建筑垃圾处理:水泥稳定建筑垃圾粒料基层施工技术及应用
随着工业化和城市化的推进,建筑垃圾产生的数量日益庞大,其处置消纳已成为各建设领域必须要面对的课题。在道路改造中,如能将废弃混凝土板块加工成适合路面基层使用的的再生集料,而其性质又可达到路用要求,采用结合料就地稳定形成新的道路基层,这不仅符合当前中国道路结构中绝大多数采用的半刚性基层的技术要求,又解决了旧水泥混凝土路面改建时废弃混凝土等建筑垃圾的再生利用问题,也为消纳建筑垃圾--废弃的混凝土提供了有效的途径。
国外有关水泥混凝土再生方面的研究起步较早,从20世纪90年代开始,发达国家已经在再生混凝土方面开展了相关实验研究和工程应用,再生混凝土的利用已成为发达国家普遍关注的课题,有些国家还通过立法来保证此项研究和应用的发展。比如日本早在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》;美国、法国等国家对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、收缩、耐冻性等方面都进行了系统的研究,废弃水泥混凝土作为再生骨料的应用已相当普遍,而再生混凝土也逐渐在刚性路面和建筑结构物中得到应用。中国当前也加紧了对再生混凝土及混凝土再生利用的开发研究,并取得了一定的成果。
浙江大学孙家瑛等人结合上海市沪太公路改造工程,对再生混凝土集料的特许及其用于水泥稳定碎石的技术进行研究,认为再生混凝土集料,特别是再生混凝土细集料对水泥稳定碎石强度的影响非常大,同时研究了再生集料的用法和用量、水泥稳定碎石延时成型的强度下降规律以及掺再生集料的水泥稳定碎石耐久性能等。水泥稳定基层具有强度高、稳定性好、易操作等很多优点,近年来在高级公路及高速公路工程中得到了广泛应用,而废弃水泥混凝土再生集料因其在半刚性基层中的应用操作性强、见效快、成为国内利用废弃水泥混凝土的有效途径。
原材料及混合料配合比设计
旧混凝土路面破碎加工成适合路面基层使用的再生集料,一般在施工现场就地采用建筑垃圾破碎机进行加工破碎混凝土板块,形成破碎集料有一定级配,最大粒径不超过4cm,其压碎值、针片状含量、含泥量及你看含量均应满足相关登记道路基层、底基层石料要求。
天然骨料由于结构坚硬致密、空隙率小,所以其吸水率和速度都很小。相比而言,破碎时骨料表面粗糙、棱角较多,并且还包裹着一些水泥砂浆,在加工破碎过程中由于损伤积累其内部存在大量微裂纹,这些因素都使破碎时骨料的吸水率和吸水速度增加。因此,破碎石骨料作为基层材料原地拌合后,必须充分洒水保湿以保证混凝和满足组成设计的配合比要求。
水泥稳定建筑垃圾粒料基层施工技术
水泥稳定建筑垃圾理粒料基层主要施工工艺为:混凝土路面破碎-就混凝土块破碎-建筑粒料摊铺平整-添加合适粒径并摊铺平整-铺摆水泥-拌合机拌合-整形碾压-养生。主要工序:
1、施工机具的准备。为减少运输量,就地使用原有废旧路面材料,宜采用移动式建筑垃圾破碎机现场将原有混凝土路面破碎块破碎成合适粒径的集料以备用;就地再生机一般与水罐车组合使用;选择配备合理的碾压设备组合。
2、铺筑试验段。正式开工之前应铺筑试验段,试验应在通过验收的底基层上进行,试验段长度宜为200m左右。试铺段主要确定并验证施工配合比、松铺细数。
3、备料。根据搅和深度及实验室配合比,计算每平方米新添破碎石的添加量,根据所用用料车的吨位计算每车料的堆放距离,根据拌和深度、现场集料含水率及实验室配合比,计算每平方米用水量。
4、水泥摆放和撒布。集料层准备完成以后,添加水泥进行稳定成型。
5、拌和。采用就地再生机进行拌和并及时调整拌和深度。拌和深度应达到稳定层底,并宜侵入下承层10-20mm,以利于上下层粘结。
6、碾压与整平。应根据施工经验、试验段施工情况确定碾压机具、吨位、时间和遍数、制定碾压方案。
工程实例
显示南北中轴线工程部分施工路段采用水泥稳定建筑垃圾粒料基层改造原有基层,施工面积7.98万㎡。
废弃混凝土再生利用产生的效益
1、机组联合作业。就地破碎机组与就地拌和机组联合作业的施工方法,使得再生工艺得以无缝衔接,可以实现建筑垃圾综合利用与旧路面翻建的双重目标。
2、宿短工期。水泥稳定建筑垃圾粒料基层工艺对原有道路材料就地利用,减少了废料垃圾翻挖、处置及清运等工序,有效地宿短了施工工期。且能分幅施工,减小了对交通的影响。
3.减少将于对工程的干扰。传统的二灰碎石基层工艺,遇到雨天至少耽误3天工期,而水泥稳定建筑垃圾粒料基层工艺不受雨天影响,保证了工期及进度,在多雨的夏季有一定的优势。
可见,水泥稳定建筑垃圾粒料基层在事宜的条件下应用,可取得良好的经济、社会效益。