CN109761554A - 一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石。其特征在于它采用建筑固废为原材料，由破碎机破碎筛选，得到的再生粗、细骨料与天然粗、细骨料、水、P.S.A 32.5或P.O 42.5水泥按一定配比拌和。每立方米再生混凝土由以下重量的物质组成：P.S.A 32.5矿渣硅酸盐水泥或P.O 42.5普通硅酸盐水泥412～471kg、水224～230kg、再生细骨料或天然砂598～637kg、再生粗骨料或天然碎石1215～1236kg，该再生混凝土的坍落度为9～16mm。将再生混凝土原料装模、振捣，24小时后脱模成型，在自然条件下洒水养护28天制成再生混凝土路缘石产品。该路缘石抗压强度大于Cc25等级，抗折强度大于Cf3.0等级，产品满足混凝土路缘石的功能要求，且无污染，成本低，效益好，将有力推动绿色生态道路材料的发展与应用，为城市建筑固废的资源化再生利用提供参考，具有较好的经济价值和社会效应。
Description
技术领域
本发明属于建筑废弃物再生利用技术领域，特别涉及一种利用建筑固废制备的再生混凝土路缘石。
背景技术
我国城市新建、房屋改建、扩建、重建及重新规划后的拆除建筑物所遗留的建筑垃圾已达28亿吨/年，建筑固体废弃物带来了占用农田、污染水体、污染土壤、影响市容和环境卫生、污染大气等一系列危害。如何尽快地处理这些数目巨大的建筑固体废弃物，以期得到满意的经济、社会效益，变废为宝，造福人类，并能兼顾保护生态环境、自然资源和发展循环经济，建设者们想到了对建筑固废做相应的再生处理研发，于是再生混凝土的研究与应用也越来越广泛。
路缘石是设在道路两侧路面与其他构造物之间的标石，可标示出路面边缘的轮廓线，并起到支撑路面或路肩边缘的作用，但无需考虑行车荷载，所以要求的强度较低。最早人们都是采用砖砌抹面的方法，但这种方法工序繁琐且容易撞坏破损；后来人们为了工序的简单，采用普通混凝土路缘石；再后来大家为了美观，而直接用切割的花岗岩来当做路缘石，但花岗岩路缘石造价高，体量重，关键是花岗岩属于不可再生资源，且有辐射，对保护环境、自然资源均不利，因此人们又考虑使用别的材料取代花岗岩路缘石。
专利号CN201310750255.5公开了一种预拌再生混凝土及其制备方法，其特征在于，预拌混凝土由42.5 标号水泥、第一黄砂、第二黄砂、天然石子、再生粗骨料、粉煤灰、外加剂、矿粉、水组成；专利号CN201210013852.5公开了一种多元混杂再生纤维增强再生混凝土制备方法，专利号CN201210014044.0公开了一种低弹模改性粗纤维及活性矿物料复合增强再生混凝土制备方法，专利号CN201210014087.9公开了一种多元低弹模纤维增强再生混凝土制备方法，这三种方法都是用破碎的废旧混凝土作为混凝土的部分再生粗骨料，并添加废旧轮胎提取的尼龙纤维、子午线钢纤维、改性聚丙烯粗TANK纤维、聚丙烯三枝抗老化网状纤维、粉煤灰、硅粉、高效减水剂的其中几种外加剂，以改善再生混凝土的力学性能。这些再生混凝土的制备方法都使用了粉煤灰、矿粉、纤维等外加剂，且都没有涉及具体的再生混凝土产品制备。
专利号CN201520629710.0公开了一种嵌挤式铺装再生混凝土路缘石，其特征在于混凝土路缘石主体的截面呈L型，路缘石主体包括竖部和横部，竖部和横部为相互垂直的一体结构，横部的两侧分别设置有台阶型嵌挤槽凹部和尺寸上能够与之相配合的台阶型嵌挤槽凸部，当两块路缘石砌块连续铺装时，二者可以紧密结合，形成嵌锁结构，大大提高其稳定性。该专利主要是从路缘石的结构稳定性来考虑，并没有涉及再生混凝土的材料组成和配制方法。
深圳市黄利辉实业有限公司开发了利辉牌再生资源混凝土路缘石，此成果适用于建筑固废如破碎红砖、混凝土等再生可循环资源部分替换混凝土天然粗、细集料，通过在路缘石中加入了聚丙烯腈纤维、高效减水剂、固化剂、养护剂和亮光剂等外加剂，提高了抗冲击、抗折、耐磨、抗腐蚀等性能，提高了表面光泽度，社会经济效益显著，但并没有详细的再生混凝土路缘石成品介绍，以及方法制作的阐述，且加入了好几种外加剂。
专利号CN201310024672.1公开了一种陶瓷废渣和道路废弃混凝土生产的路缘石及制造方法，其特征在于它采用陶瓷矿渣、道路废弃混凝土、垃圾焚烧余渣、花岗岩废渣、硅酸盐水泥、氧化钙粉料、硫酸钙粉料、聚羧酸眼高效减水剂、甲酸钙、硫酸钙和水为原料，经混合搅拌用液压机械挤压成型，在25～30MPa的压力下制成混凝土路缘石。该再生混凝土路缘石原材料过多，生产工艺复杂，添加各种添加剂一定程度上提高了生产成本，同时未给出标准配合比。
本发明提出了一种由建筑固废制备再生混凝土路缘石，原材料来源广泛，无需添加外加剂，和普通混凝土路缘石的材料种类、制作设备均相同，配合比设计、搅拌、浇筑、养生等工序也一样，制作工艺简单，对资源的二次利用和环境保护有着积极的意义。
发明内容
基于以下思路：
1）尽量利用建筑固废作为再生混凝土的粗、细骨料，不考虑其他添加物或外加剂；
2）尽量采用普通混凝土的制作设备和工艺流程，不增加造价和工序；
3）按照中华人民共和国建材行业标准JC899-2002《混凝土路缘石》的抗压、抗折强度要求，考虑不同水灰比、不同型号水泥、再生粗骨料含量、再生细骨料含量设成40组试验组，每组制作6个标准试件，3个用于测定抗压强度，另3个用于测定抗折强度，考虑3个平行数据的有效性计算平均值，以期得到满足标准JC899-2002《混凝土路缘石》的抗压、抗折强度的平均值和单块最小值要求的再生混凝土配合比；
4）选取其中两组配合比分别制作CVC型和RACC型路缘石，按标准JC899-2002《混凝土路缘石》的抗压、抗折强度检测要求，测定再生混凝土路缘石的抗压、抗折强度，一方面检验配合比的可靠性，另一方面确定再生混凝土路缘石的等级。
本发明再生混凝土试验的原材料有：
（1）再生粗、细骨料：建筑固废，用破碎机破碎，然后再经过磁性分选，人工分选，筛分机筛分等一系列分选得到的再生粗、细骨料，粗骨料粒径为4.75～40mm，吸水率为5.27%，细骨料粒径为0.1～4.75mm，吸水率为9.87%；
（2）天然细骨料：黄砂；
（3）天然碎石：普通混凝土用的5～40mm的连续级配碎石；
（4）搅拌用水：自来水；
（5）水泥：普通硅酸盐水泥P.O 42.5和矿渣硅酸盐水泥P.S.A 32.5。
本发明再生混凝土试验设备和工序为：试验设备有：强制式搅拌机、压力试验机、抗折试验机、混凝土磁性振动台。试验步骤为：
1）先将天然砂、天然碎石以及再生细、粗骨料在试验前晒两天，保证再生骨料是一种全干的状态；
2）在进行混凝土拌合之前，向搅拌机内依次放入再生粗骨料（天然碎石）、再生细骨料（天然砂）、水泥，进行干拌均匀后，最后加入水的拌合顺序进行，在进行混凝土装模时，边向试模装入混凝土拌合物，边用铁棒进行插捣密实，特别是在试模的棱角处，最后放在振动台上进行振捣；
3）试件放在标准混凝土试件养护室中养护，养护24h后拆模编号；
4）把试块置于压力机的下承压板上，试块的受压面与试块成型时的顶面保证成90°，混凝土试块中心与压力机下承压板中心保持一条直线上，在实验过程中连续均匀的加载，每秒0.5～0.8 MPa；试块抗折试验时将棱柱体置于压力机的下承压板上，两边各留出50mm的长度，使试验段跨度为300mm，施加荷载时，保持连续均匀，每秒0.05～0.08 MPa。
本发明再生混凝土试验方案设计：
试验设计了水灰比、水泥强度、再生细骨料、再生粗骨料这几个变量，水灰比（W/C）设了5个水平：0.30、0.35、0.40、0.45、0.50，水泥强度设置了两个水平：PSA 32.5和PO42.5，以及是否掺加再生细骨料和再生粗骨料的影响。总共设计试验组40组，每组包括6个试件：3个150mm×150mm×150mm立方体标准试件、3个100mm×100mm×400mm棱柱体抗折试件，因为抗折试件是非标准试块，所以实验结果乘以0.85的尺寸换算系数。总共240个试块在标准养护室养护28天，依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》来测试本次再生混凝土的力学性能。
本发明再生混凝土标准试件力学性能检测结果：
再生混凝土标准试件中能够满足抗压强度大于25MPa并且抗折强度大于3MPa的，即能满足混凝土路缘石力学要求的实验组有6组，具体数据如表1：
表1 达标试件配合比和强度数据
本发明具有如下的优点：
1）再生混凝土路缘石原材料来源广泛；
2）在无需添加外加剂的情况下，满足标准要求；
3）生产工艺简单；
4）有效处理建筑固废，避免二次污染，促进地方环保；
5）提高建筑固废的再生利用，实现建筑固废再生产品的研发、推广和应用，对提升城市建设品质，以及市政工程可持续发展具有深远的现实意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明路缘石再生粗、细骨料的制作工艺流程图；
图2是再生混凝土路缘石制作流程图；
图3是再生细骨料；
图4是再生粗骨料；
图5是不同水泥强度、水灰比、粗细骨料含量的再生混凝土路缘石抗压强度图；
图6是不同水泥强度、水灰比、粗细骨料含量的再生混凝土路缘石抗折强度图；
图7是CVC型再生混凝土路缘石脱模图；
图8是RACC型再生混凝土路缘石脱模图；
图9是RACC型再生混凝土路缘石切割出100×100×100mm的试块图。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明技术方案的说明，并非构成对本发明权利要求的限制。
以下实施例中的再生粗骨料与再生细骨料不同时使用。
经试验检测，以下再生混凝土路缘石抗压强度平均值大于25MPa，单块最小值大于20MPa；且抗折强度平均值大于3MPa，单块最小值大于2.4MPa，满足混凝土路缘石力学性能要求。
实施例1 CVC H 750mm×300mm×120mm (Cf3.0) (B) JC899-2002
将建筑固废通过破碎机破碎，经过简单预处理，再通过一级破碎处理（破碎机）和磁性分选，然后进行二次破碎处理和磁性分选，再辅以人工分选，通过筛分机把大于40mm的废弃混凝土块再进行二次破碎处理，最后通过皮带机组，得到再生粗骨料（5～40mm）、再生细骨料（0.1～5mm）备用；
取上述制备的再生粗骨料105kg，PO42.5水泥35kg，水14kg，天然砂54kg，将上述原材料采用强制式搅拌机搅拌，搅拌后倒入模具，将模具轻轻的置于振动台上振动，达到密实成型的目的，经自然养护28天后制成3块建筑固废混凝土路缘石，规格为CVC型路缘石750mm×300mm×120mm。经实验检测，数据见表1。
实施例2 CVC H 750mm×300mm×120mm (Cf3.0) (B) JC899-2002
取实施例1制备的再生细骨料54kg，PO42.5水泥35kg，水14kg，天然碎石105kg，将上述原材料采用强制式搅拌机搅拌，搅拌后倒入模具，将模具轻轻的置于振动台上振动，达到密实成型的目的，经自然养护28天后制成3块建筑固废混凝土路缘石，规格为CVC型路缘石750mm×300mm×120mm。经试验检测，数据见表2；
表2 CVC型再生混凝土立缘石（750×300×120mm)试验材料数据
试验数据参照JC899-2002《混凝土路缘石》中对混凝土路缘石的强度要求，实施例1和实施例2中 CVC型再生混凝土立缘石抗压强度平均值、单块最小值均大于Cc25，等级，且抗折强度平均值、单块最小值均大于Cf3.0等级，符合要求。
实施例3 RACC RA 750mm×375mm×300mm (Cc25) (B) JC899-2002
取实施例1制备的再生粗骨料315.45kg，PO42.5水泥105.5kg，水42.2kg，天然砂162.47kg，将上述原材料采用强制式搅拌机搅拌，搅拌后倒入模具，将模具轻轻的置于振动台上振动，达到密实成型的目的，经自然养护28天后制成3块建筑固废混凝土路缘石，规格为RACC型路缘石750mm×375mm×300mm。经实验检测，数据见表3。
实施例4 RACC RA 750mm×375mm×300mm (Cc25) (B) JC899-2002
取实施例1制备的再生细骨料162.47kg，PO42.5水泥105.5kg，水42.2kg，天然碎石315.45kg，将上述原材料采用强制式搅拌机搅拌，搅拌后倒入模具，将模具轻轻的置于振动台上振动，达到密实成型的目的，经自然养护28天后制成3块建筑固废混凝土路缘石，规格为RACC型路缘石750mm×375mm×300mm。经实验检测，数据见表3；
表3 RACC型再生混凝土路缘石（750×375×300mm)试验数据
试验数据参照JC899-2002《混凝土路缘石》中对混凝土路缘石的强度要求，实施例3和实施例4中 RACC型再生混凝土立缘石抗压强度平均值、单块最小值均大于Cc25等级，符合要求。
Claims (4)
1.一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石，其特征在于每立方米再生混凝土由以下重量的原料组成：P.S.A 32.5矿渣硅酸盐水泥或P.O 42.5普通硅酸盐水泥412～471kg、水224～230kg、再生细骨料或天然砂598～637kg、再生粗骨料或天然碎石1215～1236kg；该再生混凝土的水灰比为0.35～0.40，坍落度为9～16mm。
2.根据权利要求1所述的一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石，其特征在于:建筑固废通过破碎机两次破碎处理和磁性分选，然后辅以人工分选，通过筛分机把大于40mm的废弃混凝土块再进行一次破碎处理，得到再生细骨料的粒径为0.1～4.75mm，吸水率为9.87%；再生粗骨料的粒径为4.75～40mm，吸水率为5.27%。
3.根据权利要求1所述的一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石，其特征在于：再生粗骨料与再生细骨料不同时使用，且使用P.S.A 32.5水泥时，集料为天然砂和再生粗骨料；使用P.O 42.5水泥时，集料为天然砂和再生粗骨料，或再生细骨料和天然碎石。
4.根据权利要求1所述的一种建筑固废制备的再生混凝土路缘石，其特征在于：路缘石抗压强度为25.88～28.11MPa,达到Cc25等级，抗折强度为3.40～3.57MPa,达到Cf3.0等级。
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