廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的實驗研究

王 倩

Cement and concrete production 水泥與混凝土生產(chǎn)

廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的實驗研究

王 倩

（徐州市路興公路工程有限公司，江蘇 徐州 221116）

混凝土是現(xiàn)代建筑工程中廣泛使用的一種建筑材料。在交通運輸以及房屋建筑等各類工程項目中，混凝土以其優(yōu)越的可塑性以及生產(chǎn)簡單，價格低廉等優(yōu)勢發(fā)揮了重大作用。然而隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，建筑類型及道路基礎(chǔ)建設(shè)也隨著城市規(guī)模的不斷擴大而更新，在城市道路改建，房屋拆遷等建筑活動中，也產(chǎn)生了大量廢舊混凝土，廢舊混凝土作為一種最為常見的建筑垃圾。如何合理利用廢舊混凝土進(jìn)行建筑材料的回收利用，以環(huán)保節(jié)能及資源節(jié)約的目的，是當(dāng)今建筑工程學(xué)與材料學(xué)所重點研究的內(nèi)容。本文正是針對利用廢舊混凝土充當(dāng)水泥穩(wěn)定基層的實驗與研究，旨在有效地發(fā)揮廢舊混凝土的剩余價值，在保障建筑質(zhì)量與建筑安全的前提下，最大程度上做到廢舊混凝土的回收利用。

廢舊混凝土；水泥穩(wěn)定基層；實驗研究

0 引言

改革開放以來，我國進(jìn)入了一段基礎(chǔ)建筑浪潮，在近幾十年的社會發(fā)展與基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，我國現(xiàn)代化城市的基礎(chǔ)設(shè)施飛速發(fā)展。然而，隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施不斷更新與擴張，房屋等基礎(chǔ)建設(shè)的長期使用使得大量建筑物的性能下降，甚至無法滿足當(dāng)前階段的社會需要，因此在當(dāng)前階段新一輪的城市建設(shè)與發(fā)展過程中，涌現(xiàn)了大量以廢舊混凝土為代表的建筑垃圾。由于混凝土作為一種復(fù)合型建筑材料，其原料較為豐富，從而使得廢舊混凝土在回收利用的過程中很難做到真正的再生混凝土。而同時由于廢舊混凝土作為一種建筑垃圾，如果不進(jìn)行一定處理而任意堆放，容易對環(huán)境造成較大的破壞。因此，基于當(dāng)前我國廢舊混凝土規(guī)模龐大，混凝土回收利用技術(shù)不成熟的背景下，針對廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的實驗研究是非常有必要的。

1 廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的內(nèi)容及可行性

水泥穩(wěn)定基層主要指水泥穩(wěn)定路面基層，其主要材料是利用土或沙礫以及其他集料進(jìn)行加水?dāng)嚢?，并利用水泥作為結(jié)合料所進(jìn)行膠凝與壓實后形成的一種路面基層。由于水泥路面基層所采用的材料豐富，以及水泥與混凝土具有一定材料相似性。因此，對于廢舊混凝土這類強度較低，難以篩分回收的建筑材料，再通過一定的加工處理之后，形成的集料具有較好的路面性能，可以進(jìn)一步用作水泥穩(wěn)定基層的組成材料，從而代替再水泥穩(wěn)定基層中采用的其他集料，以達(dá)到廢舊混凝土的回收利用以及資源節(jié)約的工程目的。

現(xiàn)階段我國城市道路路面主要采用半剛性基層瀝青路面，這類路面的基層建設(shè)中廣泛使用級配較好的天然碎石，能夠為路面基層提高較好的穩(wěn)定性及工程強度。而如果通過一定加工處理使得廢舊混凝土形成一種級配較好的集料，從而取得天然碎石的作用而作為一種路面基層的建筑材料，那么就能極大程度上減少路面基層的建設(shè)成本，也能充分發(fā)揮廢舊混凝土的價值。而由于混凝土作為一種世界普遍使用的建筑材料，在廢舊混凝土的回收利用技術(shù)上也有諸多國家進(jìn)行了深入研究，這為廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的推廣與應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。本文，在此基于廢舊混凝土的工程性質(zhì)及特點，以及水泥穩(wěn)定基層內(nèi)部材料的基本要求，對廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層技術(shù)的可行性進(jìn)行以下幾點分析：

1.1 經(jīng)濟(jì)效益

由于現(xiàn)階段，我國在城市進(jìn)一步建設(shè)與擴張的過程中，存在著大量的房屋建筑拆遷以及城市道路改建的工程內(nèi)容。在房屋建筑拆遷的過程中，將會產(chǎn)生大量的廢舊混凝土，而在城市道路改建的過程中也需要大量用作水泥穩(wěn)定基層的材料，因此兩種工程在需求與供給上可以達(dá)成互補，從而實現(xiàn)在解決廢舊混凝土堆積，污染環(huán)境的前提下，同時做到滿足城市道路建設(shè)與擴張的需求。

1.2 工程性能

廢舊混凝土在用作水泥穩(wěn)定基層的過程中，主要作為一種再生集料來取代水泥穩(wěn)定基層中所使用的天然碎石及其他集料。而現(xiàn)階段，通過對廢舊混凝土進(jìn)行基本的加工處理，通過混凝土破碎，篩分后可以用于水泥混凝土，水泥穩(wěn)定碎石以及二灰穩(wěn)定碎石等結(jié)構(gòu)中的集料。而水泥混凝土，水泥穩(wěn)定碎石以及二灰穩(wěn)定碎石等結(jié)構(gòu)也主要用于水泥穩(wěn)定基層的建設(shè)中。對于著交通設(shè)施的基層建設(shè)，其中基層結(jié)構(gòu)需要滿足一定的工程性質(zhì)，這樣在應(yīng)用混凝土作為再生集料的過程中，需要對其粒料的級配，吸水率，孔隙率，相對密度，流塑性等工程性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的考慮與分析。但由于混凝土作為一種混合材料，對于其級配情況等工程性質(zhì)的考察，相較于混凝土的篩分利用具有更大的可行性，同時在對廢舊混凝土再生集料的級配等工程性質(zhì)的分析過程中，只需要對再生集料的工程性質(zhì)進(jìn)行定性分析即可，其各類工程性質(zhì)指標(biāo)的數(shù)據(jù)具有一定的控制范圍，這在一定程度上幫助了廢舊混凝土應(yīng)用于實際的穩(wěn)定基層建設(shè)。

1.3 理論及技術(shù)基層

由于混凝土的發(fā)展相較于現(xiàn)代的一些新型建筑材料具有一定歷史，在應(yīng)用與研究上也不斷深入，因此基于混凝土的工藝簡單等特點，廢舊混凝土回收利用的技術(shù)及理論基礎(chǔ)較為成熟，而在廢舊混凝土回來利用的理論研究中，大部分內(nèi)容都是關(guān)于廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基礎(chǔ)這一研究方向。其中美國，較早開展廢舊水泥混凝土的再生集料制備；德國對于廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基礎(chǔ)的研究較為深入；日本則重在研究與發(fā)展提升廢舊混凝土再生利用質(zhì)量。因此基于世界各國對于廢舊混凝土的回收利用研究，現(xiàn)階段針對廢舊混凝土在水泥穩(wěn)定基層中的應(yīng)用已經(jīng)具備一定理論基礎(chǔ)。因此在理論基礎(chǔ)成熟的背景，已經(jīng)基本生產(chǎn)流程及工藝體系初步建成的條件下，進(jìn)一步深入對于廢舊混凝土在水泥基層中的應(yīng)用研究，加強對于其回收利用質(zhì)量，及利用標(biāo)準(zhǔn)的探討，對于廣泛推進(jìn)廢舊混凝土水泥基層的再生利用非常有幫助。

2 廢舊混凝土的集料再生

廢舊混凝土的集料再生是回收利用混凝土作為水泥穩(wěn)定基層的主要內(nèi)容?，F(xiàn)階段的廢舊混凝土集料再生主要包括現(xiàn)場路面破碎，運輸至碎石加工場，集料破碎加工及篩分三個步驟。為進(jìn)一步保障廢舊混凝土用作再生集料的基本工程性質(zhì)，保障廢舊混凝土加入的水泥穩(wěn)定基層的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需要對應(yīng)所使用的廢舊混凝土的工程性質(zhì)進(jìn)行一定實驗研究。

由于不同建筑工程的建筑標(biāo)準(zhǔn)不同，以及不同建筑工程在制備混凝土?xí)r所采用的原材料及工藝流程不同，因此針對不同拆遷項目，及改造項目所產(chǎn)生的廢舊混凝土，不得混用，在進(jìn)行集料再生前需要對不同混凝土進(jìn)行取芯檢測。包括對混凝土的抗劈剪，抗劈裂強度，以及彎曲強度等硬度進(jìn)行全方面的檢測。一般來說，廢舊混凝土的硬度及工程性質(zhì)弱于天然巖石，而對于不同建筑工程項目中所產(chǎn)生的廢舊混凝土其具體指標(biāo)數(shù)值也存在較大差異。而在針對廢舊混凝土的集料再生，用作水泥穩(wěn)定基層的加工處理過程中。需要結(jié)合建設(shè)項目的路面及施工環(huán)境，以及水泥穩(wěn)定基層中其他集料的工程性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合考量，對于不滿足工程性質(zhì)的廢舊混凝土再生集料，可以采用與其他集料進(jìn)行混合以及填充等處理使用。

最后，在廢舊混凝土的集料再生過程中，所需要進(jìn)行集料再生的工程量較為龐大，在具體加工處理的過程中，不僅充分考察了相關(guān)企業(yè)的混凝土回收利用能力，及其基礎(chǔ)工程設(shè)施性能，還進(jìn)一步考察了企業(yè)對于廢舊混凝土的工程性能及工程特點的掌握程度，在進(jìn)行集料再生的過程中，企業(yè)一定要具備較為健全的加工體系及基礎(chǔ)設(shè)備，以便于實現(xiàn)高效化的廢舊混凝土集料再生，以充分減少混凝土的回收加工成本，從而有效的提升廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的回收價值。

3 再生集料的性質(zhì)要求

對于廢舊混凝土進(jìn)行集料再生的過程中，由于廢舊混凝土再生集料面向?qū)嶋H的水泥穩(wěn)定基層建設(shè)，其再生集料需要依據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的相應(yīng)指標(biāo)。

其中主要指標(biāo)包括對于水泥穩(wěn)定碎石材料的針片狀顆粒含量，表觀密度，吸水率等工程性質(zhì)指標(biāo)的具體要求。

經(jīng)過對廢舊混凝土再生集料的相關(guān)研究，以及結(jié)合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的具體規(guī)范內(nèi)容，現(xiàn)階段針對廢舊混凝土的再生集料，要求廢舊混凝土面板再生集料的壓碎值不大于30%。對于再生集料的級配狀況，及針片狀含水量，吸水率，磨損值等主要工程性質(zhì)的要求，通過對廢舊混凝土再生集料與其他材料的合成與再處理，在理論上可以在控制加工成本的前提下，較好實現(xiàn)。

4 標(biāo)準(zhǔn)擊實實驗在廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層中的應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)擊實實驗這一概念首先在土力學(xué)的土壤含水量及相對密度測定中提出，在工程上被普遍利用于測定工程材料的密室程度。而由于水泥穩(wěn)定基層所采用的材料，是以水泥為結(jié)合劑，其他集料為輔助的復(fù)合型材料，其中水泥的含量直接決定整體材料的含水量，而含水量則會一定程度上影響整體材料的密室程度。通過對于水泥穩(wěn)定基層中主體材料的擊實實驗，就可以較為準(zhǔn)確的確定材料中水泥的加入量，及廢舊混凝土再生集料的配比關(guān)系。

在開展擊實實驗的過程中，應(yīng)該基于水泥穩(wěn)定基層的主體材料初步配比完成之后，同時在采取樣本的過程中，需要保持材料較大程度上滿足原狀材料的性質(zhì)。由于廢舊混凝土再生集料加入，與水泥相結(jié)合形成的復(fù)合穩(wěn)定基層材料具備一定可塑性，在進(jìn)行取樣的過程中可參照土力學(xué)的工程實驗標(biāo)準(zhǔn)。最后，結(jié)合擊實曲線，可以進(jìn)一步探究與分析廢舊混凝土加入后的穩(wěn)定基層材料的基本工程特性。隨著水泥的加入量的增多，材料的最佳含水量也隨之提升，而材料的最大干密度也與水泥含量有著直接關(guān)系，因此結(jié)合擊實實驗結(jié)果及相關(guān)施工項目的具體規(guī)范可以確定一個最為合適的水泥與廢舊混凝土再生集料的配比關(guān)系，從而最大程度上提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，及工程強度。

5 廢舊混凝土回收利用過程中的具體施工注意事項

在水泥穩(wěn)定基層材料的選用過程中，加入有廢舊混凝土再生集料的水泥穩(wěn)定基層施工需要進(jìn)行進(jìn)一步的施工質(zhì)量及材料工程性質(zhì)檢測，以全面保障水泥穩(wěn)定基層的工程標(biāo)準(zhǔn)。而如何通過實驗，充分探究廢舊混凝土再生集料的工程性質(zhì)，全面保障廢舊混凝土的質(zhì)量，從而保障基本工程建筑的工程性能不被影響，也是當(dāng)前階段進(jìn)行廢舊混凝土回收利用研究的重要內(nèi)容。由于廢舊混凝土在長期的使用過程中其材料的內(nèi)部性能已經(jīng)發(fā)生較大變化，同時混凝土材料本身的成分也較為豐富，因此不同建筑項目中所獲得的廢舊混凝土材料其工程性質(zhì)有著較大差別，因此在對廢舊混凝土進(jìn)行加工利用前，做好相關(guān)實驗以充分掌握實際混凝土的工程性質(zhì)，以便于后續(xù)工程的開展是非常有必要的。

對于廢舊混凝土再生集料的實驗一般要考量水泥基層材料的整體結(jié)構(gòu)影響，因此在實驗的過程中應(yīng)基于初步水泥材料制備的基礎(chǔ)，對于制備完整的水泥基層材料進(jìn)行相關(guān)實驗，再進(jìn)一步進(jìn)行配比關(guān)系的調(diào)整，滿足相應(yīng)的工程標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)束語

廢舊混凝土在水泥穩(wěn)定基層中的應(yīng)用是當(dāng)前階段，廢舊混凝土回收利用技術(shù)中的主要內(nèi)容。而為幫助廢舊混凝土回收利用技術(shù)的進(jìn)一步推廣與發(fā)展，做好廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層技術(shù)的質(zhì)量控制及結(jié)構(gòu)安全保障是非常有必要的。而提升與保障廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量的關(guān)鍵內(nèi)容就是對于廢舊混凝土自身工程性質(zhì)及施工特點的全方位深入研究與把控。而為了充分認(rèn)識廢舊混凝土基本工程性質(zhì)及特點，對廢舊混凝土再生集料進(jìn)行相應(yīng)的實驗研究，以獲得實驗數(shù)據(jù)，是開展實際廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的基礎(chǔ)與保障?，F(xiàn)階段，隨著我國城市的不斷發(fā)展，以及城市道路的擴建，我國建筑行業(yè)內(nèi)對于廢舊混凝土的處理，以及城市道路建設(shè)的成本控制都有著較大需求，而發(fā)展廢舊混凝土的回收利用技術(shù)，尤其是廢舊混凝土用于水泥穩(wěn)定基層技術(shù)的研究與探索是非常必要的。而相關(guān)企業(yè)在技術(shù)研究與創(chuàng)新的過程中，需要注重廢舊混凝土加工回收的體系化建設(shè)，從而進(jìn)一步控制回收利用成本，以便于實現(xiàn)廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層實驗的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]楊俊,黎新春,陳峻松,等.廢舊混凝土用作水泥穩(wěn)定基層的實驗研究[J].環(huán)境工程學(xué)報,2014,008(005):2097-2103.

[2]劉占江.廢舊瀝青混凝土水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能試驗研究[D].2014.

王倩（1984.06-）女，漢族，江蘇徐州人，本科，工程師，研究方向：交通公路工程（路橋工程專業(yè)）。

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