建筑垃圾再生骨料泡沫混凝土台背填料.docx
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1、建筑垃圾再生骨料泡沫混凝土台背填料1概述我国每年因撤除、新建、装修等产生的建筑垃圾到2020年年底预计将突破30亿t,建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量 的30% 40%。采用建筑垃圾制备各种道路工程用再生材料,具有消纳建筑垃圾量大、可操作性强、使用性能稳定等特点,为 了更好地保护生态环境和利用好现有资源,将建筑垃圾加工处置 成再生骨料进行利用势在必行,尤其是我国为了实现碳达峰目标 与碳中和愿景,资源高效利用与环境保护将进一步强化。涵洞是公路构造物的基础局部之一,台背体作为二者之间的 过渡,应防止沉降差变出现的跳车现象。台背回填效果的主要影 响因素包括填料性质以及其密实程度、施工条件及台背的排水
2、工 程的设置情况,其中提高填料的结构强度及压实程度是解决台背 沉降的关键。通常会在填料中添加石灰或设置土工 格栅等加筋材料,提高填筑材料的稳定性。近年来,用于台背回 填的材料虽然种类繁多,但需要根据使用地区的资源环境情况进 行选择,缺乏普适性,其中采用低自重、抗变形性能强的泡沫混凝土材料具有较强的技术 优势。泡沫混凝土是在混凝土中掺入发泡胶凝材料,经成型、养护制成 的一种含有大量气孔的轻质水泥混凝土材料,在我国的工程建设 中已广泛应用,具有良好的工工艺流程,进行工后沉降观测,发现建筑垃圾再生骨料泡沫混 凝土具有良好的结构稳定性,有效抑制了台背和地基之间的不均 匀沉降和侧移,其多孔结构保温性能良
3、好,不易产生由温度变化 所引起的裂缝,提高路基路面构造物的耐久性。结构强度和使用效果。而采用建筑垃圾再生骨料制备泡沫混凝土 材料,将其应用于涵洞台背填筑,为其资源化利用提供了新思路2原材料加工及工程概况2 . 1原材料加工准备本文用建筑垃圾再生骨料生产工艺流程如图1所示,分为进料、破碎、筛分别离三道工序。进料工序是将回收的建筑垃圾 通过进料装置送至料斗筛分,先进行初步的筛除泥土并喷淋除尘, 然后将初步处理的建筑垃圾输送至破碎装置。破碎和筛分同步进 行,首先,采用颗式破碎机进行一级破碎,将石材、砖及混凝土 初步破碎,破碎时须装有除尘系统喷淋降低扬尘,并在筛分设备 中将泥土、混凝土和石砖别离,以磁
4、选法别离回收建筑垃圾中的 金属,随后,将大骨料回送到二次破碎装置加工,破碎后其颗粒尺寸介于0 mm 63 mm之间,为便于后续材料组成设计,粒径按照0 mm10 mm , 10 mm20 mm , 20 mm40 mm , 40 mm 63 mm 分开存放。以涵洞为界,洞背分为上段和下段,详细尺寸见图2 ,路基匕宽为12 m ,下宽为20 m ,台背填筑材料与土路基相衔接。3再生骨料泡沫混凝土组成设计及性能评价. 1原材料选择1)发泡材料。发泡剂采用烟台赛地重工的HF系列水泥发泡剂,发泡倍率为46 60 ,取50 ,即水:发泡齐I二49: 1,具体技术参数见表L2)水泥。本文采用华润P . 0
5、42 . 5水泥作为再生骨料泡沫混 凝土用水泥,技术指标见表2。3)再生骨料。本文使用的建筑垃圾再生骨料配比为:10 mm 20 mm 占 35% , 20 mm 40 mm 占 45% , 40 mm 63 mm 占20% ,表观密度为2 150 kg /m3o4)水。采用生活饮用水。3 . 2配合比设计泡沫胶凝材料技术要求28 d抗压强度要求值不小于0 . 9 MPa ,湿容重约为540 kg /m3 580 kg /m3 ,流动度 160 mm 200 mmo 泡沫胶凝材料配合比设计采用上述发泡剂,室内实验室制备气泡群。以5 . 5 ,5 . 8 , 6 . 1三个水胶比(质量比,下同)
6、分别制作水泥浆,单位体积 材料用量见表3O将制备好的气泡群与水泥浆充分拌和,制成泡 沫胶凝材料按照100 mm x 100 mm x 100 mm成型试件, 脱模后装入塑料袋密封,标准养生7 d和28 d ,随后进行抗压 强度试验。从表3可以看出,水胶比为0 . 55时,湿容重不 符合要求;水胶比为0 . 61时,28 d抗压强度达不到强度要 求;而水泥:水:气泡群=340 : 197 : 693时,湿容重、28 d强度、流动度均满足设计要求。故初步确定水胶比为0 . 58 , 水泥:水:气泡群=340 : 197: 693的配合比作为设计方 案,现场进行单节单层试验段施工,检测结果见表40泡
7、沫胶凝材料试验段结果说明,抗压强度仍有一定的富余, 故进行配合比优化,降低水泥用量和增加水胶比来到达强度和湿 容重满足要求。保持水泥用量不变,增大水胶比,配合比设计及 技术指标检测结果见表5。根据表5中检测结果,水胶比0 .6时各项指标均合格, 且28 d抗压强度还有一定的富余,得出水胶比为0 . 6时可 以满足设计要求,从经济性方面考虑,以水泥用量340 kg为基 准,下调水泥用量,配合比及技术指标检测结果见表6。从表6中数据可知,配合比水泥:水: 气泡群=310: 186: 713时,湿容重、28 d强度均不满足 设计要求,而当水泥:水:气泡群=320 : 192 : 705时, 各项指标
8、均满足设计要求,故确定的最终配合比为水泥:水: 气泡群二320 : 192 : 705 ,水胶比为0.6,再次进行试验段 施工,施工过程流畅,各项体积力学指标均满足设计要求。建筑垃圾再生骨料泡沫混凝土配合比设计1)建筑垃圾再生骨料泡沫混凝土设计要求。加州承载比 (CBR)试验方法是评价土基及路面基层材料强度的一种方法, 广泛应用于道路工程领域。为了有效地评价建筑垃圾再生骨料泡 沫混凝土的强度,采用未筛分碎石进行比照研究(见表7) o对于未筛分碎石,压实度为95%时,CBR值为38% , 强度为2 . 66 MPa;压实度98%时,强度为3 . 20 MPa。 故建筑垃圾再生骨料泡沫混凝土配合比
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