废弃混凝土再生集料在路面基层材料中的应用

冯　博，赵　壮

(吉林省建筑科学研究设计院 建材检测与节能研究所，吉林长春 130011)



废弃混凝土再生集料在路面基层材料中的应用

冯博，赵壮

(吉林省建筑科学研究设计院 建材检测与节能研究所，吉林长春 130011)

摘要：研究建筑垃圾中的废弃混凝土，破碎、筛分后制成再生集料。通过试验，研究以废弃混凝土再生集料为被稳定材料的无机结合料稳定材料，验证将再生集料使用在路面基层材料中的可行性。

关键词：废弃混凝土，再生集料，路面基层，配合比

我国建筑业的高速发展导致大量的建筑垃圾不断产生，废弃混凝土便是主要成分。大批量旧建筑物的拆除、旧混凝土道路的改建翻新同样伴随着大量废弃混凝土的产生。这些废弃混凝土的处理浪费土地资源，影响人们的生活环境，如何处理这些废弃物已经成为城市建设中一个无法回避的问题。我国道路建设中，路面基层所用材料需要大量集料。废弃混凝土经破碎、筛分后所制得的再生集料，可利用在道路建设的基层材料中。本文通过试验，研究以废弃混凝土再生集料为被稳定材料的无机结合料稳定材料，按照二级及二级以下公路基层的要求[1]，进行水泥稳定级配再生集料、水泥粉煤灰稳定级配再生集料、石灰粉煤灰稳定级配再生集料的配合比设计，验证将再生集料使用在路面基层材料中的可行性。

1原材料

1.1水泥

P·C 32.5，亚泰集团生产，技术指标见表1。

表1　水泥技术指标

1.2粉煤灰

吉林龙华，Ⅱ级，技术指标见表2。

表2　粉煤灰技术指标

1.3石灰

钙质消石灰，有效CaO和MgO含量为62.5%。

1.4再生集料

采用长春市某建筑工地建筑垃圾中废弃混凝土，破碎后，进行筛分。为达到《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015中二级及二级以下公路基层用集料级配要求，将再生集料分为0～5mm(XG3)、5mm～10mm(G11)、10mm～20mm(G8)和20mm～25mm(G3)四档。

四档集料的技术指标见表3。

表3　再生粗集料技术指标(二级及二级以下公路基层)

四档集料的规格(级配)见表4。

表4　再生集料筛分通过率

2配合比设计

本试验中结合料为水泥、粉煤灰和石灰。分别进行水泥稳定级配再生集料配合比设计、水泥粉煤灰稳定级配再生集料配合比设计、石灰粉煤灰稳定级配再生集料配合比设计。

2.1再生集料的人工级配

根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015中水泥稳定级配碎石、水泥粉煤灰稳定级配碎石、石灰粉煤灰稳定级配碎石的推荐级配范围，对四档再生集料进行人工级配，四档集料的质量百分比见表5；人工级配后，再生集料的级配见表6，级配曲线见图1、图2。

表5　四档集料的质量百分比

表6　再生集料的级配(%)

续表6

孔径/mm人工级配水泥稳定级配碎石推荐级配水泥粉煤灰稳定级配碎石推荐级配石灰粉煤灰稳定级配碎石推荐级配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

图1　水泥粉煤灰稳定级配碎石级配曲线

图2　水泥稳定级配碎石、石灰粉煤灰稳定级配碎石级配曲线

2.2水泥稳定级配再生集料目标配合比设计

根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015要求，试验的水泥剂量为再生集料质量的3.0%～6.0%，分别为3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，共7组。每组进行配料、拌和，并对混合料进行击实试验(T 0804-1999)，绘制含水率-干密度关系曲线，得到最大干密度及对应的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型试样，并按T 0845-2009方法进行养生，测定7d无侧限抗压强度[2]。所测得结果见表7。

表7　水泥稳定再生集料试验结果

由表7试验结果可以看出：水泥掺量大于4.0%时，所配制的水泥稳定级配再生集料的7d无侧限抗压强度可满足二级及二级以下中、轻交通路面基层的要求(2.0MPa～4.0MPa)；水泥掺量大于5.0%时，所配制的水泥稳定级配再生集料的7d无侧限抗压强度可满足二级及二级以下重交通路面基层的要求(3.0MPa～5.0MPa)。

2.3水泥粉煤灰稳定级配再生集料目标配合比设计

根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015要求，水泥粉煤灰稳定级配再生集料，结合料间的比例(水泥∶粉煤灰)为1∶3～1∶5；结合料与被稳定材料间的比例(水泥粉煤灰∶被稳定材料)为20∶80～15∶85。试验的水泥剂量占混合料总质量的百分比为3.0%～5.0%，调整各材料之间比例配置混合料，共6组。每组进行配料、拌和，并对混合料进行击实试验(T 0804-1999)，绘制含水率-干密度关系曲线，得到最大干密度及对应的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型试样，并按T 0845-2009方法进行养生，测定7d无侧限抗压强度[3]。所测得结果见表8。

表8　水泥粉煤灰稳定再生集料试验结果

由表8试验结果可以看出：水泥掺量大于3.0%时，所配制的水泥粉煤灰稳定级配再生集料的7d无侧限抗压强度可满足二级及二级以下中、轻交通路面基层的要求(2.5MPa～3.5MPa)；水泥掺量大于4.0%时，所配制的水泥粉煤灰稳定级配再生集料的7d无侧限抗压强度可满足二级及二级以下重交通路面基层的要求(3.0MPa～4.0MPa)。

2.4石灰粉煤灰稳定级配再生集料目标配合比设计

根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015要求，石灰粉煤灰稳定级配再生集料，结合料间的比例(石灰∶粉煤灰)为1∶2～1∶4；结合料与被稳定材料间的比例(石灰粉煤灰：被稳定材料)为20∶80～15∶85。试验中调整各材料之间比例配置混合料，共6组。每组进行配料、拌和，并对混合料进行击实试验(T 0804-1999)，绘制含水率-干密度关系曲线，得到最大干密度及对应的最佳含水率[4]。按T 0843-2009方法成型试样，并按T 0845-2009方法进行养生，测定7d无侧限抗压强度。所测得结果见表9。

表9　石灰粉煤灰稳定再生集料试验结果

续表9

水泥∶粉煤灰∶再生集料最大干密度/(g/cm2)最佳含水率/%7d无侧限抗压强度/MPa4∶16∶801.9310.470.815∶10∶851.8810.220.714∶11∶851.9010.130.773∶12∶851.8910.150.86

由表9试验结果可以看出：所配制的石灰粉煤灰稳定级配再生集料的7d无侧限抗压强度皆可满足二级及二级以下中、轻交通路面基层的要求(≥0.7MPa)；当水泥∶粉煤灰∶再生集料为5∶15∶80时，所配制混合料的7d无侧限抗压强度达到0.92MPa，可满足二级及二级以下特重、极重交通路面基层的要求(≥0.9MPa)。

3结论

在道路基层中，将废弃混凝土再生集料做为原料，合理控制级配，用在无机结合料稳定材料中，所制得的混合料可以满足二级及二级以下道路路面基层的要求。废弃混凝土用于路面基层，可以使大量建筑垃圾得到有效再利用，能够保护环境、节约资源，具有很好的经济效益。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通运输部.JTG/T F20-2015公路路面基层施工技术细则[S].

[2] 顾小安，张璠，钱海涛.水泥路面再生集料用于水稳基层的性能试验研究[J].公路工程，2014，39(3)：49-51.

[3] 陈春奇，翁兴中.旧水泥粉煤灰混凝土稳定道面再生碎石的技术[J].粉煤灰，2012(1)：22-24.

[4] 石义海，巢中波.再生骨料二灰碎石路面基层施工技术分析[J].四川建筑科学研究，2009(4)：271-273.

中图分类号：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