專利名稱：：利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別是涉及一種利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法。
背景技術(shù)：
：目前中國建設(shè)施工所產(chǎn)生的建筑廢棄物大概是每年1億噸，舊建筑拆除每年超過5億噸。舊城改造，新城區(qū)建設(shè)，以及頻繁的裝修都會(huì)產(chǎn)生大量的建筑廢棄物，這些建筑廢棄物包括廢混凝土塊、施工過程中散落的砂漿和混凝土、碎磚渣、金屬、竹木材、裝飾裝修產(chǎn)生的廢料、各種包裝材料和其他廢棄物等，其中混凝土和砂漿所占比例最大，約占總量的30%50%。對(duì)廢棄混凝土和砂漿進(jìn)行合理回收、再生利用，有利于資源的可持續(xù)發(fā)展，也有利于保護(hù)環(huán)境。一些發(fā)達(dá)國家建筑廢棄物利用率一般在80%100%,而我國建筑廢棄物資源化利用率不足5%，大量建筑廢棄物被當(dāng)作建筑垃圾填埋處理掉，造成資源的極大浪費(fèi)。隨著我國公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，相應(yīng)的道路建筑材料需求量大，我國不少地區(qū)砂石資源日漸短缺，特別是長(zhǎng)期以來，由于礦產(chǎn)資源的無序開采，使得諸如優(yōu)質(zhì)石灰石、河砂等常用建筑材料日漸匱乏，部分地區(qū)已難以尋找優(yōu)質(zhì)的砂石料。如果能將廢棄混凝土破碎、加工、處理后，作為瀝青路面材料應(yīng)用到道路建設(shè)中，不僅可以解決廢棄混凝土的存放難題，減少對(duì)寶貴土地資源的侵蝕，還可以節(jié)約大量的筑路材料，減少對(duì)不可再生礦產(chǎn)資源的大量開采，保護(hù)日益脆弱的生態(tài)環(huán)境?；炷林械纳?、石相對(duì)惰性，基本保持了原有性質(zhì)，粘附的水泥砂漿含有大量水泥水化產(chǎn)物。把廢棄混凝土在分揀、破碎、篩分的基礎(chǔ)上加工獲得再生骨料，把分離出來的硬化水泥砂漿磨細(xì)替代生產(chǎn)瀝青混合料的礦粉，將對(duì)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用廢棄混凝土和水泥砂漿制備瀝青路面材料的方法。該方法是利用瀝青膠結(jié)廢棄混凝土，使廢棄混凝土應(yīng)用于瀝青穩(wěn)定碎石基層或二級(jí)公路、一級(jí)公路和高速公路等瀝青路面的中、下面層。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法，是按下述步驟實(shí)現(xiàn)的(1)廢棄混凝土預(yù)處理將廢棄混凝土經(jīng)過分揀去除雜質(zhì)，然后破碎得到再生粗骨料和分離的硬化水泥砂漿；去除的雜質(zhì)包括鋼筋、木材和玻璃。將分揀去除雜質(zhì)的廢混凝土經(jīng)過破碎機(jī)一級(jí)破碎和—級(jí)破碎后，得到符合要求的1號(hào)粗骨料，粒徑為1931.5mm;2號(hào)粗骨料，粒徑為13.219mm;3號(hào)粗骨料，粒徑為4.7513.2mm。(2)高溫煅燒研磨再生粗骨料加溫到4006(XTC，使包裹在再生粗骨料表面的硬化水泥砂漿粘結(jié)較差的部分脫落。當(dāng)再生粗骨料塊體的直徑在1030mm時(shí)，煅燒試件為4060分鐘。(3)水泥砂漿粉磨將得到的硬化水泥砂漿烘干并研磨成粉體。水泥砂槳在溫度105'C烘干34小時(shí)，冷卻到室溫研磨至粒徑小于0.3mm，比表面積不大于140m2/kg。(4)混合料拌和按重量計(jì)，將再生粗骨料以2060%比例替代天然骨料得到溫度為170190'C的混合骨料，加入溫度為145165。C的瀝青，然后與水泥砂槳粉體拌和，得到所述瀝青路面材料。按重量計(jì)，各組成含量為混合骨料9591%，瀝青45%;水泥砂漿粉體14%。水泥砂漿粉體的摻量依02.36檔料的0.075mm篩孔最終通過率的大小而定，加入水泥砂漿粉體后的合成通過率滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)中相關(guān)要求。所述瀝青為普通道路石油瀝青70號(hào)時(shí)應(yīng)加熱到145155°C，所述瀝青為改性瀝青時(shí)應(yīng)加熱到55165°C。所述改性瀝青可采用國產(chǎn)或進(jìn)口SBS或SBR改性瀝青。本發(fā)明提供的上述瀝青路面材料，其用于瀝青穩(wěn)定碎石基層，鋪在一、二級(jí)公路以及高速公路瀝青路面的基層或中下面層。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)主要是可以使廢棄混凝土的利用率得到大大提高，不僅可以回收利用粗骨料，也可以回收利用水泥砂漿粉料，得到強(qiáng)度及耐久性滿足路用要求的混合料，對(duì)資源的循環(huán)再牛利用、保護(hù)自然環(huán)境以及生態(tài)平衡將產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用。圖1為路面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為制備廢棄混凝土再生骨料瀝青混合料流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法，其工藝流程如圖2所示。由該方法制備的瀝青路面材料，其鋪在一、二級(jí)公路以及高速公路瀝青路面的基層或中下面層。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)-步說明，但不限定本發(fā)明。實(shí)施例1:以配置密級(jí)配瀝青混凝土混合料AC-25為例。瀝青采用湖北鄂州科氏瀝青材料有限公司提供的道路石油瀝青70#，其質(zhì)量要求符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004);骨料天然骨料取自石灰?guī)r破碎所得碎石，再生骨料取水泥混凝土道路翻修產(chǎn)生的廢棄混凝土，原使用水泥42.5級(jí)普通水泥，水泥混凝土標(biāo)號(hào)為C30，經(jīng)過破碎機(jī)一級(jí)破碎和二級(jí)破碎后，得到符合要求的冉生骨料1#、2弁和3#，天然骨料和再生骨料的分檔粒徑一致；填料采用磨細(xì)的水泥砂漿粉，使用前在105'C的環(huán)境烘干34小時(shí)；廢棄混凝土再生骨料瀝青混合料的制備工藝如下以再生骨料部分替代天然骨料，替代百分率分別為20%，40%和60%，采用一組未摻任何再生骨料的配比作為對(duì)照，也即替代百分率為0%,混合骨料的最終通過率滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)的要求?；旌瞎橇霞訜岬?8(TC，瀝青加熱到150。C，水泥砂漿粉用量2%，在攪拌設(shè)備內(nèi)拌和均勻，在最佳瀝青用量的條件下成型馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果分別如表l、2和3。從表中可4以看出，隨著再生骨料摻量的增加，廢棄混凝土再生骨料的最佳瀝青用量也在增加；同時(shí)廢棄骨料的摻入會(huì)降低馬歇爾試件的力學(xué)性能以及抗水損害的能力，降低幅度依再生骨料的摻量不同而不同，但對(duì)抵抗高溫車轍的能力有所改善。當(dāng)再生骨料的摻入量達(dá)到40%時(shí)其馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)均能在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，但當(dāng)摻量達(dá)到60%時(shí)，盡管提高了瀝宵用量，但上述各項(xiàng)指標(biāo)已不能滿足規(guī)范要求。實(shí)施例2:以配置密級(jí)配瀝青混凝土混合料AC-20為例。瀝青采用湖北鄂州科氏瀝青材料有限公司提供的SBS改性瀝青，其質(zhì)量要求符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004);骨料天然骨料取自石灰?guī)r破碎所得碎石，再生骨料取水泥混凝土道路翻修產(chǎn)生的廢棄混凝土，原使用水泥42.5級(jí)普通水泥，水泥混凝土標(biāo)號(hào)為C30，經(jīng)過破碎機(jī)一級(jí)破碎和二級(jí)破碎后，得到符合要求的再生骨料2#和3#，天然骨料和再生骨料的分檔粒徑一致；填料采用磨細(xì)的水泥砂漿粉，使用前在105'C的環(huán)境烘干34小時(shí)；廢棄混凝土再生骨料瀝青混合料的制備工藝如下以再生骨料部分替代天然骨料，替代百分率分別為30%和50%，采用一組未摻任何再生骨料的配比作為對(duì)照，也即替代百分率為0%，再生骨料的最終通過率滿足符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)的相關(guān)要求?；旌瞎橇霞訜岬?S0。C,瀝青加熱到160'C，水泥砂漿粉用量3%，在攪拌設(shè)備內(nèi)拌和均勻，在最佳瀝青用量的條件下成型馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果分別如表4，5和6。從表中可以看出，隨著再生骨料摻量的增加，水泥混凝土再生骨料的最佳瀝青用量也在增加；同時(shí)廢棄骨料的慘入會(huì)降低馬歇爾試件的力學(xué)性能以及抗水損害的能力，降低幅度依再生骨料的摻量不同而不同，30%摻量的廢棄混凝土再生骨料瀝青混合料有較好的抵抗高溫車轍的能力。當(dāng)再生骨料的摻入量達(dá)到50%時(shí)其馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)均能在規(guī)范允許的范闈內(nèi)。實(shí)施例3:以配置瀝青穩(wěn)定碎石基層ATB-25為例。瀝青采用湖北鄂州科氏瀝青材料有限公司提供的道路石油瀝青70#，其質(zhì)量要求符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(汀GF40—2004);骨料天然骨料取自石灰?guī)r破碎所得碎石，再生骨料取水泥混凝土道路翻修產(chǎn)生的廢棄混凝土，原使用水泥42.5級(jí)普通水泥，水泥混凝土標(biāo)號(hào)為C30，經(jīng)過破碎機(jī)一級(jí)破碎和二級(jí)破碎后，得到符合要求的再生骨料1井、2#和3#，天然骨料和再生骨料的分檔粒徑-致；填料采用磨細(xì)的水泥砂漿粉，使用前在105"C的環(huán)境烘干34小時(shí)；廢棄混凝土再生骨料瀝青混合料的制備工藝如下以再生骨料部分替代天然骨料，替代百分率分別30%和50%，采用一組未摻任何再生骨料的配比作為對(duì)照，也即替代百分率為0%，混合骨料的最終通過率滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)的相關(guān)要求?；旌瞎橇霞訜岬?80。C，瀝青加熱到150°C,水泥砂漿粉用量1%，在攪拌設(shè)備內(nèi)拌和均勻，在最佳瀝青用量的條件下成型馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果分別如表7、S和9。從表中可以看出，隨著冉生骨料摻量的增加，廢棄混凝土再生骨料的最佳瀝青用量也在增加，同時(shí)廢棄骨料的摻入會(huì)降低馬歇爾試件的力學(xué)性能以及抗水損害的能力，降低幅度依再生骨料的摻量不同而不同，對(duì)抵抗高溫車轍的能力有所改善。當(dāng)再生骨料的摻入量達(dá)到50%時(shí)，凍融劈裂強(qiáng)度比依然可以滿足規(guī)范要求。附表表1浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注試驗(yàn)溫度6(TC，胎壓0.7MPa<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表7浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表8凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注試驗(yàn)溫度60"C，胎壓0.7MPa.權(quán)利要求1.一種利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法，其特征在于利用廢棄混凝土生產(chǎn)再生骨料作為瀝青路面材料的方法是按下述步驟實(shí)現(xiàn)的(1)廢棄混凝土預(yù)處理將廢棄混凝土經(jīng)過分揀去除雜質(zhì)，然后破碎得到再生粗骨料和分離的硬化水泥砂漿；(2)高溫煅燒研磨再生粗骨料加溫到400～600℃，使包裹在再生骨料表面的硬化水泥砂漿粘結(jié)較差的部分脫落；(3)水泥砂漿粉磨將得到的硬化水泥砂漿烘干并研磨成粉體；(4)混合料拌和按重量計(jì)，將再生粗骨料以20～60％比例替代天然骨料得到溫度為170～190℃的混合骨料，加入溫度為145～165℃的瀝青，然后與水泥砂漿粉體拌和，得到所述瀝青路面材料，按重量計(jì)，各組成含量為混合骨料96～91％，瀝青3～5％；水泥砂漿粉體1～4％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是去除的雜質(zhì)包括鋼筋、木材和玻璃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將分揀去除雜質(zhì)的廢混凝土經(jīng)過破碎機(jī)一級(jí)破碎和二級(jí)破碎后，得到符合要求的1號(hào)粗骨料，粒徑為1931.5mm;2號(hào)粗骨料，粒徑為13.219mm;3號(hào)粗骨料，粒徑為4.7513.2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中，當(dāng)塊體直徑在1030mm時(shí)，煅燒試件為4060分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，水泥砂漿在溫度105'C烘干34小時(shí)，冷卻到室溫研磨至粒徑小于0.3mm，比表面積不大于140m2/kg。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中，所述瀝青為普通道路石油瀝青70號(hào)時(shí)應(yīng)加熱到145155°C，所述瀝青為改性瀝青時(shí)應(yīng)加熱到155165°C。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于改性灑青采用國產(chǎn)或進(jìn)口SBS或SBR改性瀝青。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中，水泥砂漿粉體的摻量依02.36mm檔料的0.075mm篩孔最終通過率的大小而定，加入水泥砂漿粉體后的合成通過率滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)中相關(guān)要求。9.一種根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述方法制備的瀝青路面材料的用途，其特征在于該材料用于瀝青穩(wěn)定碎石基層，鋪在一、二級(jí)公路以及高速公路瀝青路面的基層或中下面層。全文摘要本發(fā)明涉及利用廢棄混凝土制備瀝青路面材料的方法，該方法是利用廢棄混凝土生產(chǎn)再生骨料作為瀝青路面材料，采用廢棄混凝土預(yù)處理、高溫煅燒研磨、水泥砂漿粉磨和混合料拌和步驟，按重量計(jì)，將再生粗骨料以20～60％比例替代天然骨料得到溫度為170～190℃的混合骨料，加入溫度為145～165℃的瀝青，然后與水泥砂漿粉體拌和即可，各組成含量為混合骨料96～91％，瀝青3～5％，水泥砂漿粉體1～4％。本發(fā)明可以使廢棄混凝土得到有效利用，不僅可以回收利用粗骨料，也可以回收利用水泥砂漿粉料，得到強(qiáng)度及耐久性滿足路用要求的混合料，對(duì)資源的循環(huán)再生利用、保護(hù)自然環(huán)境以及生態(tài)平衡將產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用。文檔編號(hào)C04B26/26GK101624274SQ20091006349公開日2010年1月13日申請(qǐng)日期2009年8月7日優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日發(fā)明者劉杰勝,劉至飛,吳少鵬,凌龐,園張,濤張,張吉哲,林振華,虹王,王金剛,米軼軒,鐘進(jìn)軍,陳美祝申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)