水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田，李鴻運(yùn)，靳燦章

(1.天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051；2.河北工業(yè)大學(xué) 土木與交通學(xué)院，天津 300401)

道路工程

水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田1，李鴻運(yùn)2，靳燦章1

(1.天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051；2.河北工業(yè)大學(xué) 土木與交通學(xué)院，天津 300401)

以建筑垃圾再生集料為主要原料，系統(tǒng)研究了水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的強(qiáng)度和剛度等路用性能指標(biāo)，分析了建筑再生集料摻入量對混合料路用性能的影響規(guī)律，試驗結(jié)果表明，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的強(qiáng)度等指標(biāo)滿足作為公路基層材料的需求，可以用其修筑公路基層。

基層；建筑垃圾；再生集料；水泥；試驗

0 引 言

近年來，我國高速化的城市發(fā)展，造成了許多城市的拆舊建新活動，我國每年都會產(chǎn)生超過20億t的建筑垃圾，這些建筑垃圾的綜合利用率很低，大多數(shù)用于填基坑。但是我國城市排放的這些建筑垃圾當(dāng)中，具有很大比例的廢棄混凝土。如果能夠?qū)⑦@些廢棄混凝土加以再生利用，生產(chǎn)建筑垃圾再生集料，而后用于新的工程建設(shè)，不僅可以節(jié)約建筑材料，還有利于環(huán)保。本文將通過試驗，系統(tǒng)研究水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的強(qiáng)度、剛度等路用性能，探討應(yīng)用水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料修筑公路基層的可行性。

1 原材料性質(zhì)

1.1 水泥

水泥是本文試驗的結(jié)合料，水泥的質(zhì)量直接決定了水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的性能。本文采用P.O.32.5普通硅酸鹽水泥，其主要技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

1.2 集料

用于生產(chǎn)再生集料的建筑垃圾來自天津市薊汕高速公路附件拆除的樓房，新集料購自薊縣采石場，粗、細(xì)集料的主要技術(shù)性能如表1、表2所示。

表1 粗集料的主要技術(shù)性能

表2 細(xì)集料的主要技術(shù)性能

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，建筑垃圾再生粗集料可以作為各等級公路的底基層材料，或者二級以下公路的基層材料。但不能作為高速、一級公路的基層材料。

2 試驗方案

2.1 水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的級配

根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，本文采用骨架密實結(jié)構(gòu)進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計，合成集料級配情況如表3所示。

表3 集料級配設(shè)計結(jié)果

2.2 試驗方法

根據(jù)相關(guān)方法，對不同配合比的水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行試件制備、養(yǎng)生，測得其各項技術(shù)指標(biāo)。在集料中分別摻入0%、35%、70%和100%的再生集料(干質(zhì)量比)，壓實度選定為97%。進(jìn)而研究水泥含量和建筑垃圾再生集料摻入量對混合料路用性能的影響規(guī)律。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度是公路基層材料的決定性路用性能指標(biāo)，不同水泥含量及不同建筑垃圾再生集料摻入量時混合料的7 d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度如表4所示。

表4 水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓強(qiáng)度/MPa

從抗壓強(qiáng)度的試驗結(jié)果可知，建筑垃圾再生集料的摻入量和水泥含量均對水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓強(qiáng)度具有顯著的影響，混合料的抗壓強(qiáng)度隨著建筑垃圾再生集料的摻入量增大而降低，而隨著水泥含量的增大而顯著提高。以水泥含量5.0%為例，再生集料為35%、70%和100%時，相對于全新集料的水泥穩(wěn)定碎石，混合料的抗壓強(qiáng)度分別降低了5.9%、14.9%、和19.3%。因此，在水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，建筑垃圾再生集料的摻入量應(yīng)小于70%。

當(dāng)水泥含量達(dá)到6.0%以上時，試驗范圍內(nèi)的各配合比水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的7 d齡期抗壓強(qiáng)度均大于2.5 MPa，可以作為輕交通(二級以下)公路的基層材料。而當(dāng)水泥含量≤5.0%時，只能作為低等級公路的底基層材料使用。因此，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料中的水泥含量不宜小于6.0%。

3.2 抗壓回彈模量

剛度是公路基層材料抵御車輛荷載作用下不發(fā)生過大變形的必要特性，試驗測得90 d齡期，不同配合比情況下水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量值如表5所示。

表5 水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量/MPa

與抗壓強(qiáng)度規(guī)律一致，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量也隨著建筑垃圾再生集料摻入量的增大而降低，隨著水泥含量的增大而提高。相對于全新的水泥穩(wěn)定碎石而言，以水泥含量6.0%為例，再生集料為35%、70%和100%時，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量分別降低了3.8%、15.0%、和18.8%。

4 結(jié) 論

(1)水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓強(qiáng)度也隨著建筑垃圾再生集料摻入量的增大而降低，在水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，建筑垃圾再生集料的摻入量應(yīng)<70%。

(2)水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的抗壓強(qiáng)度隨著水泥含量的增大而提高，在水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，水泥含量不宜<6.0%。

(3)當(dāng)水泥含量達(dá)到6.0%以上時，試驗范圍內(nèi)的各配合比水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生集料的7 d齡期抗壓強(qiáng)度均>2.5 MPa，可以作為輕交通(二級以下)公路的基層材料。。

[1] 侯月琴，紀(jì)小平，張文剛，等．含建筑垃圾再生骨料的瀝青穩(wěn)定碎石的性能研究[J]．武漢理工大學(xué)學(xué)報，2013，35(10)：60-64．

[2] 公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[3] 公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則(JTG/T F20-2015)[S]．北京：人民交通出版社，2015．

Adissertationonthehighwayapplicationpropertiesresearchofcementstabilizedconstructionwasterecycledaggregate

XIAO Tian1，LI Hong-yun2，JIN Can-zhang2

(1. Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute，Tianjin 300051，China；2. School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China)

Take construction waste recycled aggregate as the main raw material, the highway application properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate include compressive strength and modulus were studied systemically in this paper. And the effect of construction waste recycled aggregate content on the highway application properties was analyzed. The results show that the properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate can meet the requirement of highway base course material. It can be used to construct the highway base course.

base course；construction waste；recycled aggregate；cement；experiment

2016-11-08

肖田(1976-)，男，天津人，高級工程師，主要從事道路工程的設(shè)計與科研工作。

天津市交通運(yùn)輸委員會科技計劃(2014-09)。

U41

：B

：1008-3383(2017)06-0001-02