廢棄混凝土再生集料在路面基層材料中的應用

馮　博，趙　壯

(吉林省建筑科學研究設計院 建材檢測與節能研究所，吉林長春 130011)

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廢棄混凝土再生集料在路面基層材料中的應用

馮博，趙壯

(吉林省建筑科學研究設計院 建材檢測與節能研究所，吉林長春 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，研究以廢棄混凝土再生集料為被穩定材料的無機結合料穩定材料，驗證將再生集料使用在路面基層材料中的可行性。

關鍵詞：廢棄混凝土，再生集料，路面基層，配合比

我國建筑業的高速發展導致大量的建筑垃圾不斷產生，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生。這些廢棄混凝土的處理浪費土地資源，影響人們的生活環境，如何處理這些廢棄物已經成為城市建設中一個無法回避的問題。我國道路建設中，路面基層所用材料需要大量集料。廢棄混凝土經破碎、篩分后所制得的再生集料，可利用在道路建設的基層材料中。本文通過試驗，研究以廢棄混凝土再生集料為被穩定材料的無機結合料穩定材料，按照二級及二級以下公路基層的要求[1]，進行水泥穩定級配再生集料、水泥粉煤灰穩定級配再生集料、石灰粉煤灰穩定級配再生集料的配合比設計，驗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，亞泰集團生產，技術指標見表1。

表1　水泥技術指標

1.2粉煤灰

吉林龍華，Ⅱ級，技術指標見表2。

表2　粉煤灰技術指標

1.3石灰

鈣質消石灰，有效CaO和MgO含量為62.5%。

1.4再生集料

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

四檔集料的技術指標見表3。

表3　再生粗集料技術指標(二級及二級以下公路基層)

四檔集料的規格(級配)見表4。

表4　再生集料篩分通過率

2配合比設計

本試驗中結合料為水泥、粉煤灰和石灰。分別進行水泥穩定級配再生集料配合比設計、水泥粉煤灰穩定級配再生集料配合比設計、石灰粉煤灰穩定級配再生集料配合比設計。

2.1再生集料的人工級配

根據《公路路面基層施工技術細則》JTG/T F20-2015中水泥穩定級配碎石、水泥粉煤灰穩定級配碎石、石灰粉煤灰穩定級配碎石的推薦級配范圍，對四檔再生集料進行人工級配，四檔集料的質量百分比見表5；人工級配后，再生集料的級配見表6，級配曲線見圖1、圖2。

表5　四檔集料的質量百分比

表6　再生集料的級配(%)

續表6

孔徑/mm人工級配水泥穩定級配碎石推薦級配水泥粉煤灰穩定級配碎石推薦級配石灰粉煤灰穩定級配碎石推薦級配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　水泥粉煤灰穩定級配碎石級配曲線

圖2　水泥穩定級配碎石、石灰粉煤灰穩定級配碎石級配曲線

2.2水泥穩定級配再生集料目標配合比設計

根據《公路路面基層施工技術細則》JTG/T F20-2015要求，試驗的水泥劑量為再生集料質量的3.0%～6.0%，分別為3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，共7組。每組進行配料、拌和，并對混合料進行擊實試驗(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關系曲線，得到最大干密度及對應的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進行養生，測定7d無側限抗壓強度[2]。所測得結果見表7。

表7　水泥穩定再生集料試驗結果

由表7試驗結果可以看出：水泥摻量大于4.0%時，所配制的水泥穩定級配再生集料的7d無側限抗壓強度可滿足二級及二級以下中、輕交通路面基層的要求(2.0MPa～4.0MPa)；水泥摻量大于5.0%時，所配制的水泥穩定級配再生集料的7d無側限抗壓強度可滿足二級及二級以下重交通路面基層的要求(3.0MPa～5.0MPa)。

2.3水泥粉煤灰穩定級配再生集料目標配合比設計

根據《公路路面基層施工技術細則》JTG/T F20-2015要求，水泥粉煤灰穩定級配再生集料，結合料間的比例(水泥∶粉煤灰)為1∶3～1∶5；結合料與被穩定材料間的比例(水泥粉煤灰∶被穩定材料)為20∶80～15∶85。試驗的水泥劑量占混合料總質量的百分比為3.0%～5.0%，調整各材料之間比例配置混合料，共6組。每組進行配料、拌和，并對混合料進行擊實試驗(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關系曲線，得到最大干密度及對應的最佳含水率。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進行養生，測定7d無側限抗壓強度[3]。所測得結果見表8。

表8　水泥粉煤灰穩定再生集料試驗結果

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

2.4石灰粉煤灰穩定級配再生集料目標配合比設計

根據《公路路面基層施工技術細則》JTG/T F20-2015要求，石灰粉煤灰穩定級配再生集料，結合料間的比例(石灰∶粉煤灰)為1∶2～1∶4；結合料與被穩定材料間的比例(石灰粉煤灰：被穩定材料)為20∶80～15∶85。試驗中調整各材料之間比例配置混合料，共6組。每組進行配料、拌和，并對混合料進行擊實試驗(T 0804-1999)，繪制含水率-干密度關系曲線，得到最大干密度及對應的最佳含水率[4]。按T 0843-2009方法成型試樣，并按T 0845-2009方法進行養生，測定7d無側限抗壓強度。所測得結果見表9。

表9　石灰粉煤灰穩定再生集料試驗結果

續表9

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

由表9試驗結果可以看出：所配制的石灰粉煤灰穩定級配再生集料的7d無側限抗壓強度皆可滿足二級及二級以下中、輕交通路面基層的要求(≥0.7MPa)；當水泥∶粉煤灰∶再生集料為5∶15∶80時，所配制混合料的7d無側限抗壓強度達到0.92MPa，可滿足二級及二級以下特重、極重交通路面基層的要求(≥0.9MPa)。

3結論

在道路基層中，將廢棄混凝土再生集料做為原料，合理控制級配，用在無機結合料穩定材料中，所制得的混合料可以滿足二級及二級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，能夠保護環境、節約資源，具有很好的經濟效益。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通運輸部.JTG/T F20-2015公路路面基層施工技術細則[S].

[2] 顧小安，張璠，錢海濤.水泥路面再生集料用于水穩基層的性能試驗研究[J].公路工程，2014，39(3)：49-51.

[3] 陳春奇，翁興中.舊水泥粉煤灰混凝土穩定道面再生碎石的技術[J].粉煤灰，2012(1)：22-24.

[4] 石義海，巢中波.再生骨料二灰碎石路面基層施工技術分析[J].四川建筑科學研究，2009(4)：271-273.

中圖分類號：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