CN111153664B - 一种利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料生产的道路基层材料 - Google Patents

一种利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料生产的道路基层材料 Download PDF

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Abstract

一种利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料的道路基层材属于道路工程领域。以石灰和赤泥作为无机结合料,废旧混凝土类建筑垃圾骨料作为被稳定材料。干混合料组份:石灰3%~5%、赤泥12%、废旧混凝土再生骨料83%~85%。通过加水拌和、击实后的湿混合料最佳含水量:11.92%~12.58%,最大干密度:1.963g/cm3~1.982g/cm3。基层材料7d无侧限抗压强度:1.16Mpa~2.46Mpa,变异系数:6.7%~8.6%,56d总干缩应变:0.078%~0.091%。本发明充分回收利用建筑垃圾,减少天然碎石及石灰的使用,有利于废弃物再生利用、缓解不可再生资源短缺及环境污染问题。

Description

一种利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料生产的道 路基层材料
技术领域
本发明涉及道路工程领域,具体涉及一种利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料生产的道路基层材料的制备方法。
背景技术
21世纪初,中国进入重化工业阶段,此后一些重污染型工业快速发展,导致工业污染物产生量急剧增长,污染问题日益严重,治理难度提升。“赤泥”又称“红泥”,是氧化铝厂碱法处理铝土后的工业废渣,因为含有较多的氧化铁成分,故呈现红色。我国赤泥的年排放量约为2000~3000万t,是我国目前工业生产中排放量最大的固体废弃物之一。赤泥地大规模堆积排放,侵占了大范围土地,严重污染了土壤与水资源,同时导致了铁矿资源的大量流失。
与此同时,随着我国城市建筑大规模地拆除,建筑垃圾围城现象日益严重。建筑垃圾主要是指在将建筑物、公路等拆除之后余下的废弃物,主要有碎砖瓦、碎砂石土、混凝土碎块等。目前对于建筑垃圾的处理,主要是运送到郊区或乡村,进行露天堆放或填埋,大量生产的建筑垃圾未经处理就被施工单位运往郊区或乡村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理,不仅占用土地,更因为私拉乱倒,造成垃圾围村、垃圾围城,由此带来的诸多危害是侵占土地,污染水体、大气和土壤,影响市容和环境卫生,遗留安全隐患等。对我国的经济建设带来严重影响。
此外,天然碎石一直以来都是房屋建筑、道路桥梁等基础设施建设中是必不可少的集料,目前建筑市场上碎石的主要来源是开山炸石的碎石,碎石开采通常需要利用爆破的方式从山中开采,如此过度地开采山石不仅破坏了山体自然景观,同时又造成严重水土流失,天然碎石作为一种不可再生资源,已经不适继续过度开采,急需找到另一种材料替代其。
赤泥主要含有SiO2、Fe2O3、CaO、Al2O3等与粉煤灰类似的成分,具备潜在胶凝活性。建筑垃圾骨料具有硬度大、强度高、耐腐蚀性强等特点。目前国内有
基于以上情况,参照石灰粉煤灰稳定碎石基层技术,发明石灰-赤泥稳定建筑垃圾骨料道路基层材料,一方面可以一定程度上解决赤泥堆放带来的环境污染问题,另一方面也可以减少天然碎石不可再生资源的开采量,起到环境保护与资源节约作用。
发明内容
1、石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料道路基层材料,其特征在于:该基层材料由废旧混凝土类建筑垃圾骨料、赤泥、石灰三者加上水配制拌和击实而成;建筑垃圾集料质量含量为83%~85%,赤泥质量含量为12%,石灰质量掺量3%~5%,以上三者质量百分比之和为100%;建筑垃圾集料的粒径在0~31.5mm之间,赤泥为烧结法赤泥,将原状赤泥烘干研磨,筛分出粒径0~0.075mm粉末作为基层材料。
2、进一步,废旧混凝土类建筑垃圾骨料,其特征在于:建筑垃圾为城市房屋建筑基础设施建设和拆除过程中产生的废旧混凝土类建筑垃圾材料,由天然石料和废旧砂浆组成,其中建筑垃圾集料由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生细料按照质量比为19:31比例进行混合得到,混合后的骨料粒径级配应满足规范JTG TF20-2015《公路路面基层施工技术细则》中石灰、粉煤灰稳定级配碎石推荐范围表中LF-B-1S规定的范围。
3、所用建筑垃圾再生粗料是其在分选、破碎、筛分过程中产生的粒径在4.75~31.5mm之间的部分,粗料中废旧砂浆和石料质量比例为3:7。再生细料是粒径小于4.75mm的建筑垃圾,细料中废旧砂浆和石料的质量比例为9:11。
4、进一步,所用赤泥为烧结法赤泥,矿物组份为CaCO3:37.5%、CaO:31.4%、Al2O3:6.1%、SiO2:19.9%、Na2O:1.8%、TiO2:1.8%、MgO:1.1%、K2O:0.19%、P2O5:0.17%、Cr2O3:0.02%、MnO:0.01%、Co2O3:0.01%,原状赤泥经过烘干磨细后筛分出粒径0.075mm以下粉末待用。
5、进一步,所用生石灰为粉末状工业级钙质生石灰。
6、进一步,利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料道路基层材料所用材料均为干燥时的质量。
7、进一步,所用水为可饮用的自来水。
8、其施工方法特征在于:
混合料拌和前需先将称量好的建筑垃圾骨料加入拌合缸,根据建筑垃圾骨料质量大小加入一定量预加水拌合,将建筑垃圾骨料提前润湿,预加水量为建筑垃圾骨料吸水率的70%,随后加入石灰、赤泥及剩余水量拌合均匀。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作更为详细地说明。需要说明的是,本发明的保护范围并不局限于此。
本实施例包括以下步骤:
(1)废旧混凝土类建筑垃圾再生粗骨料制备:将废弃混凝土类建筑垃圾经粗分、分选除杂、破碎筛分过程,得到粒径范围为0~4.75mm的再细粗骨料,及4.75~31.5mm的再生粗骨料,将粗细骨料按照质量比为19:31比例进行混合,并自然风干后备用,混合后的建筑垃圾骨料粒径级配如下表所示,满足规范JTG TF20-2015《公路路面基层施工技术细则》中石灰、粉煤灰稳定级配碎石推荐范围表中LF-B-1S规定的范围。
(2)赤泥粉料的制备
将原状赤泥烘干后放置于6kg球磨机中研磨3h后过筛,得到粒径范围0~0.075mm的赤泥粉料。
(3)最佳含水量的测定
本实例设计三种配合比,赤泥质量掺量均为12%,石灰掺量为3%、4%和5%,建筑垃圾混合料掺量为83%、84%和85%,每种配合比混合料预定5个不同含水量,从11%到13%,依次增加0.5%,参照规范JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中“乙型击实试验方法”测定混合料的最大干密度、最佳含水量,本实例配合比及测得的最佳含水量、最大干密度结果如表1所示。
表1混合料物配合比
(4)抗压强度测试
根据击实试验结果,参照JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规程中“T0808-1994无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法”成型的圆柱形试件,压实度为98%,进行7d无侧限抗压强度试验,并测定90d保证强度。拌合时需先投入建筑垃圾骨料,根据建筑垃圾骨料质量加入其吸水率70%的预加水量并拌合均匀,随后加入石灰、赤泥及剩余水量拌合均匀后压实成型。
(5)干缩率测试
根据击实试验结果,参照JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规程中“T0844-2009无机结合料稳定材料试件制作方法(梁式)”进行试件制作及养生,混合料的拌和方式同强度试件成型一致,并测定其90d干缩量。
本实例测得基层材料使用性能指标结果如下:
表2使用性能指标
该基层材料符合道路基层材料的基本技术要求,试件7d强度范围为1.16Mpa~2.35Mpa,变异系数范围为6.7%~8.6;90d保证强度范围为1.21~2.64Mpa,56d总干缩应变在0.078%~0.091%。3种配比材料均可满足规范JTG TF20-2015《公路路面基层施工技术细则》中规定的高速公路和一级公路、极重、特重交通道路基层的强度要求。

Claims (8)

1.石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料道路基层材料,其特征在于:该基层材料由建筑垃圾骨料、赤泥、石灰三者加上水配制拌和击实而成;建筑垃圾集料质量含量为83%~85%,赤泥质量含量为12%,石灰质量掺量3%~5%,以上三者质量百分比之和为100%;建筑垃圾集料的粒径在0~31.5mm之间,赤泥为烧结法赤泥,将原状赤泥烘干研磨,筛分出粒径0~0.075mm粉末作为基层材料。
2.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:废旧混凝土类建筑垃圾骨料,其特征在于:建筑垃圾为城市房屋建筑基础设施建设和拆除过程中产生的废旧混凝土类建筑垃圾材料,由天然石料和废旧砂浆组成,其中建筑垃圾集料由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生细料混合得到;所用建筑垃圾再生粗料是其在分选、破碎、筛分过程中产生的粒径在4.75~31.5mm之间的部分,粗料中废旧砂浆和石料质量比例为3:7;再生细料是粒径小于4.75mm的建筑垃圾,细料中废旧砂浆和石料的质量比例为9:11。
3.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:将粗细建筑垃圾骨料按照质量比为19:31比例进行混合得到,混合后的集料粒径级配应满足规范JTG TF20-2015《公路路面基层施工技术细则》中石灰、粉煤灰稳定级配碎石推荐范围表中LF-B-1S规定的范围。
4.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:所用赤泥为烧结法赤泥,矿物组份为CaCO3:37.5%、CaO:31.4%、Al2O3:6.1%、SiO2:19.9%、Na2O:1.8%、TiO2:1.8%、MgO:1.1%、K2O:0.19%、P2O5:0.17%、Cr2O3:0.02%、MnO:0.01%、Co2O3:0.01%,原状赤泥经过烘干磨细后筛分出粒径0.075mm以下粉末待用。
5.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:所用生石灰为粉末状工业级钙质生石灰。
6.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:利用石灰赤泥稳定废旧混凝土类建筑垃圾骨料道路基层材料所用材料均为干燥时的质量。
7.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于:所用水为可饮用的自来水。
8.根据权利要求1所述的基层材料,其特征在于,其施工方法特征在于:
混合料拌和前需先将称量好的建筑垃圾骨料加入拌合缸,根据建筑垃圾骨料质量大小加入一定量预加水拌合,将建筑垃圾骨料提前润湿,预加水量为建筑垃圾骨料吸水率的70%,随后加入石灰、赤泥及剩余水量拌合均匀。
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