圾不斷產(chǎn)生，廢棄混凝土便是主要成分。大批量舊建筑物的拆除、舊混凝土道路的改建翻新同樣伴隨著大量廢棄混凝土的產(chǎn)生。這些廢棄混凝土的處理浪費(fèi)土地資源，影響人們的生活環(huán)境，如何處理這些廢棄物已經(jīng)成為城市建設(shè)中一個(gè)無法回避的問題。我國(guó)道路建設(shè)中，路面基層所用材料需要大量集料。廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分后所制得的再生集料，可利用在道路建設(shè)的基層材料中。本文通過試驗(yàn)，研究以廢棄混凝土再生集料為被穩(wěn)定材料的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，按照二級(jí)及二級(jí)以下公路基層的要求[1]，進(jìn)行水泥穩(wěn)定級(jí)配再生集料、水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料、石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料的配合比設(shè)計(jì)，驗(yàn)證將再生集料使用在路面基層材料中的可行性。

1原材料

1.1水泥

P·C 32.5，亞泰集團(tuán)生產(chǎn)，技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1　水泥技術(shù)指標(biāo)

1.2粉煤灰

吉林龍華，Ⅱ級(jí)，技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2　粉煤灰技術(shù)指標(biāo)

1.3石灰

鈣質(zhì)消石灰，有效CaO和MgO含量為62.5%。

1.4再生集料

采用長(zhǎng)春市某建筑工地建筑垃圾中廢棄混凝土，破碎后，進(jìn)行篩分。為達(dá)到《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015中二級(jí)及二級(jí)以下公路基層用集料級(jí)配要求，將再生集料分為0～5mm(XG3)、5mm～10mm(G11)、10mm～20mm(G8)和20mm～25mm(G3)四檔。

四檔集料的技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3　再生粗集料技術(shù)指標(biāo)(二級(jí)及二級(jí)以下公路基層)

四檔集料的規(guī)格(級(jí)配)見表4。

表4　再生集料篩分通過率

2配合比設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)中結(jié)合料為水泥、粉煤灰和石灰。分別進(jìn)行水泥穩(wěn)定級(jí)配再生集料配合比設(shè)計(jì)、水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料配合比設(shè)計(jì)、石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料配合比設(shè)計(jì)。

2.1再生集料的人工級(jí)配

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015中水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石、水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石、石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石的推薦級(jí)配范圍，對(duì)四檔再生集料進(jìn)行人工級(jí)配，四檔集料的質(zhì)量百分比見表5；人工級(jí)配后，再生集料的級(jí)配見表6，級(jí)配曲線見圖1、圖2。

表5　四檔集料的質(zhì)量百分比

表6　再生集料的級(jí)配(%)

續(xù)表6

孔徑/mm人工級(jí)配水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石推薦級(jí)配水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石推薦級(jí)配石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石推薦級(jí)配C-C-2CF-B-2SLF-B-2S4.7530.650～3045～2550～302.3627.636～1931～1636～191.1821.526～1222～1126～120.6015.819～815～719～80.309.414～5—14～50.156.210～3—10～30.0753.37～25～27～2

圖1　水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石級(jí)配曲線

圖2　水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石、石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石級(jí)配曲線

2.2水泥穩(wěn)定級(jí)配再生集料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015要求，試驗(yàn)的水泥劑量為再生集料質(zhì)量的3.0%～6.0%，分別為3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，共7組。每組進(jìn)行配料、拌和，并對(duì)混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關(guān)系曲線，得到最大干密度及對(duì)應(yīng)的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進(jìn)行養(yǎng)生，測(cè)定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度[2]。所測(cè)得結(jié)果見表7。

表7　水泥穩(wěn)定再生集料試驗(yàn)結(jié)果

由表7試驗(yàn)結(jié)果可以看出：水泥摻量大于4.0%時(shí)，所配制的水泥穩(wěn)定級(jí)配再生集料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可滿足二級(jí)及二級(jí)以下中、輕交通路面基層的要求(2.0MPa～4.0MPa)；水泥摻量大于5.0%時(shí)，所配制的水泥穩(wěn)定級(jí)配再生集料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可滿足二級(jí)及二級(jí)以下重交通路面基層的要求(3.0MPa～5.0MPa)。

2.3水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015要求，水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料，結(jié)合料間的比例(水泥∶粉煤灰)為1∶3～1∶5；結(jié)合料與被穩(wěn)定材料間的比例(水泥粉煤灰∶被穩(wěn)定材料)為20∶80～15∶85。試驗(yàn)的水泥劑量占混合料總質(zhì)量的百分比為3.0%～5.0%，調(diào)整各材料之間比例配置混合料，共6組。每組進(jìn)行配料、拌和，并對(duì)混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關(guān)系曲線，得到最大干密度及對(duì)應(yīng)的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進(jìn)行養(yǎng)生，測(cè)定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度[3]。所測(cè)得結(jié)果見表8。

表8　水泥粉煤灰穩(wěn)定再生集料試驗(yàn)結(jié)果

由表8試驗(yàn)結(jié)果可以看出：水泥摻量大于3.0%時(shí)，所配制的水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可滿足二級(jí)及二級(jí)以下中、輕交通路面基層的要求(2.5MPa～3.5MPa)；水泥摻量大于4.0%時(shí)，所配制的水泥粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可滿足二級(jí)及二級(jí)以下重交通路面基層的要求(3.0MPa～4.0MPa)。

2.4石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015要求，石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料，結(jié)合料間的比例(石灰∶粉煤灰)為1∶2～1∶4；結(jié)合料與被穩(wěn)定材料間的比例(石灰粉煤灰：被穩(wěn)定材料)為20∶80～15∶85。試驗(yàn)中調(diào)整各材料之間比例配置混合料，共6組。每組進(jìn)行配料、拌和，并對(duì)混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關(guān)系曲線，得到最大干密度及對(duì)應(yīng)的最佳含水率[4]。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進(jìn)行養(yǎng)生，測(cè)定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。所測(cè)得結(jié)果見表9。

表9　石灰粉煤灰穩(wěn)定再生集料試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表9

水泥∶粉煤灰∶再生集料最大干密度/(g/cm2)最佳含水率/%7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度/MPa4∶16∶801.9310.470.815∶10∶851.8810.220.714∶11∶851.9010.130.773∶12∶851.8910.150.86

由表9試驗(yàn)結(jié)果可以看出：所配制的石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配再生集料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度皆可滿足二級(jí)及二級(jí)以下中、輕交通路面基層的要求(≥0.7MPa)；當(dāng)水泥∶粉煤灰∶再生集料為5∶15∶80時(shí)，所配制混合料的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.92MPa，可滿足二級(jí)及二級(jí)以下特重、極重交通路面基層的要求(≥0.9MPa)。

3結(jié)論

在道路基層中，將廢棄混凝土再生集料做為原料，合理控制級(jí)配，用在無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料中，所制得的混合料可以滿足二級(jí)及二級(jí)以下道路路面基層的要求。廢棄混凝土用于路面基層，可以使大量建筑垃圾得到有效再利用，能夠保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TU 528.09

Recycled Aggregate from Waste Concrete Used in Roadbase

FENG Bo，ZHAO Zhuang

(Institute of Building Materials and Energy Testing，Jilin Research and Design Institute of Building Science，Changchun 130011，Jilin，China)

Abstract：Study the waste concrete from construction waste，broken and sieved to be recycled aggregate.Use recycled aggregate to make materials stabilized with inorganic binder，prove the probability that the recycled aggregate can be used in the roadbase.

Key words：waste concrete，recycled aggregate，roadbases，mixing design