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《道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料》行业标准解析

时间:2014年02月18日信息来源:本站原创 点击:

1 标准编制背景
1.1 推动建筑垃圾资源化的需要
    经济的快速发展,城镇化进程的加快,带来大量既有建筑的拆除和新工程的建设,消耗大量资源的同时产生了大量的建筑垃圾,给环境承载和资源供给都带来了巨大挑战。将建筑垃圾资源化替代天然砂石骨料,对推动循环经济,促进节能减排和可持续发展的生产方式都具有重要意义。早在第二次世界大战以后,许多发达国家就开始对建筑垃圾进行了开发研究和回收利用,尤其是近年来,在能源资源短缺、环境污染严重的背景下,建筑垃圾资源化利用已经成为各国资源再利用的热点。发达国家建筑垃圾资源化利用率多超过90%,而我国建筑垃圾资源化利用率不足10%。在推进建筑垃圾资源化的过程中,作为技术支撑的标准体系构建已经成为必须,因此标准体系的前端有关产品标准亟需制定。
1.2 道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料技术及其标准化的需求
    道路用再生骨料无机混合料即在配制过程中掺用了再生骨料的无机混合料。再生骨料无机混合料用胶凝材料可以是水泥、水泥+粉煤灰或粉煤灰+石灰,再生骨料可以部分也可全部取代天然骨料。由于所用水量较少,无机混合料属干硬性材料,产品出厂运送至施工现场进行摊铺压实。
    无机混合料因其强度要求较低,对骨料的品质要求相对较低,因此对建筑垃圾的处理工艺相对简单,可采用移动式设备就地再生,采用固定式设备处理一般二级破碎即可;再生无机混合料技术适用面广,对以废弃砖、瓦、混凝土、石块、砂浆等为主的建筑废弃物再生骨料均能适用;而且因为道路施工需求量大,一次利用量大,因此市场利用空间大。建筑垃圾再生骨料无机混合料在国外获得了广泛的推广应用,技术成熟;在国内技术研究也已基本成熟,并且在部分地区如沧州获得了推广应用,但由于产品标准的缺乏严重影响了再生骨料无机混合料在全国范围内的推广。
    再生骨料品质与天然骨料不同,再生细骨料因来源不同,成分也有很大差别,因此对再生无机混合料的生产和应用应有别于天然骨料无机混合料。为保证建筑垃圾再生骨料无机混合料的质量,为其在全国范围内的推广应用提供技术依据,建筑垃圾资源化与管理工作委员会组织有关单位编制了行业标准《道路用建筑垃圾再生骨料混合料》,该标准制定于2011年10月启动,2013年9月通过审查,目前处于报批过程中。
2 标准主要内容
   《道路用建筑垃圾再生骨料混合料》(报批稿)共十一章,分别是1 范围;2 规范性引用文件;3 术语和符号;4 分类;5 原材料;6 技术要求;7 配合比设计;8 制备;9 试验方法;10检验规则;11订货与交货。主要内容介绍如下:
2.1 范围
    已有的大量研究表明,再生骨料性能虽与天然骨料不能完全相符,但再生骨料混合料的性能完全可以满足城镇道路及公路相关标准规范的要求。由于道路与公路为两个不同的标准体系,其对道路、公路的等级划分方法及相应无机混合料的技术要求并不完全一致,再生骨料无机混合料产品标准中技术要求只能取其一。鉴于建筑垃圾大量产生在城市,本着就近处理利用的原则,标准规定再生骨料无机混和料适用于城镇道路路面基层及底基层,而公路各等级道路可参照执行。
2.2 规范性引用文件
    包括与建筑垃圾再生骨料无机混合料有关的设计、施工技术规程以及施工验收规范等文件。
2.3 术语和符号
    本部分对再生骨料、再生级配骨料、再生骨料混合料、杂物和再生混凝土颗粒等术语进行了规定。再生骨料无机混合料用骨料可以全部是再生骨料,也可以是再生骨料与天然骨料按一定比例混合形成的骨料。从实际出发,对无机混合料所用全部骨料总体做出规定,较对再生骨料、天然骨料分别做出规定,更利于无机混合料的质量控制。因此为表述和应用上的方便,在对全部骨料理解为级配骨料的基础上,标准明确了再生级配骨料概念,即掺用了再生骨料的级配骨料。杂物和再生混凝土颗粒均是针对再生级配骨料中的粒径4.75mm以上部分而言,前者是指除混凝土、砂浆、石、砖瓦、陶瓷之外的其他物质,后者是混凝土块及石块类粒料的总称。
2.4 分类
    按照无机结合料的种类将建筑垃圾再生骨料无机混合料分为三种:水泥稳定再生骨料无机混合料、石灰粉煤灰稳定再生骨料无机混合料、水泥粉煤灰稳定再生骨料无机混合料。无机混合料用结合料可以是水泥、水泥+粉煤灰或石灰+粉煤灰,以上三种结合料目前都有使用,只是在不同地区因为石灰质量、价格以及混合料运输等条件的限制有其不同的适用性,比如北京以石灰粉煤灰为主,而在一部分二线三线城市又以水泥或水泥粉煤灰为主。
    为合理利用再生级配骨料保证再生骨料混合料的性能,将再生级配骨料分为Ⅰ类、Ⅱ类。并对两类骨料的用途做出了规定,Ⅰ类再生级配骨料可用于城镇道路路面的底基层以及主干路及以下道路的路面基层,Ⅱ类再生级配骨料可用于城镇道路路面的底基层以及次干路、支路及以下道路的路面基层。Ⅰ类再生骨料材性较好,因此具有更广泛的适用性,同时考虑到再生骨料无机混合料在国内的应用尚未大量开展,积累的经验还不够全面,因此限制Ⅰ类再生骨料在快速路的路面基层中使用。
2.5 原材料
    水泥、粉煤灰、石灰、水等通用原料符合现行有关标准。鉴于再生级配骨料的适宜级配范围统计数据较少,已有研究及工程应用大都按照现行标准提供的级配范围进行混合料配制,因此再生级配骨料的级配仍按现行标准的规定要求。
    大量试验结果表明,再生级配粗骨料(4.75mm以上部分)的再生混凝土含量、压碎指标、杂物含量、针片状颗粒含量对无机混合料性能影响明显,因此将以上指标作为划分再生级配骨料划分Ⅰ类、Ⅱ类的依据,并对每一指标做出了具体规定,如表1。
表1  再生级配骨料(4.75mm以上部分)性能指标要求
项目
再生混凝土颗粒含量(%) ≥90 -
压碎指标(%) ≤30 ≤45
杂物含量(%) ≤0.5 ≤1.0
针片状颗粒含量(%) ≤20
 
2.6 技术要求
    本部分对水泥稳定、石灰粉煤灰稳定、水泥粉煤灰稳定的再生骨料无机混合料性能分别做出了具体规定。无机混合料性能主要包括7d无侧限抗压强度、含水率、水泥(石灰)掺量等。
1. 无侧限抗压强度
    为满足施工及验收要求,再生无机混合料的抗压强度应满足现有设计及施工验收标准要求,具体见表2。
表2 再生骨料无机混合料7d抗压强度(MPa)
道路等级 快速路 主干路 其他等级道路
结构部位 底基层 基层 底基层 基层 底基层
水泥稳定 ≥2.5 3.0~4.0 ≥2.0 2.5~3.5 ≥1.5
石灰粉煤灰稳定 ≥0.6 ≥0.8 ≥0.6 ≥0.8 ≥0.5
水泥粉煤灰稳定 ≥1.0 ≥1.0 1.2~1.5 ≥0.6 ≥1.0
             
 
2.含水率
    建筑垃圾再生无机骨料混合料的含水率测定需采用重型击实试验方法。由于再生骨料中含有一定量的细粉,若混合料含水率高,试件制作时容易出水,在施工碾压过程中也易出现粘辊现象,因此混合料的碾压含水率不宜过高。通过多次试验验证,标准对再生无机混合料的含水率做出了规定,具体见表3。
表3 再生骨料无机混合料含水率(%)
 《道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料》行业标准解析
3.水泥(石灰)掺量
    当水泥(石灰)掺量过小时,混合料拌制后易于出现拌合不均匀而导致混合料强度受到影响,因此标准规定水泥(石灰)掺量不应小于设计值。
另外,参考现有相关标准要求,对石灰粉煤灰稳定无机骨料混合料用于中冰冻、重冰冻区路面基层时做出28d龄期试件5次冻融循环后的残留抗压强度比不宜小于70%的抗冻性规定。
2.7配合比设计
    为指导再生骨料无机混合料的生产,标准对建筑垃圾再生骨料无机混合料配合比设计进行规定。编制组在大量试验验证的基础上对再生骨料无机混合料试配时水泥(石灰)掺量等关键参数提出了建议,具体见表4~表6;并对最小水泥(石灰)掺量做出了规定,具体见表7。再生骨料无机混合料的配合比设计步骤与天然骨料无机混合料基本相同,最大含水率和最大干密度的确定均采用重型击实方法。
表4  水泥稳定再生骨料无机混合料试配水泥掺量
骨料类别 结构部位 水泥掺量(%)
Ⅰ类 基层 3 4 5 6
底基层 3 4 5 6
Ⅱ类 基层 4 5 6 7
底基层 3 4 5 6
 
 
表5  石灰粉煤灰稳定再生骨料无机混合料试配石灰掺量
结构部位 石灰掺量(%)
基层 4 5 6 7
底基层 3 4 5 6
 
 
表6  水泥粉煤灰稳定再生骨料无机混合料试配参数
水泥掺量(%) 水泥粉煤灰与骨料的质量比
3~5 (12~17):(88~83)
 
 
表7 再生骨料无机混合料最小水泥(石灰)掺量
混合料种类 水泥稳定 石灰粉煤灰稳定 水泥粉煤灰稳定
最小水泥
(石灰)掺量
水泥掺量不小于3%,当采用32.5等级水泥时不小于4%。 石灰掺量不小于3%,当采用Ⅱ类再生骨料时不小于4%。 水泥掺量不小于3%
 
2.8 其他
    为保证建筑垃圾再生骨料无机混合料产品的质量,同时为供需双方对产品交验提供方法、依据,标准还对无机混合料的制备、试验方法、检验规则、订货与交货进行了规定。
 
3 结语
     《道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料》产品标准的编制,一方面为再生骨料无机混合料的生产提供了技术指导,为再生骨料无机混合料的质量提供了评价依据,同时也为道路工程中应用再生骨料无机混合料的设计、施工验收提供了标准支撑,对建筑垃圾再生产品在道路工程中的推广应用,促进我国建筑垃圾资源化利用水平的提高都具有非常积极的意义。
  
参考文献
[1] CJJ1-2008 城镇道路工程施工与质量验收规范. 北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] 崔宁. 砖混类建筑垃圾再生集料性能研究[J]. 工程材料与设备,2010(6):137-140.
[3] 孙丽蕊等,岳昌盛,孟立滨等. 建筑垃圾再生无机混合料在道路工程中的应用. 中国资源综合利用,2013(2):32-34
(作者:周文娟;崔宁 编辑:admin)
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