廢舊混凝土用作水泥穩定基層的實驗研究

王 倩

Cement and concrete production 水泥與混凝土生產

廢舊混凝土用作水泥穩定基層的實驗研究

王 倩

（徐州市路興公路工程有限公司，江蘇 徐州 221116）

混凝土是現代建筑工程中廣泛使用的一種建筑材料。在交通運輸以及房屋建筑等各類工程項目中，混凝土以其優越的可塑性以及生產簡單，價格低廉等優勢發揮了重大作用。然而隨著現代城市的發展，建筑類型及道路基礎建設也隨著城市規模的不斷擴大而更新，在城市道路改建，房屋拆遷等建筑活動中，也產生了大量廢舊混凝土，廢舊混凝土作為一種最為常見的建筑垃圾。如何合理利用廢舊混凝土進行建筑材料的回收利用，以環保節能及資源節約的目的，是當今建筑工程學與材料學所重點研究的內容。本文正是針對利用廢舊混凝土充當水泥穩定基層的實驗與研究，旨在有效地發揮廢舊混凝土的剩余價值，在保障建筑質量與建筑安全的前提下，最大程度上做到廢舊混凝土的回收利用。

廢舊混凝土；水泥穩定基層；實驗研究

0 引言

改革開放以來，我國進入了一段基礎建筑浪潮，在近幾十年的社會發展與基礎建設的過程中，我國現代化城市的基礎設施飛速發展。然而，隨著城市基礎設施不斷更新與擴張，房屋等基礎建設的長期使用使得大量建筑物的性能下降，甚至無法滿足當前階段的社會需要，因此在當前階段新一輪的城市建設與發展過程中，涌現了大量以廢舊混凝土為代表的建筑垃圾。由于混凝土作為一種復合型建筑材料，其原料較為豐富，從而使得廢舊混凝土在回收利用的過程中很難做到真正的再生混凝土。而同時由于廢舊混凝土作為一種建筑垃圾，如果不進行一定處理而任意堆放，容易對環境造成較大的破壞。因此，基于當前我國廢舊混凝土規模龐大，混凝土回收利用技術不成熟的背景下，針對廢舊混凝土用作水泥穩定基層的實驗研究是非常有必要的。

1 廢舊混凝土用作水泥穩定基層的內容及可行性

水泥穩定基層主要指水泥穩定路面基層，其主要材料是利用土或沙礫以及其他集料進行加水攪拌，并利用水泥作為結合料所進行膠凝與壓實后形成的一種路面基層。由于水泥路面基層所采用的材料豐富，以及水泥與混凝土具有一定材料相似性。因此，對于廢舊混凝土這類強度較低，難以篩分回收的建筑材料，再通過一定的加工處理之后，形成的集料具有較好的路面性能，可以進一步用作水泥穩定基層的組成材料，從而代替再水泥穩定基層中采用的其他集料，以達到廢舊混凝土的回收利用以及資源節約的工程目的。

現階段我國城市道路路面主要采用半剛性基層瀝青路面，這類路面的基層建設中廣泛使用級配較好的天然碎石，能夠為路面基層提高較好的穩定性及工程強度。而如果通過一定加工處理使得廢舊混凝土形成一種級配較好的集料，從而取得天然碎石的作用而作為一種路面基層的建筑材料，那么就能極大程度上減少路面基層的建設成本，也能充分發揮廢舊混凝土的價值。而由于混凝土作為一種世界普遍使用的建筑材料，在廢舊混凝土的回收利用技術上也有諸多國家進行了深入研究，這為廢舊混凝土用作水泥穩定基層的推廣與應用提供了基礎。本文，在此基于廢舊混凝土的工程性質及特點，以及水泥穩定基層內部材料的基本要求，對廢舊混凝土用作水泥穩定基層技術的可行性進行以下幾點分析：

1.1 經濟效益

由于現階段，我國在城市進一步建設與擴張的過程中，存在著大量的房屋建筑拆遷以及城市道路改建的工程內容。在房屋建筑拆遷的過程中，將會產生大量的廢舊混凝土，而在城市道路改建的過程中也需要大量用作水泥穩定基層的材料，因此兩種工程在需求與供給上可以達成互補，從而實現在解決廢舊混凝土堆積，污染環境的前提下，同時做到滿足城市道路建設與擴張的需求。

1.2 工程性能

廢舊混凝土在用作水泥穩定基層的過程中，主要作為一種再生集料來取代水泥穩定基層中所使用的天然碎石及其他集料。而現階段，通過對廢舊混凝土進行基本的加工處理，通過混凝土破碎，篩分后可以用于水泥混凝土，水泥穩定碎石以及二灰穩定碎石等結構中的集料。而水泥混凝土，水泥穩定碎石以及二灰穩定碎石等結構也主要用于水泥穩定基層的建設中。對于著交通設施的基層建設，其中基層結構需要滿足一定的工程性質，這樣在應用混凝土作為再生集料的過程中，需要對其粒料的級配，吸水率，孔隙率，相對密度，流塑性等工程性質指標進行嚴格的考慮與分析。但由于混凝土作為一種混合材料，對于其級配情況等工程性質的考察，相較于混凝土的篩分利用具有更大的可行性，同時在對廢舊混凝土再生集料的級配等工程性質的分析過程中，只需要對再生集料的工程性質進行定性分析即可，其各類工程性質指標的數據具有一定的控制范圍，這在一定程度上幫助了廢舊混凝土應用于實際的穩定基層建設。

1.3 理論及技術基層

由于混凝土的發展相較于現代的一些新型建筑材料具有一定歷史，在應用與研究上也不斷深入，因此基于混凝土的工藝簡單等特點，廢舊混凝土回收利用的技術及理論基礎較為成熟，而在廢舊混凝土回來利用的理論研究中，大部分內容都是關于廢舊混凝土用作水泥穩定基礎這一研究方向。其中美國，較早開展廢舊水泥混凝土的再生集料制備；德國對于廢舊混凝土用作水泥穩定基礎的研究較為深入；日本則重在研究與發展提升廢舊混凝土再生利用質量。因此基于世界各國對于廢舊混凝土的回收利用研究，現階段針對廢舊混凝土在水泥穩定基層中的應用已經具備一定理論基礎。因此在理論基礎成熟的背景，已經基本生產流程及工藝體系初步建成的條件下，進一步深入對于廢舊混凝土在水泥基層中的應用研究，加強對于其回收利用質量，及利用標準的探討，對于廣泛推進廢舊混凝土水泥基層的再生利用非常有幫助。

2 廢舊混凝土的集料再生

廢舊混凝土的集料再生是回收利用混凝土作為水泥穩定基層的主要內容。現階段的廢舊混凝土集料再生主要包括現場路面破碎，運輸至碎石加工場，集料破碎加工及篩分三個步驟。為進一步保障廢舊混凝土用作再生集料的基本工程性質，保障廢舊混凝土加入的水泥穩定基層的質量標準，需要對應所使用的廢舊混凝土的工程性質進行一定實驗研究。

由于不同建筑工程的建筑標準不同，以及不同建筑工程在制備混凝土時所采用的原材料及工藝流程不同，因此針對不同拆遷項目，及改造項目所產生的廢舊混凝土，不得混用，在進行集料再生前需要對不同混凝土進行取芯檢測。包括對混凝土的抗劈剪，抗劈裂強度，以及彎曲強度等硬度進行全方面的檢測。一般來說，廢舊混凝土的硬度及工程性質弱于天然巖石，而對于不同建筑工程項目中所產生的廢舊混凝土其具體指標數值也存在較大差異。而在針對廢舊混凝土的集料再生，用作水泥穩定基層的加工處理過程中。需要結合建設項目的路面及施工環境，以及水泥穩定基層中其他集料的工程性質指標進行綜合考量，對于不滿足工程性質的廢舊混凝土再生集料，可以采用與其他集料進行混合以及填充等處理使用。

最后，在廢舊混凝土的集料再生過程中，所需要進行集料再生的工程量較為龐大，在具體加工處理的過程中，不僅充分考察了相關企業的混凝土回收利用能力，及其基礎工程設施性能，還進一步考察了企業對于廢舊混凝土的工程性能及工程特點的掌握程度，在進行集料再生的過程中，企業一定要具備較為健全的加工體系及基礎設備，以便于實現高效化的廢舊混凝土集料再生，以充分減少混凝土的回收加工成本，從而有效的提升廢舊混凝土用作水泥穩定基層的回收價值。

3 再生集料的性質要求

對于廢舊混凝土進行集料再生的過程中，由于廢舊混凝土再生集料面向實際的水泥穩定基層建設，其再生集料需要依據《公路路面基層施工技術規范》中的相應指標。

其中主要指標包括對于水泥穩定碎石材料的針片狀顆粒含量，表觀密度，吸水率等工程性質指標的具體要求。

經過對廢舊混凝土再生集料的相關研究，以及結合《公路路面基層施工技術規范》中的具體規范內容，現階段針對廢舊混凝土的再生集料，要求廢舊混凝土面板再生集料的壓碎值不大于30%。對于再生集料的級配狀況，及針片狀含水量，吸水率，磨損值等主要工程性質的要求，通過對廢舊混凝土再生集料與其他材料的合成與再處理，在理論上可以在控制加工成本的前提下，較好實現。

4 標準擊實實驗在廢舊混凝土用作水泥穩定基層中的應用

標準擊實實驗這一概念首先在土力學的土壤含水量及相對密度測定中提出，在工程上被普遍利用于測定工程材料的密室程度。而由于水泥穩定基層所采用的材料，是以水泥為結合劑，其他集料為輔助的復合型材料，其中水泥的含量直接決定整體材料的含水量，而含水量則會一定程度上影響整體材料的密室程度。通過對于水泥穩定基層中主體材料的擊實實驗，就可以較為準確的確定材料中水泥的加入量，及廢舊混凝土再生集料的配比關系。

在開展擊實實驗的過程中，應該基于水泥穩定基層的主體材料初步配比完成之后，同時在采取樣本的過程中，需要保持材料較大程度上滿足原狀材料的性質。由于廢舊混凝土再生集料加入，與水泥相結合形成的復合穩定基層材料具備一定可塑性，在進行取樣的過程中可參照土力學的工程實驗標準。最后，結合擊實曲線，可以進一步探究與分析廢舊混凝土加入后的穩定基層材料的基本工程特性。隨著水泥的加入量的增多，材料的最佳含水量也隨之提升，而材料的最大干密度也與水泥含量有著直接關系，因此結合擊實實驗結果及相關施工項目的具體規范可以確定一個最為合適的水泥與廢舊混凝土再生集料的配比關系，從而最大程度上提升整體結構的穩定性，及工程強度。

5 廢舊混凝土回收利用過程中的具體施工注意事項

在水泥穩定基層材料的選用過程中，加入有廢舊混凝土再生集料的水泥穩定基層施工需要進行進一步的施工質量及材料工程性質檢測，以全面保障水泥穩定基層的工程標準。而如何通過實驗，充分探究廢舊混凝土再生集料的工程性質，全面保障廢舊混凝土的質量，從而保障基本工程建筑的工程性能不被影響，也是當前階段進行廢舊混凝土回收利用研究的重要內容。由于廢舊混凝土在長期的使用過程中其材料的內部性能已經發生較大變化，同時混凝土材料本身的成分也較為豐富，因此不同建筑項目中所獲得的廢舊混凝土材料其工程性質有著較大差別，因此在對廢舊混凝土進行加工利用前，做好相關實驗以充分掌握實際混凝土的工程性質，以便于后續工程的開展是非常有必要的。

對于廢舊混凝土再生集料的實驗一般要考量水泥基層材料的整體結構影響，因此在實驗的過程中應基于初步水泥材料制備的基礎，對于制備完整的水泥基層材料進行相關實驗，再進一步進行配比關系的調整，滿足相應的工程標準。

6 結束語

廢舊混凝土在水泥穩定基層中的應用是當前階段，廢舊混凝土回收利用技術中的主要內容。而為幫助廢舊混凝土回收利用技術的進一步推廣與發展，做好廢舊混凝土用作水泥穩定基層技術的質量控制及結構安全保障是非常有必要的。而提升與保障廢舊混凝土用作水泥穩定基層質量的關鍵內容就是對于廢舊混凝土自身工程性質及施工特點的全方位深入研究與把控。而為了充分認識廢舊混凝土基本工程性質及特點，對廢舊混凝土再生集料進行相應的實驗研究，以獲得實驗數據，是開展實際廢舊混凝土用作水泥穩定基層的基礎與保障。現階段，隨著我國城市的不斷發展，以及城市道路的擴建，我國建筑行業內對于廢舊混凝土的處理，以及城市道路建設的成本控制都有著較大需求，而發展廢舊混凝土的回收利用技術，尤其是廢舊混凝土用于水泥穩定基層技術的研究與探索是非常必要的。而相關企業在技術研究與創新的過程中，需要注重廢舊混凝土加工回收的體系化建設，從而進一步控制回收利用成本，以便于實現廢舊混凝土用作水泥穩定基層實驗的進一步發展。

[1]楊俊,黎新春,陳峻松,等.廢舊混凝土用作水泥穩定基層的實驗研究[J].環境工程學報,2014,008(005):2097-2103.

[2]劉占江.廢舊瀝青混凝土水泥穩定碎石的力學性能試驗研究[D].2014.

王倩（1984.06-）女，漢族，江蘇徐州人，本科，工程師，研究方向：交通公路工程（路橋工程專業）。

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