废旧混凝土用作水泥稳定基层的实验研究

王 倩

Cement and concrete production 水泥与混凝土生产

废旧混凝土用作水泥稳定基层的实验研究

王 倩

（徐州市路兴公路工程有限公司，江苏 徐州 221116）

混凝土是现代建筑工程中广泛使用的一种建筑材料。在交通运输以及房屋建筑等各类工程项目中，混凝土以其优越的可塑性以及生产简单，价格低廉等优势发挥了重大作用。然而随着现代城市的发展，建筑类型及道路基础建设也随着城市规模的不断扩大而更新，在城市道路改建，房屋拆迁等建筑活动中，也产生了大量废旧混凝土，废旧混凝土作为一种最为常见的建筑垃圾。如何合理利用废旧混凝土进行建筑材料的回收利用，以环保节能及资源节约的目的，是当今建筑工程学与材料学所重点研究的内容。本文正是针对利用废旧混凝土充当水泥稳定基层的实验与研究，旨在有效地发挥废旧混凝土的剩余价值，在保障建筑质量与建筑安全的前提下，最大程度上做到废旧混凝土的回收利用。

废旧混凝土；水泥稳定基层；实验研究

0 引言

改革开放以来，我国进入了一段基础建筑浪潮，在近几十年的社会发展与基础建设的过程中，我国现代化城市的基础设施飞速发展。然而，随着城市基础设施不断更新与扩张，房屋等基础建设的长期使用使得大量建筑物的性能下降，甚至无法满足当前阶段的社会需要，因此在当前阶段新一轮的城市建设与发展过程中，涌现了大量以废旧混凝土为代表的建筑垃圾。由于混凝土作为一种复合型建筑材料，其原料较为丰富，从而使得废旧混凝土在回收利用的过程中很难做到真正的再生混凝土。而同时由于废旧混凝土作为一种建筑垃圾，如果不进行一定处理而任意堆放，容易对环境造成较大的破坏。因此，基于当前我国废旧混凝土规模庞大，混凝土回收利用技术不成熟的背景下，针对废旧混凝土用作水泥稳定基层的实验研究是非常有必要的。

1 废旧混凝土用作水泥稳定基层的内容及可行性

水泥稳定基层主要指水泥稳定路面基层，其主要材料是利用土或沙砾以及其他集料进行加水搅拌，并利用水泥作为结合料所进行胶凝与压实后形成的一种路面基层。由于水泥路面基层所采用的材料丰富，以及水泥与混凝土具有一定材料相似性。因此，对于废旧混凝土这类强度较低，难以筛分回收的建筑材料，再通过一定的加工处理之后，形成的集料具有较好的路面性能，可以进一步用作水泥稳定基层的组成材料，从而代替再水泥稳定基层中采用的其他集料，以达到废旧混凝土的回收利用以及资源节约的工程目的。

现阶段我国城市道路路面主要采用半刚性基层沥青路面，这类路面的基层建设中广泛使用级配较好的天然碎石，能够为路面基层提高较好的稳定性及工程强度。而如果通过一定加工处理使得废旧混凝土形成一种级配较好的集料，从而取得天然碎石的作用而作为一种路面基层的建筑材料，那么就能极大程度上减少路面基层的建设成本，也能充分发挥废旧混凝土的价值。而由于混凝土作为一种世界普遍使用的建筑材料，在废旧混凝土的回收利用技术上也有诸多国家进行了深入研究，这为废旧混凝土用作水泥稳定基层的推广与应用提供了基础。本文，在此基于废旧混凝土的工程性质及特点，以及水泥稳定基层内部材料的基本要求，对废旧混凝土用作水泥稳定基层技术的可行性进行以下几点分析：

1.1 经济效益

由于现阶段，我国在城市进一步建设与扩张的过程中，存在着大量的房屋建筑拆迁以及城市道路改建的工程内容。在房屋建筑拆迁的过程中，将会产生大量的废旧混凝土，而在城市道路改建的过程中也需要大量用作水泥稳定基层的材料，因此两种工程在需求与供给上可以达成互补，从而实现在解决废旧混凝土堆积，污染环境的前提下，同时做到满足城市道路建设与扩张的需求。

1.2 工程性能

废旧混凝土在用作水泥稳定基层的过程中，主要作为一种再生集料来取代水泥稳定基层中所使用的天然碎石及其他集料。而现阶段，通过对废旧混凝土进行基本的加工处理，通过混凝土破碎，筛分后可以用于水泥混凝土，水泥稳定碎石以及二灰稳定碎石等结构中的集料。而水泥混凝土，水泥稳定碎石以及二灰稳定碎石等结构也主要用于水泥稳定基层的建设中。对于着交通设施的基层建设，其中基层结构需要满足一定的工程性质，这样在应用混凝土作为再生集料的过程中，需要对其粒料的级配，吸水率，孔隙率，相对密度，流塑性等工程性质指标进行严格的考虑与分析。但由于混凝土作为一种混合材料，对于其级配情况等工程性质的考察，相较于混凝土的筛分利用具有更大的可行性，同时在对废旧混凝土再生集料的级配等工程性质的分析过程中，只需要对再生集料的工程性质进行定性分析即可，其各类工程性质指标的数据具有一定的控制范围，这在一定程度上帮助了废旧混凝土应用于实际的稳定基层建设。

1.3 理论及技术基层

由于混凝土的发展相较于现代的一些新型建筑材料具有一定历史，在应用与研究上也不断深入，因此基于混凝土的工艺简单等特点，废旧混凝土回收利用的技术及理论基础较为成熟，而在废旧混凝土回来利用的理论研究中，大部分内容都是关于废旧混凝土用作水泥稳定基础这一研究方向。其中美国，较早开展废旧水泥混凝土的再生集料制备；德国对于废旧混凝土用作水泥稳定基础的研究较为深入；日本则重在研究与发展提升废旧混凝土再生利用质量。因此基于世界各国对于废旧混凝土的回收利用研究，现阶段针对废旧混凝土在水泥稳定基层中的应用已经具备一定理论基础。因此在理论基础成熟的背景，已经基本生产流程及工艺体系初步建成的条件下，进一步深入对于废旧混凝土在水泥基层中的应用研究，加强对于其回收利用质量，及利用标准的探讨，对于广泛推进废旧混凝土水泥基层的再生利用非常有帮助。

2 废旧混凝土的集料再生

废旧混凝土的集料再生是回收利用混凝土作为水泥稳定基层的主要内容。现阶段的废旧混凝土集料再生主要包括现场路面破碎，运输至碎石加工场，集料破碎加工及筛分三个步骤。为进一步保障废旧混凝土用作再生集料的基本工程性质，保障废旧混凝土加入的水泥稳定基层的质量标准，需要对应所使用的废旧混凝土的工程性质进行一定实验研究。

由于不同建筑工程的建筑标准不同，以及不同建筑工程在制备混凝土时所采用的原材料及工艺流程不同，因此针对不同拆迁项目，及改造项目所产生的废旧混凝土，不得混用，在进行集料再生前需要对不同混凝土进行取芯检测。包括对混凝土的抗劈剪，抗劈裂强度，以及弯曲强度等硬度进行全方面的检测。一般来说，废旧混凝土的硬度及工程性质弱于天然岩石，而对于不同建筑工程项目中所产生的废旧混凝土其具体指标数值也存在较大差异。而在针对废旧混凝土的集料再生，用作水泥稳定基层的加工处理过程中。需要结合建设项目的路面及施工环境，以及水泥稳定基层中其他集料的工程性质指标进行综合考量，对于不满足工程性质的废旧混凝土再生集料，可以采用与其他集料进行混合以及填充等处理使用。

最后，在废旧混凝土的集料再生过程中，所需要进行集料再生的工程量较为庞大，在具体加工处理的过程中，不仅充分考察了相关企业的混凝土回收利用能力，及其基础工程设施性能，还进一步考察了企业对于废旧混凝土的工程性能及工程特点的掌握程度，在进行集料再生的过程中，企业一定要具备较为健全的加工体系及基础设备，以便于实现高效化的废旧混凝土集料再生，以充分减少混凝土的回收加工成本，从而有效的提升废旧混凝土用作水泥稳定基层的回收价值。

3 再生集料的性质要求

对于废旧混凝土进行集料再生的过程中，由于废旧混凝土再生集料面向实际的水泥稳定基层建设，其再生集料需要依据《公路路面基层施工技术规范》中的相应指标。

其中主要指标包括对于水泥稳定碎石材料的针片状颗粒含量，表观密度，吸水率等工程性质指标的具体要求。

经过对废旧混凝土再生集料的相关研究，以及结合《公路路面基层施工技术规范》中的具体规范内容，现阶段针对废旧混凝土的再生集料，要求废旧混凝土面板再生集料的压碎值不大于30%。对于再生集料的级配状况，及针片状含水量，吸水率，磨损值等主要工程性质的要求，通过对废旧混凝土再生集料与其他材料的合成与再处理，在理论上可以在控制加工成本的前提下，较好实现。

4 标准击实实验在废旧混凝土用作水泥稳定基层中的应用

标准击实实验这一概念首先在土力学的土壤含水量及相对密度测定中提出，在工程上被普遍利用于测定工程材料的密室程度。而由于水泥稳定基层所采用的材料，是以水泥为结合剂，其他集料为辅助的复合型材料，其中水泥的含量直接决定整体材料的含水量，而含水量则会一定程度上影响整体材料的密室程度。通过对于水泥稳定基层中主体材料的击实实验，就可以较为准确的确定材料中水泥的加入量，及废旧混凝土再生集料的配比关系。

在开展击实实验的过程中，应该基于水泥稳定基层的主体材料初步配比完成之后，同时在采取样本的过程中，需要保持材料较大程度上满足原状材料的性质。由于废旧混凝土再生集料加入，与水泥相结合形成的复合稳定基层材料具备一定可塑性，在进行取样的过程中可参照土力学的工程实验标准。最后，结合击实曲线，可以进一步探究与分析废旧混凝土加入后的稳定基层材料的基本工程特性。随着水泥的加入量的增多，材料的最佳含水量也随之提升，而材料的最大干密度也与水泥含量有着直接关系，因此结合击实实验结果及相关施工项目的具体规范可以确定一个最为合适的水泥与废旧混凝土再生集料的配比关系，从而最大程度上提升整体结构的稳定性，及工程强度。

5 废旧混凝土回收利用过程中的具体施工注意事项

在水泥稳定基层材料的选用过程中，加入有废旧混凝土再生集料的水泥稳定基层施工需要进行进一步的施工质量及材料工程性质检测，以全面保障水泥稳定基层的工程标准。而如何通过实验，充分探究废旧混凝土再生集料的工程性质，全面保障废旧混凝土的质量，从而保障基本工程建筑的工程性能不被影响，也是当前阶段进行废旧混凝土回收利用研究的重要内容。由于废旧混凝土在长期的使用过程中其材料的内部性能已经发生较大变化，同时混凝土材料本身的成分也较为丰富，因此不同建筑项目中所获得的废旧混凝土材料其工程性质有着较大差别，因此在对废旧混凝土进行加工利用前，做好相关实验以充分掌握实际混凝土的工程性质，以便于后续工程的开展是非常有必要的。

对于废旧混凝土再生集料的实验一般要考量水泥基层材料的整体结构影响，因此在实验的过程中应基于初步水泥材料制备的基础，对于制备完整的水泥基层材料进行相关实验，再进一步进行配比关系的调整，满足相应的工程标准。

6 结束语

废旧混凝土在水泥稳定基层中的应用是当前阶段，废旧混凝土回收利用技术中的主要内容。而为帮助废旧混凝土回收利用技术的进一步推广与发展，做好废旧混凝土用作水泥稳定基层技术的质量控制及结构安全保障是非常有必要的。而提升与保障废旧混凝土用作水泥稳定基层质量的关键内容就是对于废旧混凝土自身工程性质及施工特点的全方位深入研究与把控。而为了充分认识废旧混凝土基本工程性质及特点，对废旧混凝土再生集料进行相应的实验研究，以获得实验数据，是开展实际废旧混凝土用作水泥稳定基层的基础与保障。现阶段，随着我国城市的不断发展，以及城市道路的扩建，我国建筑行业内对于废旧混凝土的处理，以及城市道路建设的成本控制都有着较大需求，而发展废旧混凝土的回收利用技术，尤其是废旧混凝土用于水泥稳定基层技术的研究与探索是非常必要的。而相关企业在技术研究与创新的过程中，需要注重废旧混凝土加工回收的体系化建设，从而进一步控制回收利用成本，以便于实现废旧混凝土用作水泥稳定基层实验的进一步发展。

[1]杨俊,黎新春,陈峻松,等.废旧混凝土用作水泥稳定基层的实验研究[J].环境工程学报,2014,008(005):2097-2103.

[2]刘占江.废旧沥青混凝土水泥稳定碎石的力学性能试验研究[D].2014.

王倩（1984.06-）女，汉族，江苏徐州人，本科，工程师，研究方向：交通公路工程（路桥工程专业）。

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