CN102863169B - 一种废旧混凝土路面的回收再利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，该方法为：一、对废旧混凝土路面进行性能评价；二、根据废旧混凝土路面的尺寸进行产品设计；三、对废旧混凝土路面进行切割，得到石材块体；四、石材块体表面处理；五、涂层处理：向石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂，得到建筑、装饰用石材。本发明方法简单易行，不需要特殊、昂贵的设备，将废旧混凝土路面经处理后制成建筑用石材，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，获得的石材产品可广泛用于景观护坡、广场、人行道、塘坝堤岸、码头、停车场、文化创意墙、外墙装饰、台阶踏步、正堂大厅地面等建筑及装饰工程。
Description
技术领域
本发明属于废旧混凝土再利用技术领域，具体涉及一种废旧混凝土路面的回收再利用方法。
背景技术
目前，我国已进入城镇化和城市发展双重转型的阶段，在新农村城镇建设和城市快速发展过程中，大量的市政混凝土路面、改造区混凝土路面以及较早建设的高速公路混凝土路面、工矿企业搬迁以及机场改扩建等，要进行更新、改造和拆除。从而产生大量的混凝土垃圾。
世界主要发达国家包括中国在内，废旧混凝土路面再利用方面的研究方向和主要成果是：首先对废旧混凝土路面进行破碎，然后筛选，制造再生骨料，最后制成再生混凝土。但主要技术瓶颈是：受破碎设备性能的局限，在破碎的同时破坏了混凝土的微观结构，再生的骨料物理性能低于原混凝土，同时，以粉碎后的废弃混凝土作为骨料，与天然骨料相比强度大大降低、吸水率大、表面粗糙率大，所以再生混凝土存在高吸水和高收缩的技术缺陷，和天然骨料混凝土的基本性能有所不同，主要如下：（1）抗压强度：再生混凝土的强度和所使用的废弃混凝土的强度有着紧密的联系。在同一水灰比条件下，再生骨料强度越高再生混凝土的强度也就越高。一般再生混凝土的强度局限在C30以下；（2）工作性：再生骨料比天然骨料吸水率大、空隙多、表面粗糙度高、用浆量多。有关研究成果表明，在相同水灰比条件下，再生混凝土坍落度很难控制。同时，骨料表面粗糙，增大了拌和物在拌和与浇筑时的摩擦力；（3）干缩性：由于再生混凝土使用的是吸水率大、空隙率高的再生骨料，因此它的干缩性比天然骨料混凝土要大；（4）再生骨料的成本高于天然骨料：目前废弃混凝土再生一般经过破碎、筛分、冲洗、运输送至混凝土拌和厂等程序，因此再生骨料一般比普通骨料价格偏高，与传统混凝土相比，再生混凝土的性价比明显处于劣势；（5）再生混凝土没有技术标准：再生混凝土相关技术的标准目前尚未确定。没有技术标准，就无法确保在大量生产应用中的质量稳定，再生混凝土就很难被大多数建筑承包商所接受。总体而言，混凝土路面再生利用技术在我国还处于试验应用阶段，还有大量技术问题有待解，其次，我国还没有国产化破碎成骨料的专用破碎设备，进口设备价格昂贵，限制了该技术的推广。
我国现阶段对废旧混凝土路面处理的主要方式：对废旧路面破碎，外运至垃圾场后永久堆放或填埋。这些垃圾造成了环境污染，碱性的废渣会令大片土壤“失活”，混凝土属于无机材料，耐久性较好，不会像有机物一样可以自然分解、降解，因此这种污染将是永久性的。此举不仅要花费大量的运费，而且会给城市郊区造成二次污染。同时，堆放掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源。
随着国家建设的不断发展，一方面建筑垃圾所带来的环境问题越来越严重，另一方面不断使用混凝土原材料——石料、砂、煤炭、石油等，又耗用了大量的矿产资源，从而影响了生存环境。因此废旧混凝土循环再利用是节约能源与资源、保护人类生存环境、走可持续发展道路的重要研究课题，并已引起政府相关部门的高度重视。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种废旧混凝土路面的回收再利用方法。该方法简单易行，不需要特殊、昂贵的设备，将废旧混凝土路面经处理后制成建筑用石材，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，采用该方法获得的石材产品可广泛用于景观护坡、广场、人行道、塘坝堤岸、码头、停车场、文化创意墙、外墙装饰、台阶踏步、正堂大厅地面等建筑及装饰工程。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对废旧混凝土路面进行性能评价：对废旧混凝土路面进行力学性能检测，选择力学性能符合混凝土路面砖行业标准且路面破损面积不大于70%的废旧混凝土路面；
步骤二、根据废旧混凝土路面的尺寸进行产品设计：测量步骤一中选择的废旧混凝土路面的长度、宽度和厚度，根据测量数据设计产品的尺寸规格；
步骤三、对废旧混凝土路面进行切割：根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，得到石材块体；
步骤四、表面处理：采用水泥浆填充步骤三中所述石材块体表面的气孔缺陷并将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；
步骤五、涂层处理：向步骤四中打磨光滑后的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂，得到建筑、装饰用石材。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，步骤一中所述力学性能检测的方法为：在废旧混凝土路面上切取5块尺寸为100mm×100mm×100mm的样块，然后对所述样块进行力学性能检测，选择单块样块的抗压强度不小于25MPa且样块的平均抗压强度不小于30MPa，单块样块的抗折强度不小于3.0MPa且样块的平均抗折强度不小于3.5MPa的废旧混凝土路面进行回收再利用。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，所述样块的切取位置均匀分布于废旧混凝土路面上。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，步骤二中所述产品的尺寸规格为：长度200mm～2000mm，宽度100mm～800mm，厚度30mm～300mm。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，步骤四中所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.4～0.45的水灰比混合配制而成。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，步骤五中所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷20g～40g清水混凝土保护剂。
上述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，在步骤五中所述涂层处理之前可根据石材的用途或客户的需求采用切割机对石材块体进行倒角处理。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明方法简单易行，不需要特殊、昂贵的设备，将废旧混凝土路面经处理后制成建筑用石材，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益。
2、本发明取材来源广泛、持久，城市、城镇、市政道路及等级公路的拆迁、改造、升级是一个持续过程，会持续产生大量废旧混凝土路面。
3、自发明混凝土百年以来，还没有方法能检测其耐久性是多少年，因此采用本发明的方法获得的石材产品具有耐久性特点，可反复循环多次使用。
4、采用本发明的方法获得的石材产品表面石头分布均匀，形状各异，色泽多彩，充分展现了源于自然的生态特性。
5、采用本发明的方法获得的石材产品取材于废旧路面，和花岗岩、大理石、水磨石、混凝土路面砖相比，不浪费资源，不污染环境，不破坏生态，具有环保型特点。
6、采用本发明的方法获得的石材产品抗压强度和抗折强度高于水磨石，且表面出石的直径是水磨石出石直径的几倍，水磨石产品无法媲美。
7、采用本发明的方法获得的石材产品的力学性能接近于天然大理石，高于混凝土路面砖和水磨石，其物理性能达到大理石、混凝土路面砖、水磨石等产品的行业标准。
8、采用本发明的方法获得的石材产品可实现就地取材，就地加工，就近使用，减少运输资源浪费，具有运输低成本优势。
9、采用本发明的方法获得的石材产品轻巧方便，易于施工，创造了一种新型建筑石材类别，扩大了用户的选择性。
10、采用本发明的方法获得的石材产品可广泛用于景观护坡、广场、人行道、塘坝堤岸、码头、停车场、文化创意墙、外墙装饰、台阶踏步、正堂大厅地面等建筑及装饰工程。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制成的石材的外观图。
图2为本发明实施例2制成的石砖的外观图。
图3为本发明实施例3制成的道沿石的外观图。
图4为本发明实施例4制成的石材的外观图。
具体实施方式
实施例1
步骤一、对当初建设时混凝土28天强度为C30的废旧混凝土路面进行再制造回收利用，经查勘废旧混凝土路面裂纹较少，路面破损面积不大于70%，在废旧混凝土路面上切取5块尺寸为100mm×100mm×100mm的样块（样块的切取位置均匀分布于废旧混凝土路面上），然后对所述样块进行力学性能检测，结果为：单块样块的抗压强度为25MPa以上且样块的平均抗压强度达到30MPa以上，单块样块的抗折强度为3.0MPa以上且样块的平均抗折强度达到3.5MPa以上，废旧混凝土路面混凝土强度为C50，可进行回收再利用；
步骤二、经测量，步骤一中所述废旧混凝土路面的长度为1000m、宽度为6m、厚度为300mm，设计产品的尺寸规格为：长度600mm，宽度300mm，厚度30mm；
步骤三、根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，即将废旧混凝土路面沿竖直方向切割成长度为600mm，宽度为300mm，厚度为300mm的混凝土块，然后将混凝土块沿水平方向间隔30mm切割成长度为600mm，宽度为300mm，厚度为30mm的石材块体，考虑到实际切割过程中的切割缝和毛边，一块混凝土块可切割成6～7块600mm×300mm×30mm的石材块体；
步骤四、对步骤三中所述石材块体表面进行气孔缺陷排查，对存在气孔缺陷的部位采用水泥浆填充后将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.45的水灰比混合配制而成；
步骤五、向步骤四中打磨光滑后的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂（如北京蓝宝新技术有限公司的LB清水混凝土保护剂或中山雄鹿装饰材料厂的BS-7800清水混凝土保护剂等），达到保持原色和耐磨的效果，得到表面美观的建筑、装饰用石材；所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷35g清水混凝土保护剂。
图1为本实施例制成的石材的外观图，该石材外观精美，其力学性能接近于同规格天然大理石，高于混凝土路面砖和水磨石，其物理性能达到大理石、混凝土路面砖、水磨石等同规格产品的行业标准。
本实施例将废旧混凝土路面经再制造制成建筑、装饰用石材，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，制成的石材产品可广泛用于景观墙、广场、人行道、外墙装饰、室内地面等建筑及装饰工程。
实施例2
步骤一、对当初建设时混凝土28天强度为C20的废旧混凝土路面进行再制造回收利用，经查勘废旧混凝土路面裂纹较多，路面破损面积不大于70%，在废旧混凝土路面上切取5块尺寸为100mm×100mm×100mm的样块（样块的切取位置均匀分布于废旧混凝土路面上），然后对所述样块进行力学性能检测，结果为：单块样块的抗压强度为25MPa以上且样块的平均抗压强度达到30MPa以上，单块样块的抗折强度为3.0MPa以上且样块的平均抗折强度达到3.5MPa以上，废旧混凝土路面混凝土强度为C35，可进行回收再利用；
步骤二、经测量，步骤一中所述废旧混凝土路面的长度为1500m、宽度为3m、厚度为200mm，为避开废旧混凝土路面上的裂纹，设计产品为小规格的石砖，其尺寸规格为：长度200mm，宽度100mm，厚度80mm；
步骤三、根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，即将废旧混凝土路面沿竖直方向切割成长度为200mm，宽度为100mm，厚度为200mm的混凝土块，然后将混凝土块沿水平方向间隔80mm切割成长度为200mm，宽度为100mm，厚度为80mm的石材块体，考虑到实际切割过程中的切割缝和毛边，一块混凝土块可切割成2块200mm×100mm×80mm的石材块体；
步骤四、对步骤三中所述石材块体表面进行气孔缺陷排查，对存在气孔缺陷的部位采用水泥浆填充后将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.4的水灰比混合配制而成；
步骤五、向步骤四中打磨光滑后的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂（如北京蓝宝新技术有限公司的LB清水混凝土保护剂或中山雄鹿装饰材料厂的BS-7800清水混凝土保护剂等），达到保持原色和耐磨的效果，得到表面美观的石材—石砖；所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷20g清水混凝土保护剂。
图2为本实施例制成的石砖的外观图，该石石砖外观精美，表面耐磨且防滑，其力学性能接近于同规格天然大理石砖，高于混凝土路面砖和水磨石砖，其物理性能达到人行道设计用砖的行业标准。
本实施例将废旧混凝土路面经再制造制成建筑用石砖，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，制成的石材产品可广泛用于广场、人行道、码头、停车场、内外墙装饰等建筑及装饰工程。
实施例3
步骤一、对当初建设时混凝土28天强度为C 15的废旧混凝土路面进行再制造回收利用，经查勘废旧混凝土路面裂纹分布不均，路面破损面积不大于70%，在废旧混凝土路面上切取5块尺寸为100mm×100mm×100mm的样块（样块的切取位置均匀分布于废旧混凝土路面上），然后对所述样块进行力学性能检测，结果为：单块样块的抗压强度为25MPa以上且样块的平均抗压强度达到30MPa以上，单块样块的抗折强度为3.0MPa以上且样块的平均抗折强度达到3.5MPa以上，废旧混凝土路面混凝土强度为C25，可进行回收再利用；
步骤二、经测量，步骤一中所述废旧混凝土路面的长度为1000m、宽度为6m、厚度为200mm，为避开废旧混凝土路面上的裂纹，设计产品为道沿石，其尺寸规格为：长度600mm，宽度300mm，厚度150mm；
步骤三、根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，即将废旧混凝土路面沿竖直方向切割成长度为600mm，宽度为300mm，厚度为150mm的混凝土块，然后将混凝土块沿水平方向切割一次形成一块长度为600mm，宽度为300mm，厚度为150mm的石材块体和一块长度为600mm，宽度为300mm，厚度为40mm的下脚料；
步骤四、对步骤三中所述石材块体表面进行气孔缺陷排查，对存在气孔缺陷的部位采用水泥浆填充后将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.42的水灰比混合配制而成；
步骤五、根据道沿石的形状和客户的需求，用切割机对步骤四中打磨光滑后的石材块体沿长度方向的一边进行10mm×10mm的倒角处理；
步骤六、向步骤五中经倒角处理的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂（如北京蓝宝新技术有限公司的LB清水混凝土保护剂或中山雄鹿装饰材料厂的BS-7800清水混凝土保护剂等），达到保持原色和耐磨的效果，得到表面美观的石材—道沿石；所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷40g清水混凝土保护剂。
图3为本实施例制成的道沿石的外观图，该道沿石外观精美，其力学性能接近于天然大理石道沿石，高于混凝土道沿产品，其物理性能达到人行道、市政道路、景观路设计用道沿石的行业标准。
本实施例将废旧混凝土路面经再制造制成道沿石，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，制成的道沿石产品可广泛用于人行道、市政道路、景观路工程。
实施例4
步骤一、对当初建设时混凝土28天强度为C 15的废旧混凝土路面进行再制造回收利用，经查勘废旧混凝土路面裂纹较少，路面破损面积不大于70%，在废旧混凝土路面上切取5块尺寸为100mm×100mm×100mm的样块（样块的切取位置均匀分布于废旧混凝土路面上），然后对所述样块进行力学性能检测，结果为：单块样块的抗压强度为25MPa以上且样块的平均抗压强度达到30MPa以上，单块样块的抗折强度为3.0MPa以上且样块的平均抗折强度达到3.5MPa以上，废旧混凝土路面混凝土强度为C25，可进行回收再利用；
步骤二、经测量，步骤一中所述废旧混凝土路面的长度为2000m、宽度为8m、厚度为400mm，为避开废旧混凝土路面上的裂纹，设计产品为道沿石，其尺寸规格为：长度2000mm，宽度800mm，厚度300mm；
步骤三、根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，即将废旧混凝土路面沿竖直方向切割成长度为2000mm，宽度为800mm，厚度为400mm的混凝土块，然后将混凝土块沿水平方向切割一次形成一块长度为2000mm，宽度为800mm，厚度为300mm的石材块体和一块长度为2000mm，宽度为800mm，厚度为80mm的下脚料；
步骤四、对步骤三中所述石材块体表面进行气孔缺陷排查，对存在气孔缺陷的部位采用水泥浆填充后将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.45的水灰比混合配制而成；
步骤五、向步骤四中打磨光滑后的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂（如北京蓝宝新技术有限公司的LB清水混凝土保护剂或中山雄鹿装饰材料厂的BS-7800清水混凝土保护剂等），达到保持原色和耐磨的效果，得到表面美观的石材；所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷30g清水混凝土保护剂。
图4为本实施例制成的石材的外观图，该石材外观精美，其力学性能接近于同规格天然大理石，高于混凝土路面砖和水磨石，其物理性能达到大理石、混凝土路面砖、水磨石等同规格产品的行业标准。
本实施例将废旧混凝土路面经再制造制成建筑、装饰用石材，不仅实现了保护环境、节约能源，把垃圾变成资源的社会效益，而且在实施过程还会创造巨大的经济效益，制成的石材产品可广泛用于景观墙、广场、人行道、外墙装饰、室内地面等建筑及装饰工程。
本发明的经济效益评估：
对本发明废旧混凝土路面回收再利用方法节省的开支以及产生的经济效益进行评估：以600mm×300mm×80mm规格的石材为例，直接人工费5元/块、切割用金刚石刀头消耗0.5元/块、设备费用（耗能、折旧）2.5元/块、管理费用摊销1元/块、其他易耗品摊销1元/块，共计成本10元/块。石材市场售价25元/块，毛利润15元/块。
假如：用直接破碎运往垃圾场的方式拆除长1.2公里、宽9米、厚度40公分的混凝土路面，路面总体积为4320m3。其直接支出费用为：
破碎费：5元/m3×4320m3=21600元；
装车费：5元/m3×4320m3=21600元；
运输费：45元/m3×4320m3=194400元；
垃圾场垃圾处理费：60元/m3×4320m3=259200元；
共计：496800元。
假如：使用本发明方法回收再利用同样路面，制成的石材体积为0.0144m3，石材总块数为4320m3/0.0144m3=300000块
按80%成品率计算收益：300000块×80%×15元/块=3600000元
可见，如果按本发明方法回收再利用长1.2公里、宽9米、厚度40公分的混凝土路面，不但节省496800元开支，还会获得3600000元的收益，经济效益非常可观。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对废旧混凝土路面进行性能评价：对废旧混凝土路面进行力学性能检测，选择力学性能符合混凝土路面砖行业标准且路面破损面积不大于70%的废旧混凝土路面；
步骤二、根据废旧混凝土路面的尺寸进行产品设计：测量步骤一中选择的废旧混凝土路面的长度、宽度和厚度，根据测量数据设计产品的尺寸规格；
步骤三、对废旧混凝土路面进行切割：根据步骤二中设计的产品的尺寸规格，采用混凝土切割机对废旧混凝土路面进行纵向、横向和厚度方向的切割，得到石材块体；
步骤四、表面处理：采用水泥浆填充步骤三中所述石材块体表面的气孔缺陷并将气孔缺陷刮平至与周围表面平齐，然后采用磨光机将刮平气孔缺陷后的石材块体表面打磨光滑；
步骤五、涂层处理：向步骤四中打磨光滑后的石材块体表面均匀涂刷清水混凝土保护剂，得到建筑、装饰用石材。
2.根据权利要求1所述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，步骤二中所述产品的尺寸规格为：长度200mm～2000mm，宽度100mm～800mm，厚度30mm～300mm。
3.根据权利要求1所述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，步骤四中所述水泥浆的强度为C50，由水和P.042.5R水泥按照0.4～0.45的水灰比混合配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，步骤五中所述清水混凝土保护剂的涂刷用量为：每平方米石材块体表面涂刷20g～40g清水混凝土保护剂。
5.根据权利要求1所述的一种废旧混凝土路面的回收再利用方法，其特征在于，在步骤五中所述涂层处理之前可根据石材的用途或客户的需求采用切割机对石材块体进行倒角处理。
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