CN103936362A - 一种基于不同质量等级再生混凝土骨料的水泥稳定土 - Google Patents

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王欣
吴书安
仝小芳
郑娟
王兵
邵红才
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Abstract

本发明属于水泥稳定土技术领域，尤其涉及一种基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其各个组份及各组份的重量百分含量为：混凝土再生骨料85%～90%，水泥4%～6%，粉煤灰5%～10%，外加剂，其中，所述外加剂的重量为所述水泥和所述粉煤灰重量之和的4%～6%。本发明将不同质量等级再生骨料替代原生骨料用于水泥稳定土基层施工，从而使再生利用技术可以为国民经济节约大量资金和物质财富，使公路建设中的维修或是改建做到物尽其用，也为基层的材料开辟了新资源；有利于对大自然和生态平衡的保护，为人类创造良好的生存条件；有利于农业生产和环境保护，降低工程的造价等。

Description

一种基于不同质量等级再生混凝土骨料的水泥稳定土
技术领域
本发明属于水泥稳定土技术领域，尤其涉及一种基于不同质量等级再生混凝土骨料的水泥稳定土。
背景技术
我国每年有大量的建筑进行拆迁，从而使建筑废弃物越来越多，然而对建筑废弃物的传统做法是运往郊外露天堆放和填埋，这种做法不仅占用了大量的土地，造成周边环境的污染，还因为新材料的使用，开采石材，浪费资源，造成水土流失。再生水泥稳定土基层技术就是将建筑废弃材料，经过破碎进行重复利用，并根据再生后结构层的结构特征，适当加入部分新骨料或细集料，并按比例加入适量的水及外加剂，在自然环境下连续完成筑路材料的一系列加工工艺，重新形成结构层的一种工艺方法。
水泥稳定土具有强度高、整体性好的优点，是高等级道路基层的主要材料。目前，多以原生骨料作为水温碎石的生产原料。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于不同质量等级混凝土再生骨料的水稳碎石。
一种基于不同质量等级混凝土再生骨料的水稳碎石，其各个组份及各组份的重量百分含量为：混凝土再生骨料85%～90%，水泥4%～6%，粉煤灰5%～10%，外加剂，其中，所述外加剂的重量为所述水泥和所述粉煤灰重量之和的4%～6%。
所述混凝土再生骨料是以国家标准《混凝土用再生粗骨料检验评定标准》(GB/T25117-2010)为基础，采用快速分级的方法，按质量不同划分为不同等级，包括一级再生骨料和二级再生骨料，其中：
所述一级再生骨料的吸水率不超过4.0%，表观密度不低于2500kg/m3，压碎指标不超过15%，含泥量介于不超过1.5%，针片状颗粒含量不超过5%；
所述二级再生骨料的吸水率介于4.0%到5.5%之间，表观密度不低于2450kg/m3，压碎指标介于15%到25%之间，含泥量介于1.5%到3.0%之间，
针片状颗粒含量介于5%到15%之间。
表1混凝土再生骨料技术指标
项目 Ⅰ级 Ⅱ级
吸水率（%） ≦4.0 ≦5.5
表观密度（kg/m3） ≧2500 ≧2450
压碎指标（%） ≦15 ≦25
含泥量（%） ﹤1.5 ﹤3.0
针片状颗粒含量（%） ﹤5 ﹤15
优选的，所述水泥选自硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火上灰质硅酸盐水泥中任意一种，强度等级为32.5或42.5级。
优选的，所述粉煤灰中SiO2+Al2O3+Fe2O3的重量百分含量为70%以上，0.3mm的筛孔通过率为90%以上，0.075mm的筛孔通过率为70%以上。
优选的，所述外加剂主要选自羟基酸盐、硫铝酸盐中的一种或任意多种的混合。
优选的，所述的混凝土再生骨料由建筑废弃混凝土经破碎去除金属物后，再经破碎、筛分、强化制得。
本发明将再生骨料替代原生骨料用于水稳碎石基层施工，从而使再生利用技术可以为国民经济节约大量资金和物质财富，使公路建设中的维修或是改建做到物尽其用，也为基层的材料开辟了新资源；有利于对大自然和生态平衡的保护，为人类创造良好的生存条件；有利于农业生产和环境保护，降低工程的造价等。
附图说明
图1为第一组击实曲线图。
图2为第二组击实曲线图。
图3为第三组击实曲线图。
图4为第四组击实曲线图。
图5为第五组击实曲线图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
配合比的确定：
骨料的颗粒级配根据水泥稳定土的颗粒组成范围确定，每组的水泥用量根据每组选定的水泥剂量计算得到。规范规定作基层用的水泥稳定土的颗粒级配要求见下表2。
表2规范规定作基层用的水泥稳定土的颗粒级配要求
本发明中采用水泥稳定土颗粒级配见下表3。
表3本发明中采用水泥稳定土（最大粒径不超过25mm）颗粒级配
试料准备
试料准备包括骨料的烘干、碾压、过筛并按配合比称取骨料并浸润备用。由再生骨料的性能测定可知再生骨料吸水率比较大，故浸润的目的是为了使再生骨料充分吸水，从而保证最佳含水率的准确。
对于再生骨料的性能，本发明主要对不同质量等级再生骨料的吸水率、表观密度、压碎指标、含泥量和针片状颗粒含量进行了检测，并根据规范要求进行了再生骨料Ⅰ级、Ⅱ级的分类。具体分类的指标见下表4。
表4本发明中采用混凝土再生骨料技术指标
击实实验
击实实验的目的是为了确定最佳含水率和最大干密度：首先查找相关资料对每组最佳含水率范围的预测，然后对每组预测的不同含水率用同一种土样分别进行击实实验。，然后对每组预测的不同含水率用同一种土样分别进行击实实验。由击实筒的体积和筒内击实土的总重，根据公式：计算出湿密度ρ，再根据测定含水率ω，即可计算每组不同含水量的干密度即可绘制一条击实曲线，击实曲线的极值为最大干密度ρdmax，相应的含水量为最佳含水量ω0。
无侧限抗压实验
击实实验确定了每组的最佳含水率和最大干密度，依据最佳含水率和最大干密度确定各组单个试件的成型质量。对于同一无机结合料剂量的混合料，需要制相同状态的试件数量(即平行试验的数量)与土类及操作的仔细程度有关，对于无机结合料稳定中粒土至少应该制9个。用反力框架和液压千斤顶制件。试件从试模内脱出并称量后，应立即放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生。养生期的最后一天，应该将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上(台上先放一扁球座)，进行抗压试验。试验过程中，应使试件的形变等速增加，并保持速率约为lmm/min。记录试件破坏时的最大压力P(N)。
实施例1：配合比为：再生Ⅰ级集料90%：水泥4%：粉煤灰6%。
表5.1第一组击实实验数据
含水率ω％ 3.1 4.1 5.1 6.0 6.9
干密度ρg/cm3 2.07 2.12 2.17 2.10 2.06
结论：通过击实曲线绘制（具体见说明书附图图1）可得第一组的最佳含水率ω0=5.2%，相应的最大干密度ρdmax=2.17。
表5.2水泥稳定土无侧限抗压强度试验记录表
实施例2：配合比为：再生II级集料88%：水泥5%：粉煤灰7%。
表6.1第二组击实实验数据
含水率ω％ 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5
干密度ρg/cm3 2.11 2.17 2.23 2.17 2.11
结论：通过击实曲线绘制（具体见说明书附图图2）可得第二组的最佳含水率为ω0=5.4%，相应的最大干密度为ρdmax=2.23。
表6.2第二组水泥稳定土无侧限抗压强度试验记录表
实施例3：配合比为：再生II级集料85%：水泥6%：粉煤灰9%。
表7.1第三组击实实验数据
含水率ω％ 4.0 4.9 5.7 6.9 7.8
干密度ρg/cm3 2.01 2.09 2.19 2.1 2.03
结论：通过击实曲线绘制（具体见说明书附图图3）可得第三组的最佳含水率ω0=6.0%，相应的最大干密度ρdmax=2.19。
表7.2第三组水泥稳定土无侧限抗压强度试验记录表
实施例4：配合比为：再生Ⅰ级集料86%：水泥6%：粉煤灰8%。
表8.1第四组击实实验数据
含水率ω％ 5.5 6.0 6.7 7.1 7.5
干密度ρg/cm3 1.99 2.03 2.14 2.0 1.92
结论：通过击实曲线绘制（具体见说明书附图图4）可得第四组的最佳含水率ω0=6.7%，相应的最大干密度ρdmax=2.14。
表8.2第四组水泥稳定土无侧限抗压强度试验记录表
实施例5：配合比为：再生II级集料90%：水泥5%：粉煤灰5%。
表9.1第五组击实实验数据
含水率ω％ 5.4 6.0 6.5 7.0 7.5
干密度ρg/cm3 1.99 2.00 2.1 2.00 1.99
结论：通过击实曲线绘制（具体见说明书附图图5）可得第五组的最佳含水率ω0=6.5%，相应的最大干密度ρdmax=2.1。
表9.2第五组水泥稳定土无侧限抗压强度试验记录表
本发明所提供的基于混凝土再生骨料的水泥稳定土，其各个组份及各组份的重量百分含量为：混凝土再生骨料90%，矿渣硅酸盐水泥4%，粉煤灰6%，外加剂4%。，其中，所述混凝土再生骨料为再生骨料I级，其吸水率为3.91%，表观密度为2641kg/m3，压碎指标为11%，含泥量为0.6%，针片状颗粒含量为2.93%，7d无侧限抗压强度为5.0MPa，符合规范规定高速公路、一级路基层用水泥稳定土抗压强度3.0-5.0MPa的标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其各个组份及各组份的重量百分含量为：再生混凝土骨料85%～90%，水泥4%～6%，粉煤灰5%～10%，外加剂，其中，所述外加剂的重量为所述水泥和所述粉煤灰重量之和的4%～6%。
2.根据权利要求1或2所述的基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其特征在于：所述混凝土再生骨料划分为不同质量等级，包括一级再生骨料和二级再生骨料，其中：
所述一级再生骨料的吸水率不超过4.0%，表观密度不低于2500kg/m3，压碎指标不超过15%，含泥量不超过1.5%，针片状颗粒含量不超过5%；
所述二级再生骨料的吸水率介于4.0%到5.5%之间，表观密度不低于2450kg/m3，压碎指标介于15%到25%之间，含泥量介于1.5%到3.0%之间，针片状颗粒含量介于5%到15%之间。
3.根据权利要求1或2所述的基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其特征在于：所述水泥选自普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火上灰质硅酸盐水泥中任意一种，强度等级为32.5或42.5级。
4.根据权利要求1或2所述的基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其特征在于：所述粉煤灰中SiO2+Al2O3+Fe2O3的质量百分含量为70%以上，0.3mm的筛孔通过率为90%以上，0.075mm的筛孔通过率为70%以上。
5.根据权利要求1或2所述的基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其特征在于：所述外加剂主要选自羟基酸盐、硫铝酸盐中的一种或任意多种的混合。
6.根据权利要求1或2所述的基于不同质量等级混凝土再生骨料的水泥稳定土，其特征在于：所述的混凝土再生骨料由建筑废弃混凝土经破碎去除金属物后，再经破碎、筛分、强化制得。
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