水泥稳定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田，李鸿运，靳灿章

(1.天津市市政工程设计研究院，天津 300051；2.河北工业大学 土木与交通学院，天津 300401)

道路工程

水泥稳定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田1，李鸿运2，靳灿章1

(1.天津市市政工程设计研究院，天津 300051；2.河北工业大学 土木与交通学院，天津 300401)

以建筑垃圾再生集料为主要原料，系统研究了水泥稳定建筑垃圾再生集料的强度和刚度等路用性能指标，分析了建筑再生集料掺入量对混合料路用性能的影响规律，试验结果表明，水泥稳定建筑垃圾再生集料的强度等指标满足作为公路基层材料的需求，可以用其修筑公路基层。

基层；建筑垃圾；再生集料；水泥；试验

0 引 言

近年来，我国高速化的城市发展，造成了许多城市的拆旧建新活动，我国每年都会产生超过20亿t的建筑垃圾，这些建筑垃圾的综合利用率很低，大多数用于填基坑。但是我国城市排放的这些建筑垃圾当中，具有很大比例的废弃混凝土。如果能够将这些废弃混凝土加以再生利用，生产建筑垃圾再生集料，而后用于新的工程建设，不仅可以节约建筑材料，还有利于环保。本文将通过试验，系统研究水泥稳定建筑垃圾再生集料的强度、刚度等路用性能，探讨应用水泥稳定建筑垃圾再生集料修筑公路基层的可行性。

1 原材料性质

1.1 水泥

水泥是本文试验的结合料，水泥的质量直接决定了水泥稳定建筑垃圾再生集料的性能。本文采用P.O.32.5普通硅酸盐水泥，其主要技术指标符合规范的相关规定。

1.2 集料

用于生产再生集料的建筑垃圾来自天津市蓟汕高速公路附件拆除的楼房，新集料购自蓟县采石场，粗、细集料的主要技术性能如表1、表2所示。

表1 粗集料的主要技术性能

表2 细集料的主要技术性能

根据相关规定，建筑垃圾再生粗集料可以作为各等级公路的底基层材料，或者二级以下公路的基层材料。但不能作为高速、一级公路的基层材料。

2 试验方案

2.1 水泥稳定建筑垃圾再生集料的级配

根据相关规范的要求，本文采用骨架密实结构进行水泥稳定碎石的配合比设计，合成集料级配情况如表3所示。

表3 集料级配设计结果

2.2 试验方法

根据相关方法，对不同配合比的水泥稳定碎石混合料进行试件制备、养生，测得其各项技术指标。在集料中分别掺入0%、35%、70%和100%的再生集料(干质量比)，压实度选定为97%。进而研究水泥含量和建筑垃圾再生集料掺入量对混合料路用性能的影响规律。

3 试验结果及分析

3.1 抗压强度

抗压强度是公路基层材料的决定性路用性能指标，不同水泥含量及不同建筑垃圾再生集料掺入量时混合料的7 d龄期无侧限抗压强度如表4所示。

表4 水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压强度/MPa

从抗压强度的试验结果可知，建筑垃圾再生集料的掺入量和水泥含量均对水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压强度具有显著的影响，混合料的抗压强度随着建筑垃圾再生集料的掺入量增大而降低，而随着水泥含量的增大而显著提高。以水泥含量5.0%为例，再生集料为35%、70%和100%时，相对于全新集料的水泥稳定碎石，混合料的抗压强度分别降低了5.9%、14.9%、和19.3%。因此，在水泥稳定建筑垃圾再生集料欲作为公路基层建筑材料时，建筑垃圾再生集料的掺入量应小于70%。

当水泥含量达到6.0%以上时，试验范围内的各配合比水泥稳定建筑垃圾再生集料的7 d龄期抗压强度均大于2.5 MPa，可以作为轻交通(二级以下)公路的基层材料。而当水泥含量≤5.0%时，只能作为低等级公路的底基层材料使用。因此，水泥稳定建筑垃圾再生集料中的水泥含量不宜小于6.0%。

3.2 抗压回弹模量

刚度是公路基层材料抵御车辆荷载作用下不发生过大变形的必要特性，试验测得90 d龄期，不同配合比情况下水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压回弹模量值如表5所示。

表5 水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压回弹模量/MPa

与抗压强度规律一致，水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压回弹模量也随着建筑垃圾再生集料掺入量的增大而降低，随着水泥含量的增大而提高。相对于全新的水泥稳定碎石而言，以水泥含量6.0%为例，再生集料为35%、70%和100%时，水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压回弹模量分别降低了3.8%、15.0%、和18.8%。

4 结 论

(1)水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压强度也随着建筑垃圾再生集料掺入量的增大而降低，在水泥稳定建筑垃圾再生集料欲作为公路基层建筑材料时，建筑垃圾再生集料的掺入量应<70%。

(2)水泥稳定建筑垃圾再生集料的抗压强度随着水泥含量的增大而提高，在水泥稳定建筑垃圾再生集料欲作为公路基层建筑材料时，水泥含量不宜<6.0%。

(3)当水泥含量达到6.0%以上时，试验范围内的各配合比水泥稳定建筑垃圾再生集料的7 d龄期抗压强度均>2.5 MPa，可以作为轻交通(二级以下)公路的基层材料。。

[1] 侯月琴，纪小平，张文刚，等．含建筑垃圾再生骨料的沥青稳定碎石的性能研究[J]．武汉理工大学学报，2013，35(10)：60-64．

[2] 公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[3] 公路路面基层施工技术细则(JTG/T F20-2015)[S]．北京：人民交通出版社，2015．

Adissertationonthehighwayapplicationpropertiesresearchofcementstabilizedconstructionwasterecycledaggregate

XIAO Tian1，LI Hong-yun2，JIN Can-zhang2

(1. Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute，Tianjin 300051，China；2. School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China)

Take construction waste recycled aggregate as the main raw material, the highway application properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate include compressive strength and modulus were studied systemically in this paper. And the effect of construction waste recycled aggregate content on the highway application properties was analyzed. The results show that the properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate can meet the requirement of highway base course material. It can be used to construct the highway base course.

base course；construction waste；recycled aggregate；cement；experiment

2016-11-08

肖田(1976-)，男，天津人，高级工程师，主要从事道路工程的设计与科研工作。

天津市交通运输委员会科技计划(2014-09)。

U41

：B

：1008-3383(2017)06-0001-02