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用废弃混凝土生产钢筋混凝土排水管应用技术研究

发布时间:2019-11-22 16:58所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:利用再生技术对废弃混凝土进行破碎加工和筛选,制成再生混凝土骨料,并用于生产钢筋混凝土排水管。结果表明,采用30%再生骨料替代天然碎石骨料时,生产的钢筋混凝土排水管力学性能可满足相关标准要求。 关键词:废弃混凝土;再生骨料;级配;钢筋混凝土排

  摘要:利用再生技术对废弃混凝土进行破碎加工和筛选,制成再生混凝土骨料,并用于生产钢筋混凝土排水管。结果表明,采用30%再生骨料替代天然碎石骨料时,生产的钢筋混凝土排水管力学性能可满足相关标准要求。

  关键词:废弃混凝土;再生骨料;级配;钢筋混凝土排水管;力学性能

混凝土

  0前言

  近年来,随着我国城市化进程的加快和城市建设规模的不断扩大,混凝土的使用量长期在高位运行,对砂石的需求也在不断攀升,砂石料的过度开采,天然骨料资源渐趋枯竭,带来了巨大的资源负担。同时,废弃混凝土的量也在逐年增加,而废弃混凝土通常采用露天堆放或填埋方式处理,故需要占用大面积的耕地,处理费用与运输费用也较高。废弃混凝土清运和堆放过程中易造成粉尘、灰砂飞扬,严重污染空气,形成二次污染,环境压力巨大。

  废弃混凝土循环再生利用可解决其导致的资源、能源、环境及相关社会问题,缓解骨料供求矛盾,具有显著的社会、经济和环境效益,是环境保护与可持续发展战略的迫切需求。再生骨料混凝土是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成的新混凝土,简称再生混凝土。再生骨料是指废弃混凝土经特定处理、破碎、分级并按一定的比例混合后,形成的以满足不同使用要求粒径的骨料。

  其中粒径在0.5~5mm的骨料为再生细骨料,粒径在5~40mm的骨料为再生粗骨料。废弃混凝土再生利用已受到许多国家的高度重视,有些国家采用立法形式来保证废弃混凝土研究和应用的发展。澳大利亚联邦科学与产业研究组织于1998年颁布了《再生混凝土骨料配制非结构混凝土指南》,2002年颁布了《再生混凝土与砌筑材料使用指南》,推动了再生混凝土骨料的应用。

  日本早在上世纪70年代初就已尝试利用废弃混凝土作为再生骨料配制再生混凝土,废弃混凝土再生利用工厂相继在各地建立,为废弃混凝土资源化利用提供了法律和制度保障。1977年日本颁布《再生骨料和再生混凝土使用规范》,1991年颁布《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须经“再资源化设施”进行处理,2001年又颁布了《建筑材料再循环法》、《推进形成循环型社会基本法》、《促进废弃物处理指定设施配备》和《资源有效利用促进法》。德国制定了《在混凝土中采用再生骨料的应用指南》等。

  我国2016年出台了《国务院办公厅关于促进建材行业稳增长调结构增效益的指导意见》,对建筑垃圾资源化利用提出了要求。水泥制品为我国城市基础设施建设和城镇工业化提供了大量基础材料。然而,生产企业的报废产品和检测余料产生了大量的废弃混凝土,简单的填埋处理不仅污染环境,也造成资源浪费。

  本文对水泥制品企业产生的大量废弃混凝土进行了再利用研究,对废弃混凝土通过破碎加工和筛分等手段制备了再生骨料,研究了再生骨料的颗粒情况、级配和性能指标以及对混凝土强度的影响,并将再生骨料应用于钢筋混凝土排水管的生产,探讨了其在水泥制品中应用的可能性。

  1再生骨料的制备

  废弃混凝土采用报废的钢筋混凝土排水管、试验管及废试块,原始混凝土抗压强度为40~55MPa。首先采用人工破碎方法,去除混凝土内的钢筋等可回收材料后,再采用颚式破碎机将废弃混凝土破碎成粒径小于30mm的再生骨料,经表面冲洗晾干后通过振动筛进行筛选处理,分选出不同粒径范围(2.36~4.75mm、4.75~9.5mm、9.5~16.0mm、16.0~26.5mm)的再生骨料。再生骨料拟替代粒径为5~25mm连续级配的天然碎石骨料。

  2再生骨料性能指标

  再生骨料性能指标与GB/T14685—2011《建设用卵石、碎石》规定的碎石骨料性能指标对比。测试结果表明,废弃混凝土再生骨料与传统的碎石骨料相比除微粉含量偏高以外其他指标均与GB/T14685—2011规定的Ⅱ类石子基本相同。

  3再生骨料强度试验水泥:P·O42.5级水泥;河砂:中粗砂,细度模数2.52,含水率5%;天然碎石骨料:5~25mm连续级配;再生骨料:5~25mm连续级配;水:自来水。采用振动成型方法制成混凝土立方体试件,测定其脱模强度和3d、7d、28d强度。随着再生骨料取代比例的提高,混凝土抗压强度和脱模强度呈下降趋势,当掺量为40%时,再生骨料混凝土28d抗压强度小于40MPa,脱模强度小于30MPa。

  4钢筋混凝土排水管试制

  钢筋混凝土排水管实体管的试制在苏州某水泥制品有限公司进行,产品规格为DN600RCPⅠ级管,采用悬辊生产工艺,混凝土设计强度等级C40,采用替代比例为30%的再生骨料配置制管用混凝土,混凝土拌合料维勃稠度大于37s。配筋设计依据为国家水泥混凝土制品质量监督检验中心等单位编制的《钢筋混凝土排水管配筋设计图册(2006版)》,采用单层骨架设置,环向筋直径4mm、环筋螺距64.3mm。

  5结论

  (1)对废弃混凝土进行资源化利用是可行的,再生骨料的制备方法已日趋成熟,完全可以获得用于制备预制混凝土制品的可用再生骨料。

  (2)再生骨料可以用于替代普通混凝土的碎石骨料制备混凝土,但随着再生骨料替代量的提高,混凝土抗压强度有所下降。合理的替代量是保证混凝土满足设计要求的重要参数,针对不同类型混凝土的合理替代量应由试验确定。

  (3)再生骨料用于生产钢筋混凝土排水管时,再生骨料替代量为30%时管子的物理力学性能满足GB/T11836—2017的要求。

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《用废弃混凝土生产钢筋混凝土排水管应用技术研究》

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