CN101255044A - 用废混凝土制备再生筑路材料及其制备方法和施工方法 - Google Patents

Abstract

用废混凝土制备的再生筑路材料，该材料用作道路和施工便道的底基层材料，包括有：废混凝土颗粒，水泥，外加剂、减水剂、膨胀剂及水，其制备方法为：分选，去除杂质，去除受放射性、重金属等有害杂质污染的废旧混凝土，破碎筛分，加入外加剂、减水剂、膨胀剂、水泥和水搅拌均匀为水泥稳定废混凝土再生筑路材料。废混凝土制备的再生筑路材料的施工方法为：按设计粒料级配备料，将水泥与再生料加水拌和均匀，连续不间断的均衡地摊铺；碾压，用压路机对摊铺面碾压成型，压实至设计要求的压实度；洒水养生，养生结束将底基层表面泥土杂物清扫干净，用沥青洒布车喷洒透层沥青。本发明充分利用废混凝土制备筑路材料，扩大了建筑材料的来源，解决了废混凝土的回收利用难题，减少了环境污染，使天然建筑资源得到充分的利用。

Description

用废混凝土制备再生筑路材料及其制备方法和施工方法

技术领域

本发明涉及筑路材料及其施工方法，具体是一种用废混凝土制备再生筑路材料及其制备方法和施工方法。

背景技术

废混凝土是指建造、修缮和拆除建筑物时所产生的废弃废混凝土，随着我国现代化建设的发展城市化进程的加快，大规模的新城市建设和旧城改造导致建筑废弃物的日益增多。废混凝土是城市垃圾的主要组成部分，约占城市垃圾总量的30-40％。绝大部分废混凝土都是未经处理直接堆放或填埋，不仅占用了大量土地、污染环境，而且造成了资源的大量浪费。由于我国近些年来一直进行大规模的建设，耗费了大量的砂、石及水泥等建筑材料。大量开采砂、石等天然资源，造成资源紧张，环境恶化。人们探讨对废混凝土再利用，主要是将其制备为再生骨料或建筑构件。由于废混凝土与天然建筑材料的物理性能有较大差异，如废混凝土吸水率较大，通常为3.6～8％，而天然骨料的吸水率小于3％，如采用通常方法将不能保证施工质量及道路的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种用废混凝土制备的再生筑路材料及其制备方法和施工方法。本发明是用水泥稳定废混凝土，使之成为市政道路和施工便道的底基层材料。

本发明的技术方案为：用废混凝土制备的再生筑路材料，其特征在于，该材料用作道路和施工便道的底基层材料，其中包括有：

1、废混凝土颗粒，最大粒径小于32mm，

2、初凝时间≥3小时，终凝时间≥6小时的水泥，其比例为4-6％，水泥剂量＝水泥质量/(水泥质量+干集料质量)，

3、外加剂与水泥的重量比为，外加剂∶水泥＝0.05～0.30∶1，

4、减水剂与水泥的重量比为，减水剂∶水泥＝0.01～0.02∶1，

5、膨胀剂与水泥的重量比为，膨胀剂∶水泥＝0.06～0.12∶1，

6、ph值大于4的水，水的用量大于正常标准1～2％，

所述的水泥采用32.5、42.5、52.5、62.5级普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

所述的外加剂为粉煤灰、火山灰、硅粉、钢渣、铸造废砂中至少一种，其粒度为过0.045mm方孔筛筛余量不大于15％；减水剂为三聚氰胺系列、氨基磺酸系列、萘系列、多羧酸系列减水剂中之一；膨胀剂为氯化钙、氧化钙、硫铝酸钙之一。

用废混凝土制备的再生筑路材料的制备方法，其特征在于，具体如下，

(1)对废混凝土分选，去除其中的金属、木料及杂质，去除受放射性、重金属等有害杂质污染的废旧混凝土，

(2)对废混凝土进行破碎筛分，得最大粒径小于32mm的废混凝土颗粒，

(3)将废混凝土颗粒加入外加剂、减水剂、膨胀剂、水泥和水搅拌均匀为水泥稳定废混凝土再生筑路材料。

废混凝土制备的再生筑路材料的施工方法，其特征在于，具体如下，

(1)按设计粒料级配备料，其中最大粒径不应大于施工层厚的三分之一；

(2)将水泥与再生料加水拌和均匀，无明显离析；

(3)拌和后运至施工现场连续不间断的均衡地摊铺；摊铺速度1.5-2.5m/min；

(4)混合料略大于最佳含水量时进行碾压，用压路机对摊铺面碾压成型，压实至设计要求的压实度；

(5)施工中从拌和机内加水拌和到碾压终了的时间小于2小时；

(6)施工期的日最低气温大于5℃；

(7)碾压合格后立即洒水养生，在养生期间始终保持基层表面潮湿，养生期大于等于7天；

(8)养生结束将底基层表面泥土杂物清扫干净，用沥青洒布车喷洒透层沥青。

本发明所述的再生筑路材料完全采用废混凝土颗粒料为主料加入特定的水泥及外加剂。本发明是对废混凝土分选，除杂，破碎、筛分使之成为再生骨料，再用特定的水泥稳定骨料加入外加剂提升材料的性能，使之成为再生筑路材料，该材料可用作市政道路和施工便道的底基层材料。道路的底基层是道路的重要组成部分，其用料量也大，采用本发明的材料，完全可以保证使用效果，且可节约大量天然砂石材料，本发明根据废混凝土的特点及运输的时间，选用初凝时间和终凝时间都较长的水泥稳定废混凝土颗粒，由于废混凝土吸水率较大，在施工中水的用量大于正常标准1～2％。作为稳定剂的水泥用量非常重要，道路材料中不同成分拌和料的最大干密度往往不同，因此即便是在水泥掺量相同，即百分比相同的情况下，不同的拌和料所加入的水泥质量也不相同，因此水泥掺量使用百分数进行表示。本发明所加入的水泥量必须满足公式，水泥剂量＝水泥质量/(水泥质量+干集料质量)，其中水泥剂量即不含水分拌合物中水泥所占的重量百分比。水泥质量即拌合物中所含的水泥的质量，干集料质量即不含水分的拌合物中所含的集料质量。废混凝土颗粒与天然建筑材料的物理性能有较大差异，本发明采用合理的技术措施，如在铺筑再生料时需控制材料从加水拌合到摊铺完毕的铺筑时间在水泥初凝前结束；在碾压过程中，物料的表面应始终保持湿润。本发明充分利用废混凝土制备筑路材料，扩大了建筑材料的来源，解决了废混凝土的回收利用难题，减少了环境污染，使天然建筑资源得到充分的利用。

附图说明

图1为道路结构示意图。

具体实施方式

用废混凝土制备的再生筑路材料用于市政道路和施工便道的底基层材料及其制备方法和施工方法

1、对废混凝土分选，去除其中的金属、木料及杂质，去除受放射性、重金属等有害杂质污染的废旧混凝土；

2、工程中废混凝土的破碎采取集中破碎的原则，对废混凝土进行破碎筛分，得最大粒径小于32mm的废混凝土颗粒；

3、备料，

(1)根据设计需要值备废混凝土颗粒料，最大粒径小于32mm，且不应大于施工层厚的三分之一；

(2)初凝时间≥3小时，终凝时间≥6小时的32.5、42.5、52.5、62.5级普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥，水泥用量掺量4-6％，水泥的级别为国家标准级别；

(3)外加剂为为粉煤灰、火山灰、硅粉、钢渣、铸造废砂等矿物质、矿渣超细粉中一种或多种的混合物，其中成份比例不限，其粒度为过0.045mm方孔筛筛余量不大于15％，其粒度为过0.045mm方孔筛筛余量不大于15％，其质量比为，外加剂∶水泥＝0.05～0.10∶1；

(4)减水剂为市售的三聚氰胺系列、氨基磺酸系列、萘系、多羧酸系列等其中之一，其质量比为，减水剂∶水泥＝0.01～0.02∶1；

(5)膨胀剂为市售的氯化钙、氧化钙、硫铝酸钙等其中之一，其质量比为，膨胀剂∶水泥＝0.06～0.12∶1；

(6)ph值大于4的水，水的的用量大于正常标准1～2％。

其中水泥用量允许误差为+0.5～+1.0％，当水泥稳定建筑废弃物力学性能不能满足上表的要求时，水泥剂量应以能满足要求的试验数据为准。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。凡是饮用水含牲畜饮用水均可用于施工。

用废混凝土制备的底基层再生筑路材料配比：

应取所定材料场中代表性材料样品按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057-94)进行原材料试验：包括水泥的强度等级测定，初终凝时间。碎石的颗粒分析，压碎值试验，泥土杂物含量测定，必要时可作有机质含量及硫酸盐含量测定。

在雨季施工时，应特别注意气候变化，勿使水泥和混合料遭雨淋。降雨时应停止施工，但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。路拌法施工时，应采取措施排除下承层表面的水，勿使运到路上的集料过分潮湿。施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，并应在重冰冻(-3～-5℃)到来之前半个月到一个月完成。

4、采取集中拌和的方式，即机械化的厂拌方式，必要时也可用装载机的场拌方式作为补充。要求水泥、外加剂与再生骨料拌和均匀，无明显离析。根据再生骨料的含水量确定加水量，一般加水量需大于最佳含水量1～2％。

水泥稳定废旧混凝土基层施工前，应铺筑试验路段。检验所确定的配合比、拌和、摊铺、整形及压实机械设备的效率和施工方法、施工组织的适应性。试验段满足技术规程要求后并入工程之内。如试验段任何部分不合格，则将该部分挖除，再进行试验段的试验至达到符合要求的标准为止。

5、采用两台摊铺机阶梯式运行摊铺水泥稳定废旧混凝土混合料。一台在前，一台在后进行分幅摊铺，两台摊铺机间距为8-10m。前一台摊铺机传感器搭在基准线上，并把摊铺机的横向坡度仪调在设计规定的坡度运行。后一台摊铺机上的小滑撬搭在前一幅的基层面上滑行(此时小滑撬距前幅茬边15cm)，摊铺机的右侧传感器搭在基准线上控制高程进行混合料的铺筑。摊铺机按设计高程加上通过试验段确定的虚铺厚度就位，启动摊铺机。铺筑开始后立即用水准仪检测高程，用直尺检测平整度，合格后继续摊铺否则再调机至合格才能继续大面积铺筑。摊铺机运行速度一般控制在2-4m/min。如果拌和机的生产能力较小；摊铺机采用低速摊铺，以减少摊铺停机待料的情况。在混合料摊铺中设专人每隔5-10m在基准桩上挂线量测或用水准仪检测，保证摊铺机在高程和厚度合格的状态下正常作业。在摊铺机后面设专人消除局部粗细集料离析现象。用点补的方法掺撒新混合料或铲除局部粗集料搭窝之处，用新拌混合料填补。水泥稳定废旧混凝土基层的平整度和高程的优劣至关重要，它直接影响沥青混凝土面层的施工质量成果，所以有条件的工地最好采用一台大型摊铺机按基层宽度整幅式进行摊铺，这样可以消除利用两台摊铺机摊铺所产生的横坡和高程误差。使高程、平整度能达到良好的效果。在摊铺时摊铺机就位、启动、摊铺机的左、右侧的传感器均沿着铁桩上的基准线进行摊铺。但是摊铺机在行使速度上要放慢，一般宜控制在2m/min左右，以保证混合料的连续不间断的均衡地摊铺。

水泥稳定废旧混凝土的压实度和力学性能

层次	水泥掺量(％)	压实度(％)	7d无侧限抗压强度(MPa)
				底基层	4～6％	≥97	≥2.5

6、用振动压路机配合重型轮胎压路机紧跟混合料的摊铺面进行碾压。开始用振动压路机不挂振(或双轮压路机)进行稳压1-2遍，然后挂振碾压。直线段由两侧路边向路中心或自横坡度低的一侧向高的一侧碾压，碾压范围应较基层边缘宽出10cm，碾压时重叠1/2轮宽，碾压速度1.5～1.7km/h。用振动压路机在前轮胎压路机在后配合继续碾压。碾压速度2.0～2.5km/h。碾压顺序同前，碾压至要求的压实度为止。碾压过程中如气温高或风天基层表面易风干，可利用轮胎压路机自动喷水装置边喷水边碾压。在操作中应做到三快即快运输、快摊铺、快碾压。以确保从向拌和机内加水和碾压终了延迟时间不超过2小时。

水泥稳定废旧混凝土基层的施工是利用两台摊铺机阶梯式作业或利用一台摊铺机按基层全宽整幅式摊铺均为不留纵缝的做法。用摊铺机摊铺混合料时，中间不宜中断。如因故中断时间超过2小时和每天作业完毕时的摊铺末端进行接茬处理。此时摊铺机应驶离混合料的末端。操作人员将末端混合料横向切齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度与混合料的压实厚度相同，然后将末端混合料整平且符合设计高程。方木的另一侧用砂砾或碎石回填整平长约3m，其高度稍高出方木。将混合料按高程碾压密实，然后将方木和砂砾材料除去，并将底基层清扫干净。摊铺机返回到已压实层的末端就位后开始摊铺新的混合料。如摊铺中断后因故未能按上述方法处理横向裂缝，且中断时间已超过2小时，先将摊铺机驶离，将未压实的混合料边铲除边用3m直尺检测平整度，将已碾压密实且高程、平整度符合要求的末端挖成一横向与路中心线垂直的向下的断面，然后摊铺机就位铺筑新的混合料。

7、养生与交通控制

水泥稳定废旧混凝土底基层碾压成型，压实度合格后，立即开始用洒水车洒水养生。每天洒水次数视气候而定，在养生期间始终保持基层表面潮湿。养生期不宜少于7天，对底基层进行检测使其高程、压实度、平整度等各项质量指标均处于允许误差之内。凡超出者一律整修至符合要求。养生结束将底基层表面泥土杂物清扫干净，用沥青洒布车喷洒透层沥青，沥青用量按设计要求。一般按0.8～1.0kg/m²选用。如果施工车辆必须通行时在已洒透层油乳液分裂后撒布3～8mm的小碎石作下封层。并应限制重车通行，其他车辆通行车速不应超施工中从拌和机内加水拌和到碾压终了的时间不应超过2小时，应在混合料处于或略大于最佳含水量时进行碾压，至按重型击实试验法确定的97％压实度的最低要求。

8、检验

7d无侧限抗压强度为3.9MPa，室内抗压回弹模量1200MPa。

Claims (5)

1、用废混凝土制备的再生筑路材料，其特征在于，该材料用作道路和施工便道的底基层材料，其中包括有：

(1)废混凝土颗粒，最大粒径小于32mm，

(2)初凝时间≥3小时，终凝时间≥6小时的水泥，其比例为4-6％，水泥剂量＝水泥质量/(水泥质量+干集料质量)，

(3)外加剂与水泥的重量比为，外加剂∶水泥＝0.05～0.30∶1，

(4)减水剂与水泥的重量比为，减水剂∶水泥＝0.01～0.02∶1，

(5)膨胀剂与水泥的重量比为，膨胀剂∶水泥＝0.06～0.12∶1，

(6)ph值大于4的水，水的用量大于正常标准1～2％，

2、如权利要求1所述的用废混凝土制备的再生筑路材料，其特征在于，水泥采用32.5、42.5、52.5、62.5级普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

3、如权利要求1所述的用废混凝土制备的再生筑路材料，其特征在于，外加剂为粉煤灰、火山灰、硅粉、钢渣、铸造废砂中至少一种，其粒度为过0.045mm方孔筛筛余量不大于15％；减水剂为三聚氰胺系列、氨基磺酸系列、萘系列、多羧酸系列减水剂中之一；膨胀剂为氯化钙、氧化钙、硫铝酸钙之一。

4、用废混凝土制备的再生筑路材料的制备方法，其特征在于，具体如下，

(1)对废混凝土分选，去除其中的金属、木料及杂质，去除受放射性、重金属等有害杂质污染的废旧混凝土，

(2)对废混凝土进行破碎筛分，得最大粒径小于32mm的废混凝土颗粒，

(3)将废混凝土颗粒加入外加剂、减水剂、膨胀剂、水泥和水搅拌均匀为水泥稳定废混凝土再生筑路材料。

5、废混凝土制备的再生筑路材料的施工方法，其特征在于，具体如下，

(1)按设计粒料级配备料，其中最大粒径不应大于施工层厚的三分之一；

(2)将水泥与再生料加水拌和均匀，无明显离析；

(3)拌和后运至施工现场连续不间断的均衡地摊铺；摊铺速度1.5-2.5m/min；

(4)混合料略大于最佳含水量时进行碾压，用压路机对摊铺面碾压成型，压实至设计要求的压实度；

(5)施工中从拌和机内加水拌和到碾压终了的时间小于2小时；

(6)施工期的日最低气温大于5℃；

(7)碾压合格后立即洒水养生，在养生期间始终保持基层表面潮湿，养生期大于等于7天；

(8)养生结束将底基层表面泥土杂物清扫干净，用沥青洒布车喷洒透层沥青。

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