CN101624273A - 一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料 - Google Patents

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林俊涛
陈美祝
刘杰胜
林振华
庞凌
张涛
陈明宇
米轶轩
姜睆
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Abstract

本发明涉及一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料，包括粗集料、细集料、矿粉和沥青，各组分重量含量为：粗集料40～70％，细集料30～60％，石灰石矿粉3～5％，沥青3～5％，其中石灰石矿粉重量的20～80％由废弃混凝土再生微粉代替。该沥青混合料的制备方法是：将废弃混凝土通过破碎工艺制备再生骨料时产生的砂浆细粉，经过一定粉磨工艺后制成再生微粉，将这种再生微粉取代部分矿粉作为填料制备。本发明由于利用废弃混凝土再生微粉作为填料来制备沥青混合料，因此主要优点是：对建筑废弃物进行再生利用，节约资源，同时降低了沥青混合料的经济成本，在合适的掺量下并且可以提高沥青混合料的使用性能。

Description

一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料
技术领域
本发明涉及沥青领域，尤其涉及一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料。
背景技术
当前，我国高速公路建设取得了很大的成就，截止到2008年底，我国高速公路通车总里程达到6.03万公里，其中90％以上为沥青路面，沥青路面是由沥青混合料铺筑而成。沥青混合料是由粗细集料，矿粉经人工合理的选择级配组成矿质混合料，与适量的沥青材料经拌和制成的均匀混合料，在适宜的温度下压实后所得到的具有一定强度的孔隙率的道路复合材料。沥青混合料的大量使用也消耗了大量的天然岩石资源。
随着我国大量建筑的老化和拆除，建筑垃圾的资源化处理越来越引起社会的关注。在利用建筑垃圾的各种方法中，利用颗粒整形技术对经过简单破碎的粗、细骨料进行强化处理是一种比较成功的技术，但在整形过程中会产生占原料质量15％左右的废弃混凝土细粉。这些细粉主要由硬化水泥石和粗、细骨料的碎屑组成，在一定条件下仍具有活性，既将这些废弃混凝土细粉经过一定的粉末工艺制成废弃混凝土再生微粉后以沥青混合料矿粉的方式回收利用，既可保护环境，又避免了资源的浪费。
矿粉对沥青混合料的使用性能有重要的影响，矿粉的主要作用在于填充沥青与矿料之间的粘结，增大沥青混合料的粘着力和水稳定性，作为沥青混合料中的惰性填料，一般采用的矿粉为石灰石粉，而目前水泥的大量生产消耗了大量的石灰石资源，未来石灰石资源短缺的问题将日益严重。采用废弃混凝土再生微粉来替代石灰石粉作为沥青混合料的填料，可以节约石灰石资源，同时降低沥青混合料的成本，并且在合适的掺量可以提高沥青混合料的使用性能，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：有效的利用废弃混凝土，并提供一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料，包括粗集料、细集料、矿粉和沥青，各组分重量含量为：粗集料40～70％，细集料30～60％，石灰石矿粉3～5％，沥青3～5％，其中石灰石矿粉重量的20～80％由废弃混凝土再生微粉代替。
所述的废弃混凝土再生微粉，其含水量不大于1％，粒度范围小于0.075mm，部分在90％～100％，外观无团粒结块。
所述的废弃混凝土再生微粉，其主要成分为CaO、SiO2及C-S-H凝胶。
所述的废弃混凝土再生微粉，其各项指标符合GB 50092及JTG F40-2004各项要求。
本发明提供的废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料，其制备方法是：按配合比设计混合料后，将粗细集料的温度加热到170～180℃，再加入沥青搅拌后，加入石灰石矿粉与废弃混凝土再生微粉混合粉，继续搅拌后得到沥青混合料。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1.本发明为利用废弃混凝土提供了新的途径，现有技术对废弃混凝土再生骨料整形中的产生的水泥砂浆利用途径比较少，本发明将这些水泥砂浆制成再生微粉以矿粉的形式掺入矿粉中，取得了良好的效果。
2.本发明可以大量回收和高效利用废弃资源，减少资源消耗和环境污染，具有显著的经济效益和环境效益。
3.本发明可以降低沥青混合料的成本，同时在合适的掺量下可以改善沥青混合料的性能，可以广泛应用沥青混合料的生产应用中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1～4：
实施例1～4所用原料为：采用标号为AH-70基质石油沥青，集料采用京山玄武岩，石灰石矿粉及废弃混凝土再生微粉各项技术指标满足GB 50092及JTG F40-2004的相关规定，沥青混合料配合比设计级配为AC-20，其级配设计符合GB 50092-96，JTGF40-2004及JTG D50-2006中的相关规定。按表1质量组分配制沥青混合料。
按表1的配合比，按照JTJ 052-2000的相关规定制作马歇尔试件，测试马歇尔试件的稳定度及冻融劈裂强度，所用测试方法参考JTJ 052-2000。各实施例性能参数见表2。
从表1和表2可知，掺加有废弃混凝土再生微粉的沥青混合料，其马歇尔稳定度与水稳定性能与普通沥青混合料相比，其差别不大，在50％的掺量下，掺加有废弃混凝土再生微粉的沥青混合料的性能优于普通沥青混合料。
实施例5～8
实施例5～8所采用的原料同实施例1～4。其中废弃混凝土再生微粉分别占石灰石矿粉质量的20％、50％、80％。
实施例5
矿粉为石灰石矿粉，其中石灰石矿粉与沥青质量比为100％。
实施例6
矿粉为石灰石矿粉与再生微粉的混合矿粉，石灰石矿粉与沥青质量比为80％，再生微粉与沥青质量比为20％。
实施例7
矿粉为石灰石矿粉与再生微粉的混合矿粉，石灰石矿粉与沥青质量比为50％，再生微粉与沥青质量比为50％。
实施例8
矿粉为石灰石矿粉与再生微粉的混合矿粉，石灰石矿粉与沥青质量比为20％，再生微粉与沥青质量比为80％。
对实施例5-8的产品进行测试，所得指标见表4。
从表4可以看出，随着掺入再生微粉的比例提高，沥青胶浆软化点是增加的，针入度减少，延度也是减少的，说明再生微粉部分取代石灰石矿粉后，使得沥青胶浆变硬，但是与不掺有再生微粉相比，沥青胶浆的性能变化不大。
上述实施例中，在拌制混合料时，利用废弃混凝土再生微粉等重量替代石灰石矿粉，拌和时间及温度等均满足JTJ 052-2000的相关规定。
所说的废弃混凝土再生微粉，其制备方法是：先将废弃混凝土进行粗破、一级筛选、二级破碎、二级筛选、三级破碎(球磨)、三级筛选后得到细粉，再将细粉过0.075mm筛，得到废弃混凝土再生微粉。
附表
表1各实施例组分配比
  材料组份   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  9.5-19cm   19％   19％   19％   19％
  4.75-9.5cm   24％   24％   24％   24％
  2.36-4.75cm   24％   24％   24％   24％
  0-2.36cm   29％   29％   29％   29％
  石灰石矿粉   3.2％   2％   0.8％   4％
  废弃混凝土再生微粉 0.8％ 2％ 3.2％ 0％
  沥青   4.9％   4.9％   4.9％   4.9％
表2各实施例性能参数
工艺参数   马歇尔稳定度(KN)   劈裂强度(Mpa)   冻融循环后劈裂强度(Mpa)   冻融劈裂强度比
  实施例1   9.71   1.08   0.92   85％
  实施例2   10.18   1.04   0.91   88％
  实施例3   9.43   0.98   0.81   82％
  实施例4   9.77   1.07   0.89   84％
表3矿粉与沥青百分比
Figure G2009100634932D00041
表4各实施例性能参数
  15℃延度(cm)   25℃针入度(0.1mm)   软化点(℃)
  实施例5   13.9   43.7   50.4
  实施例6   10.8   43.4   51.8
  实施例7   10.4   42.1   51.4
  实施例8   8.7   40.2   52.6

Claims (5)

1.一种废弃混凝土再生微粉作为填料的沥青混合料，包括粗集料、细集料、矿粉和沥青，其特征在于各组分重量含量为：粗集料40～70％，细集料30～60％，石灰石矿粉3～5％，沥青3～5％，其中石灰石矿粉重量的20～80％由废弃混凝土再生微粉代替。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：废弃混凝土再生微粉含水量不大于1％，粒度范围小于0.075mm，部分在90％～100％，外观无团粒结块。
3.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：废弃混凝土再生微粉主要成分为CaO，SiO2及C-S-H凝胶。
4.根据权利要求1或2或3所述的沥青混合料，其特征在于：废弃混凝土再生微粉各项指标符合GB 50092及JTG F40-2004各项要求。
5.一种制备权利要求1至4中任一权利要求所述沥青混合料的方法，其特征是：按配合比设计混合料后，将粗细集料的温度加热到170～180℃，再加入沥青搅拌后，最后加入石灰石矿粉与废弃混凝土再生微粉混合粉，继续搅拌后得到沥青混合料。
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