未来水泥发展仍然是“质量为先导，成本为效益根源”
面对未来更加严峻的市场态势，水泥企业们又该做出怎样的决策来应对呢？
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摘要: 介绍了利用废旧混凝土路面板作为再生集料， 制备公路水稳基层的试验研究和应用情况。结果表明， 在水稳基层组成材料中采用破碎旧混凝土， 可以取得技术上和经济上的双重效益。
关键词: 再生集料； 水稳基层： 颗粒级配
在旧建筑物、桥梁、混凝土路面的拆除和维修过程中， 产生大量的废弃混凝土。目前， 在我国这些废弃混凝土绝大部分未经任何处理， 便被施工单位运往郊外或乡村， 采用露天堆放或填埋的方式进行处理， 耗用大量的土地征用费、垃圾清运等费用。同时， 清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。另一方面， 越来越多的天然资源由于过度的开采而进入短缺或者枯竭的行列。如果能够将这些废弃的混凝土加以利用， 使之成为具有较高使用价值的混凝土集料， 那将是一件对环境和自然资源的保护有十分重要意义的事情。世界许多国家尤其是发达国家积极开展了建筑垃圾再生利用的工作， 取得了一定的成果， 展示了建筑废弃物资源化的光明前景。
近年来， 襄樊公路总段利用破碎的混凝土路面板作为水稳基层的组成材料， 在城区和周边的道路建设中进行了推广应用， 取得了技术上和经济上的良好效益。采用水泥稳定旧混凝土破碎粒料， 从原理上讲应经历一系列的物理化学过程， 并能达到相类似的材料特性。但是由于再生混凝土集料的级配难以单独满足水稳基层对于粒料级配的要求， 因此， 采取了再生集料与不同级配范围的破碎卵石所组成的混合料来作为水稳基层的粒料。
1 试验原材料
1. 1 旧混凝土面板的物理性质
混凝土路面采用人工风钻起板， 大部分混凝土面板在600～ 800 mm ， 也有少量大于1 m 的面板。先由人工破碎， 再经颚式破碎后， 形成最大粒径为35 mm 左右的集料颗粒， 其压碎指标为15. 9% ， 粒径分布见表1。旧混凝土面板钻芯取样的平均抗压强度为26. 4M Pa。
1. 2 水泥
湖北省南漳水泥厂生产的普通硅酸盐水泥(P. O 32. 5 级) ， 各项性能指标符合GB17521999 的要求。
表1 旧混凝土面板破碎后的筛分试验结果
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筛孔尺寸/mm |
分计筛余百分率/% |
累计筛余百分率/% |
通过百分率/% |
|
37.5 |
0.0 |
0.0 |
100.0 |
|
31.5 |
3.7 |
3.7 |
96.3 |
|
26.5 |
8.9 |
12.6 |
87.4 |
|
19.0 |
23.8 |
36.5 |
63.5 |
|
9.5 |
29.4 |
65.8 |
34.2 |
|
4.75 |
16.4 |
82.2 |
17.8 |
|
2.36 |
7.4 |
89.6 |
10.4 |
|
0.3 |
5.5 |
95.0 |
5.0 |
|
0.075 |
3.6 |
98.6 |
1.4 |
1. 3 破碎卵石
压碎指标12. 6% ， 针片状含量7. 0%。最大粒径分别为19 mm (é 样)、9. 5 mm (ê 样) 和4. 75 mm (. 样) ， 级配合理， 粒径分布见表2。
2 试验及应用
2. 1 底基层矿质混合料级配设计
底基层矿质混合料主要采用破碎混凝土面板与破碎卵石组成。根据规范要求的级配范围， 配合比组成如表2 所示。
表2 矿料配合组成计算表
从表2 可知， 由50% 破碎砼面板: 10%卵石(é ) : 10% 卵石(ê ) : 30% 卵石(. ) 配制的矿质混合料， 级配满足规范要求。合成的级配曲线见图1。
2. 2 无机结合料稳定土无侧限抗压强度试验
通过击实试验， 确定无机结合稳定土的最佳含水量与最大干密度， 试验结果如图2。由图2 可知， 无机结合稳定土的最佳含水量为7. 0% ， 最大干密度为2. 18 g.cm 3。对含破碎混凝土面板的水泥稳定砂砾石(水泥掺量5. 5% ) 成型， 试件尺寸为<15 cm ×15 cm ， 在20 ℃和90% 湿度的条件下养护7 d， 5 组试样的抗压强度平均值为4. 56M Pa， 高于底基层强度设计值2. 5M Pa。
图1 水稳基层合成集料级配曲线
通过对施工现场钻芯取样的强度检测可知， 采用以上配比的底基层强度在4. 5～ 4. 9M Pa 之间， 均高于强度的设计值。
图2 无机结合稳定的含水量与干密度曲线
2. 3 破碎旧混凝土面板在襄樊部分路段中的应用
近几年来， 随着国民经济的快速发展， 襄樊城区道路改造较多， 将过去的旧混凝土路面加铺成沥青混凝土路面已成为一种趋势。在2003 年改造总标段16. 8 km 的路面中， 使用破碎混凝土面板(再生集料) 作基层的路面共计14. 2 km ， 占总长度的84. 5%; 总用量达到37 031. 8 m 3， 其中底基层使用25 743. 2m 3， 基层11 288. 6 m 3。具体使用情况见表3。
表3 襄樊城区部分路段使用破碎混凝土面板的情况
上述路段均是交通量很大路面， 每天通过的各种车辆数千辆， 工程竣工1 年来， 路面情况良好。
3 结语
将旧混凝土面板破碎后， 只需加入少量水泥即可配制水稳基层， 广泛地应用在公路基层中。在公路改造过程中， 可就近取材， 就地破碎与配料， 既可节省天然石料， 又可节省运输费用， 还可减轻当地环境污染。
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