道路舊水泥混凝土的再生利用

道路舊水泥混凝土的再生利用一、 水泥混凝土路面破壞后引發(fā)的問題水泥混凝土路面到達(dá)其使用年限，或者其他原因破壞（如路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工措施不當(dāng)、超載使用或者養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等），需要重建時(shí)，現(xiàn)在的一般做法是挖除并廢棄舊的水泥混凝土面層，修補(bǔ)基層后，重新進(jìn)行鋪筑。破除的舊混凝土往往作為垃圾被丟棄，這樣就引發(fā)了許多問題。廢料丟棄帶來的問題：舊混凝土作為廢料丟棄，產(chǎn)生大量的工程垃圾，由于混凝土材料屬于無機(jī)材料、耐久性較好，這種垃圾不會(huì)象有機(jī)物一樣自然分解，因此這種污染將是永久性的。新建道路所需材料的開采帶來的環(huán)境問題：新建道路所需的集料開采，一般是挖除山體表層的巖石，通過爆破和機(jī)械作用把原狀巖石破碎而作為粗集料。由于道路鋪筑時(shí)所需的粗集料很多，這樣將導(dǎo)致大面積的山體被開挖，大面積的植被被破壞，造成環(huán)境上不可預(yù)料的損失。其他問題：運(yùn)輸和處理廢料帶來巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)；粗集料的開采和運(yùn)輸帶來巨大的人力和物力浪費(fèi)，導(dǎo)致總體經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益下降。二、 舊水泥混凝土再生利用的歷史和現(xiàn)狀基于以上基本事實(shí)，如果把挖除的舊水泥混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)破碎，作為粗集料再次利用不僅有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)，將產(chǎn)生明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，降低了社會(huì)資源的浪費(fèi)。因此，舊混凝土的再生利用技術(shù)具有廣闊的運(yùn)用前景。舊水泥混凝土的再生利用最先開始于歐洲第二次世界大戰(zhàn)后的建筑物重修。由于戰(zhàn)時(shí)許多建筑物被毀，重建時(shí)如果把毀壞的建筑廢墟都作為建筑垃圾處理，無疑會(huì)帶來極大的浪費(fèi)；另一方面，在較短時(shí)間內(nèi)開采出大量的建筑材料以供使用， 也不符合當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況。于是促進(jìn)了建筑廢料的再生利用。在再生利用的建筑廢料中，混凝土的再生利用占很大的比例。但是，隨著重建工作的完成，混凝土的再生利用研究和運(yùn)用在歐洲基本上處于停頓狀態(tài)。二十世紀(jì)八十年代，在美國(guó)的一些地方，由于自然條件的原因，缺乏道路建設(shè)中配制混凝土所必需的碎石材料，于是，混凝土的再生利用再次引起人們的注意。隨著研究和運(yùn)用的進(jìn)一步展開，目前在美國(guó)形成了比較成熟的水泥混凝土再生利用技術(shù)，水泥混凝土的再生利用在美國(guó)的部分州得到了比較廣泛的運(yùn)用。在我國(guó)，道路舊水泥混凝土的再生利用研究和運(yùn)用工作剛剛起步，目前尚沒有在實(shí)際工程中大規(guī)模運(yùn)用。但是，由于我國(guó)各方面資源相對(duì)都比較緊缺，環(huán)境保護(hù)的任務(wù)又很重，因此，舊水泥混凝土的再生利用在當(dāng)前更具有緊迫性和必要性。S310線臨鳳段改善工程中利用廢舊混凝土塊的一些做法本人在此提出，供各位興趣同仁參考。三、S310線臨鳳段改善工程中道路廢舊水泥混凝土再生利用實(shí)況S310線臨鳳段改善工程由于老路經(jīng)過17年運(yùn)營(yíng)，路面整體服務(wù)水平與初期相比已有了較大衰減，損壞較為嚴(yán)重，按照規(guī)范進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，老路面狀況總體評(píng)價(jià)為：左右路面斷板率評(píng)定為差。實(shí)際工程中老路面的挖補(bǔ)面積占路面總面積的 35%左右。S310線臨鳳段改善工程對(duì)廢舊混凝土塊的利用主要在兩個(gè)方面，一是替代片石用于C10片石混凝土中，二是再生為集料在C10混凝土中利用（C10在本工程中僅用于老路挖補(bǔ)和路槽回填）。本文僅就第二種利用在此進(jìn)行闡述。從工程技術(shù)上看，S310線臨鳳段改善工程道路舊混凝土再生利用是切實(shí)可行的：從施工工藝上看，道路舊混凝土的再生利用主要可以分為三個(gè)步驟：現(xiàn)場(chǎng)路面破碎、運(yùn)輸至集料加工場(chǎng)、集料加工。S310線臨鳳段改善工程中第一步工序通過前期對(duì)S310線臨鳳段改善工程中老路混凝土進(jìn)行取芯檢測(cè)，老路混凝土的路面劈裂強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1.97MPa，彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3.86MPa，彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為29.32GPa，總體來說，其硬度小于巖石的硬度，相對(duì)的講，這種破碎對(duì)機(jī)械的要求也較低。因此混凝土破碎完全不存在問題。工程中我們用挖掘機(jī)輔助小型破碎錘將老混凝土路面進(jìn)行破碎成30-50?M的小塊,第二步工序則更容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镾310線臨鳳段改善工程施工路段中有許多小型的集料加工場(chǎng)。第三個(gè)工序，顯而易見，適當(dāng)調(diào)整破碎機(jī)械的工作性能，完全可以制出符合道路級(jí)配要求的集料。四、C10再生混凝土中集料和其所配置的混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)我們對(duì)老路再生集料C10混凝土的如下試配（具體見下表）：集料比例：再生碎石：1-2碎石：瓜子片=70%：10%：20%每m3材料用水泥（鳳陽珍珠）：水：石粉：碎石=220?K：187?K：700?K：1200?K由上可知，再生集料完全符合路用混凝土中對(duì)粗集料的要求，可以配出符合規(guī)范要求的合成級(jí)配。為了研究再生混凝土集料和其所配置的混凝土的性能，工地實(shí)驗(yàn)室按照上述配合比制作了一批水泥混凝土試件，試件設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C10b試件標(biāo)養(yǎng)1d，浸水6d,實(shí)測(cè)7d平均抗壓強(qiáng)度10.9MPa。通過再生混凝土集料的特性和用其配制成的混凝土的性能，我們得到了一些可喜的結(jié)論。這里就實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合參照的一些研究結(jié)果簡(jiǎn)要地介紹再生混凝土集料的特性和用其配制成的混凝土的性能。（一）再生混凝土集料的性質(zhì)從表觀看，再生混凝土集料中扁平狀和針狀的含量很少（本工程中實(shí)測(cè)針片狀含量為1.9%），能達(dá)到水泥混凝土對(duì)粗集料的表觀要求。再生混凝土集料的強(qiáng)度特性方面：實(shí)驗(yàn)室中的壓碎值測(cè)定實(shí)驗(yàn)顯示，再生混凝土集料的壓碎值為15.2%，高于碎石集料的壓碎值，再生集料的強(qiáng)度低于碎石集料。但是《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)集料的壓碎值要求最高時(shí)為 10~20%（基層可放寬至25%），容易看出：再生混凝土集料本身的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了水泥混凝土路面要求的粗集料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。再生混凝土集料的吸水性高于碎石集料的吸水率，會(huì)影響配制混凝土的工作性，但是有利于配制混凝土的強(qiáng)度發(fā)展。（二）水泥混凝土集料制成的水泥混凝土的特性實(shí)驗(yàn)對(duì)比得到得一些結(jié)論，結(jié)合文獻(xiàn)資料，再生混凝土集料配置的水泥混凝土的特性可以簡(jiǎn)要描述如下：1、 再生混凝土集料配置的水泥混凝土的工作性實(shí)驗(yàn)室拌和混凝土?xí)r，發(fā)現(xiàn)：再生混凝土集料配置的水泥混凝土的工作性稍差，其原因是由于集料的吸水性較大，混凝土拌和過程中，集料吸收了部分拌和水。但是，從實(shí)驗(yàn)過程看出，其工作性能完全可以滿足一般結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)對(duì)混凝土工作性的要求。2、 碎石集料混凝土和再生混凝土集料混凝土容重的對(duì)比再生混凝土集料配制的混凝土的容重稍輕于碎石集料混凝土。試驗(yàn)過程中，量測(cè)了兩種集料混凝土的容重，碎石集料混凝土的容重為2425kg/m3；再生集料混凝土的容重為2307kg/m3，稍輕于碎石集料混凝土。五、S310線臨鳳段改善工程中經(jīng)濟(jì)性描述S310線臨鳳段改善工程中集料價(jià)格為33元It，再生集料的成本為22元It（送至拌和場(chǎng)的價(jià)），差價(jià)為11元兒工程中（K1+840K7+477.5段）實(shí)際C10混凝土用量為2807.79m3（包括C10片石混凝土中除缺片石的量），每 m3中再生集料用量為840kg，共用再生集料2358.54t，節(jié)約資金約2.6萬元；另拌和廠整平場(chǎng)地用去再生集料一部分。六、結(jié)論從以上對(duì)于舊水泥混凝土再生利用情況介紹和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論：舊水泥混凝土再生利用有益于環(huán)境保護(hù)；舊混凝土的再生利用有利于社會(huì)資源的節(jié)約，能夠產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益；舊水泥混凝土破碎后的粗集料完全滿足路用水泥混凝土對(duì)粗集料的要求；用再生混凝土集料配制的水泥混凝土的強(qiáng)度滿足要求，道路舊混凝土的再生利用從技術(shù)角度是完全可行的。由于道路舊混凝土的再生利用在具體操作中涉及面較廣，因此建議：1、 在對(duì)道路進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)把道路舊混凝土再生利用作為一個(gè)可選方案，綜合對(duì)比改