本發(fā)明屬于建筑拆除棄料的回收再利用領(lǐng)域，涉及一種廢舊混凝土作為再生骨料回收利用的配比方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)今社會，建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展給社會帶來了大量的建筑垃圾，發(fā)展和利用再生混凝土已經(jīng)成為一種可行的趨勢。據(jù)資料統(tǒng)計，每萬平方米的建筑施工就會產(chǎn)生500～600噸的建筑廢渣。至2012年，我國有約50％的城鎮(zhèn)房子為上個世紀(jì)建造的，這些房屋的拆除隨之產(chǎn)生的建筑垃圾將達(dá)到7億噸左右。當(dāng)前，建筑垃圾更多的是以填埋的方式處理，對未來城市的發(fā)展和居民的生活帶來非常大的危害。發(fā)展和利用再生混凝土是資源可持續(xù)利用的良好途徑。因此，對廢舊混凝土的回收利用將有助于緩解資源的緊張和減少資源的浪費。廢舊混凝土作為再生骨料回收利用，已經(jīng)得到相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)可，比如可以制作砌塊、地面磚、硬化地面等。人們雖然知道廢舊混凝土的此類用途，但是具體制作什么、如何配比卻需要先制作成試樣，檢測試樣，需要制作很多個試樣，很多次的檢測。建筑商為了趕工期，不會讓建筑廢料長時間放置，會運到偏遠(yuǎn)的地方傾倒，回收利用廢舊混凝土的廠家就得到遠(yuǎn)處取料，如果廢舊混凝土和泥土、生活垃圾混合，廠家也就不會再額外付出篩選成本，導(dǎo)致廢舊混凝土得不到回收利用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決廢舊混凝土作為再生骨料回收利用時，不能及時確定具體用途和如何配比的難題，提出一種廢舊混凝土作為再生骨料回收利用的配比方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種廢舊混凝土作為再生骨料回收利用的配比方法，先對廢舊混凝土破碎，破碎后的物料包括粒徑為5mm以下的再生細(xì)骨料、粒徑為5～40mm的再生粗骨料，(1)測骨料表觀密度：a、稱取試樣，裝入廣口瓶中,裝試樣時廣口瓶傾斜放置,然后注滿蒸餾水,用玻璃片覆蓋瓶口,以向上左右搖晃的方法排除氣泡；b、氣泡排凈后,向瓶內(nèi)添加蒸餾水,直至水面凸出到瓶口邊緣,然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行,使其緊貼瓶口水面，瓶口與玻璃片之間無氣泡時，擦干瓶外水分,稱取試樣、水、瓶和玻璃片的總的質(zhì)量m1，精確至1g；c、將瓶中試樣倒入淺盤中，置于烘箱中烘干至恒重，取出放在帶蓋的容器中，冷卻至室溫后稱出試樣的質(zhì)量m0，精確至1g；d、將瓶洗凈，重新注入蒸餾水，用玻璃片緊貼瓶口水面，擦干瓶外水分后稱出質(zhì)量m2，精確至1g；e、試驗結(jié)果計算按下式計算表觀密度，精確至0.01g/cm3，ρ0=m0m0+m2-m1;]]>(2)測再生骨料堆積密度：a、稱取標(biāo)準(zhǔn)容器的質(zhì)量m0kg、測定標(biāo)準(zhǔn)容器的體積V0′m3；b、將試樣通過標(biāo)準(zhǔn)容器上方漏斗裝入容器，直至容器上部試樣呈錐體且四周溢滿，停止加料；c、除去凸出容器表面的顆粒，并以合適的顆粒添入凹陷部分，使表面凸出部分體積和凹陷體積大致相等，稱其質(zhì)量m1kg；d、試驗結(jié)果計算按下式計算粗骨料的堆積密度ρ′0，精確至10kg/m3，：ρ0′=m0-m1V0′]]>(3)測再生骨料壓碎指標(biāo)：主要儀器設(shè)備：壓力試驗機，量程300KN、壓碎值測定儀、墊棒，Φ10mm，長500mm、天平或電子稱、方孔篩，孔徑分別為2.36mm、9.50mm和19.0mm；測定方法及步驟：a、將被測料試樣風(fēng)干，篩除大于19.0mm及小于9.50mm的顆粒，并除去針片狀顆粒；b、稱取試樣質(zhì)量G1，精確至1g；c、將試樣分兩層裝入圓模，每裝完一層試樣后，在底盤下放墊棒，將筒按住，左右交替顛擊地面各20-30次，平整模內(nèi)試樣表面，蓋上壓頭；d、將壓碎值測定儀放在壓力試驗機上，按1KN/S速度均勻地施加荷載至200KN，穩(wěn)定5s后卸載；e、取出試樣，用2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱出篩余質(zhì)量G2，精確至1g；f、試驗結(jié)果的計算及判定壓碎指標(biāo)值φe按下式計算，精確至0.1％φe=G1-G2G1×100;]]>(4)篩分實驗a、稱取試樣質(zhì)量，精確到1g；b、按孔徑由大到小逐級進(jìn)行篩分，篩子下面先放一個潔凈的淺盤，裝入試樣后篩分，直至每分鐘通過量不超過試樣總量的0.1％為止，通過的顆粒放入下一號篩中過篩，當(dāng)試樣粒徑大于19.0mm時，篩分時用手撥動試樣顆粒，使其通過篩孔；c、稱取各篩上的篩余量，精確到1g，在篩上的所有分計篩余量和篩底剩余的總和與篩分前測定的試樣總量相比，其相差不得超過1％；d、試驗結(jié)果的計算及鑒定分計篩余百分率——各號篩余量除以試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，精確至0.1％；累計篩余百分率——該號篩上分計篩余百分率與大于該號篩的各號篩上的分計篩余百分率之和，精確至1％；比較累計篩余率的實測值和規(guī)范規(guī)定值，實測值落入規(guī)范規(guī)定值內(nèi)則該廢舊混凝土作為再生骨料級配合格；由上面測得的數(shù)據(jù)確定被取樣批次的廢舊混凝土是否可以用來制作再生混凝土；當(dāng)可以用作再生骨料時，根據(jù)混凝土的配制強度和水泥的實際強度,由鮑羅米公式計算得到水灰比；根據(jù)坍落度和再生粗骨料的最大粒徑確定單位立方混凝土的用水量,然后根據(jù)再生粗骨料的最大粒徑和水灰比選擇適宜的砂率,最后即可根據(jù)體積法或質(zhì)量法確定砂和石子的用量，得到廢舊混凝土作為再生骨料回收利用的各物料配比。上述體積法確定砂和石子的用量的步驟為：(1)確定混凝土配制強度fcu,0fcu,0＝fcu,k+tσfcu,0——混凝土配制強度，單位Mpa；fcu,k——混凝土設(shè)計強度等級，單位Mpa；T——概率度,與強度保證率相對應(yīng)；σ——混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差，單位Mpa；(2)確定水灰比W/C按如下公式計算WC=αafcefcu,0+αaαbfce]]>W——水的用量，單位：kgC——水泥的用量，單位：Kgαa、αb——回歸系數(shù)，查表得；fce——水泥28d膠砂抗壓強度，單位：Mpa，可實測；(3)用水量的確定根據(jù)水泥漿強度等級確定，M2.5～M5用水200～230；M7.5～M10用水230～280；M15用水280～340；M20用水340～400，各用量單位均是kg/m3；(4)水泥用量Qc＝1000(f+15.09)÷3.03CQc——水泥用量，單位：kgf——砂漿試配強度，單位：MpaC——水泥強度，單位：Mpa(5)砂率確定對于一定級配的粗骨料和水泥用量的混合料，均有各自的最佳含砂率，使得在滿足和易性要求下加水量最少，為此混凝土砂率的選擇一般應(yīng)根據(jù)各單位所用材料進(jìn)行試驗確定，無資料按下表選?。夯炷恋纳奥?％)(6)最后按體積法確定粗細(xì)骨料的用量mc0ρc+mg0ρg+ms0ρs+mw0ρw+10α=1000βs=ms0ms0+mg0×100%]]>mc0——計算配合比每1m3混凝土中水泥用量，單位：kg/m3；mg0——計算配合比每1m3混凝土的粗骨料用量，單位：kg/m3；ms0——計算配合比每1m3混凝土的細(xì)骨料用量，單位：kg/m3；mw0——計算配合比每1m3混凝土的用水量，單位：kg/m3；ρc——水泥密度，單位：kg/m3，可取2900～3100kg/m3；ρg——粗骨料的表觀密度，單位：kg/m3；ρs——細(xì)骨料的表觀密度，單位：kg/m3；ρw——水的密度，單位：kg/m3，可取1000kg/m3；α——混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣劑或引氣劑外加劑時，可取1；βs——砂率，％。本發(fā)明的有益效果是：使用本發(fā)明的方法在一兩個工作日內(nèi)即可得到數(shù)據(jù)，以確定被測物料是否符合再生骨料的要求，根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定具體的用途。利用廢舊混凝土的廠家可以快速的得到物料可利用的信號，直接到建筑工地運料，省去了建筑商棄料、廠家再遠(yuǎn)途進(jìn)料的麻煩，節(jié)約了時間成本和兩方的運輸成本，不但廢物利用，還優(yōu)化投入和產(chǎn)出比，建筑商和廢舊混凝土的回收廠家都受益，提高了相關(guān)公司企業(yè)再利用建筑廢料的積極性，對環(huán)保有大益處。具體實施方式原料來源：某工地破碎錘打碎的大塊混凝土。原料到試驗室后經(jīng)破碎，組成：廢棄混凝土中含有30％左右的硬化水泥砂漿及70％左右天然集料(卵石)。這些水泥砂漿在破碎過程中絕大多數(shù)獨立成塊，少量附著在天然集料的表面，還有極少量則成為微細(xì)粉。破碎后的物料主要由下列顆粒組成：粒徑為5mm以下的細(xì)集料，主要包含由砂漿體破碎后形成的表面粘附水泥漿的砂粒、表面無水泥漿附的砂粒、水泥石顆粒以及破碎過程中產(chǎn)生的少量石粉等四種顆粒，重量約占廢棄混凝土塊重量的30％左右；粒徑為5～40mm的粗集料，大部分為表面包裹有部分砂漿的石子，少部分為與砂漿完全脫離的石子，還有少部分顆粒為表面包裹有部分砂漿的石子以及與砂漿完全脫離的石子，重量約占廢棄混凝土塊重量的70％左右。物料數(shù)據(jù)測試：(1)表觀密度：1)稱1.0kg試樣，裝入廣口瓶中,裝試樣時廣口瓶應(yīng)傾斜放置,然后注滿蒸餾水,用玻璃片覆蓋瓶口,以向上左右搖晃的方法排除氣泡。2)氣泡排凈后,向瓶內(nèi)添加蒸餾水,直至水面凸出到瓶口邊緣,然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行,使其緊貼瓶口水面，瓶口與玻璃片之間無氣泡時，擦干瓶外水分,稱取試樣、水、瓶和玻璃片的質(zhì)量(m1)，精確至1g。3)將瓶中試樣倒入淺盤中，置于烘箱中烘干至恒重，取出放在帶蓋的容器中，冷卻至室溫后稱出試樣的質(zhì)量(m0)，精確至1g。4)將瓶洗凈，重新注入蒸餾水，用玻璃片緊貼瓶口水面，擦干瓶外水分后稱出質(zhì)量(m2)，精確至1g。5)試驗結(jié)果計算按下式計算表觀密度(精確至0.01g/cm3)：ρ0=m0m0+m2-m1]]>經(jīng)過實驗，測定的再生粗骨料的表觀密度范圍是2653Kg/m3～2667Kg/m3，天然粗骨料的表觀密度為2670Kg/m3。由此可見，再生骨料表觀密度相比較天然骨料略小一些，相差不大。(2)堆積密度試驗步驟：1)稱取標(biāo)準(zhǔn)容器的質(zhì)量m0(kg)及測定標(biāo)準(zhǔn)容器的體積V0′(L)。2)將試樣通過標(biāo)準(zhǔn)容器上方漏斗裝入容器，直至容器上部試樣呈錐體且四周溢滿，停止加料。3)除去凸出容器表面的顆粒，并以合適的顆粒添入凹陷部分，使表面凸出部分體積和凹陷體積大致相等，稱其質(zhì)量m1(kg)。4)試驗結(jié)果計算按下式計算粗骨料的堆積密度(精確至10kg/m3)：ρ0′=m0-m1V0′]]>表1骨料堆積密度計算表(3)壓碎指標(biāo)測定主要儀器設(shè)備：壓力試驗機(量程300KN)、壓碎值測定儀、墊棒(ф10mm，長500mm)、天平或電子稱、方孔篩(孔徑分別為2.36mm、9.50mm和19.0mm)。試驗方法及步驟1)將石料試樣風(fēng)干。篩除大于19.0mm及小于9.50mm的顆粒，并除去針片狀顆粒。2)稱取試樣3kg(G1)，精確至1g。3)將試樣分兩層裝入圓模，每裝完一層試樣后，在底盤下墊ф10mm墊棒，將筒按住，左右交替顛擊地面各25次，平整模內(nèi)試樣表面，蓋上壓頭。4)將壓碎值測定儀放在壓力機上，按1KN/S速度均勻地施加荷載至200KN，穩(wěn)定5s后卸載。5)取出試樣，用2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱出篩余質(zhì)量(G2)，精確至1g。試驗結(jié)果的計算及判定壓碎指標(biāo)值按下式計算，精確至0.1％。φe=G1-G2G1×100]]>式中:φe——壓碎指標(biāo)值(％)；G1——試樣的質(zhì)量(g)；G2——壓碎試驗后篩余的質(zhì)量(g)；表2石子壓碎指標(biāo)分類表經(jīng)測定再生骨料壓碎指標(biāo)為15％，屬II類。(4)篩分實驗1)稱取試樣質(zhì)量7.5kg，精確到1g。2)按孔徑由大到小逐級進(jìn)行篩分，篩子下面先放一個潔凈的瓷盤，裝入試樣后手篩，直至每分鐘通過量不超過試樣總量的0.1％為止，通過的顆粒放入下一號篩中過篩。當(dāng)試樣粒徑大于19.0mm時，篩分時允許用手撥動試樣顆粒，使其通過篩孔。3)稱取各篩上的篩余量，精確到1g。在篩上的所有分計篩余量和篩底剩余的總和與篩分前測定的試樣總量相比，其相差不得超過1％。4)試驗結(jié)果的計算及鑒定分計篩余百分率—各號篩余量除以試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)(精確至0.1％)。累計篩余百分率—該號篩上分計篩余百分率與大于該號篩的各號篩上的分計篩余百分率之和(精確至1％)。表3篩分實驗記錄及結(jié)論：結(jié)論：該石子級配合格，最大粒徑37.5mm。再生混凝土配合比設(shè)計(兼與普通混凝土比較)：根據(jù)混凝土的配制強度和水泥的實際強度,由鮑羅米公式計算得到水灰比；根據(jù)坍落度和粗骨料的最大粒徑確定單位立方混凝土的用水量,然后根據(jù)粗骨料的最大粒徑和水灰比選擇適宜的砂率,最后即可根據(jù)體積法或質(zhì)量法確定砂和石子的用量,經(jīng)過試配和調(diào)整完成混凝土的配合比的設(shè)計。配制設(shè)計強度等級為C25的普通混凝土試件所用的材料為：水泥:普通硅酸鹽水泥,強度等級R42.5,水泥密度3.10g/cm3；砂子:河中砂,級配合格,表觀密度為2640kg/m3,含水率1％；石子:卵石,粒徑5mm～40mm,級配合格,表觀密度為2680kg/m3；水:自來水。(1)確定混凝土配制強度(fcu,0)fcu,0＝fcu,k+tσfcu,0:混凝土配制強度(Mpa)；fcu,k:混凝土設(shè)計強度等級(Mpa)；t:概率度,與強度保證率相對應(yīng)；σ:混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差(Mpa)。(2)確定水灰比W/C按如下公式計算WC=αafcefcu,0+αaαbfce]]>W——水的用量，單位：kgC——水泥的用量，單位：Kg(3)用水量的確定根據(jù)水泥漿強度等級確定，M2.5～M5用水200～230；M7.5～M10用水230～280；M15用水280～340；M20用水340～400，單位(kg/m3)；(4)水泥用量Qc＝1000(f+15.09)÷3.03CQc——水泥用量，單位：kg；f——砂漿試配強度，單位：Mpa；C——水泥強度，單位：Mpa；(5)砂率確定根據(jù)測定砂率含量為32％(6)最后按體積法確定粗細(xì)骨料的用量mc0ρc+mg0ρg+ms0ρs+mw0ρw+10α=1000βs=ms0ms0+mg0×100%]]>mc0——計算配合比每1m3混凝土中水泥用量，單位：kg/m3；mg0——計算配合比每1m3混凝土的粗骨料用量，單位：kg/m3；ms0——計算配合比每1m3混凝土的細(xì)骨料用量，單位：kg/m3；mw0——計算配合比每1m3混凝土的用水量，單位：kg/m3；ρc——水泥密度，單位：kg/m3，可取2900～3100kg/m3；ρg——粗骨料的表觀密度，單位：kg/m3；ρs——細(xì)骨料的表觀密度，單位：kg/m3；ρw——水的密度，單位：kg/m3，可取1000kg/m3；α——混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣劑或引氣劑外加劑時，可取1；βs——砂率，％。表4配合比計算結(jié)果表表5再生混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天表6普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天由以上試驗驗證可知再生混凝土實測28天抗壓強度比用卵石拌制的普通混凝土強度略高，再生混凝土和易性比普通混凝土差，特別是流動性較差。再生骨料表面粗糙且孔隙較多、棱角較多、吸水率較大、用漿量多,從而降低了混凝土的坍落度，但保水性和黏聚性較好。當(dāng)前第1頁1 2 3