一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土及其施工工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土及其施工工藝，該工藝利用城市建設過程中產生的建筑垃圾進行再生利用，低強度混凝土由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生細料、水泥、摻合料和水配制拌和而成。通過對建筑垃圾再生產品的規格、質量進行嚴格分類和管理，使得該材料充分利用各種規格的建筑垃圾再生集料，同時滿足管溝回填的技術要求，而且低強度混凝土硬化后的力學強度根據工程需要進行調節。本發明專利技術擴寬建筑垃圾再生利用的新途徑；解決某些部位回填施工中回填材料不易被有效壓實的回填施工難題；更為重要的是解決目前管溝回填后不利于人工開挖的情況，減少市政工程中不必要的資源浪費，同時充分利用各種規格的建筑垃圾。

【技術實現步驟摘要】
一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土及其施工工藝
本專利技術公開了一種新型的土木工程材料，具體是一種利用含紅磚的建筑垃圾生產的專門用于溝槽回填的低強度混凝土，適用于擋土墻墻背回填、橋涵臺背回填、道路加寬路基回填、城市道路管溝回填、檢查井周邊回填、地下工程及狹小建筑基坑回填等工程。
技術介紹
近二十年以來，隨著我國經濟飛速發展以及城市擴建速度不斷加快，大量老舊建筑物或道路橋梁被拆除，產生了大量建筑垃圾。據不完全統計，我國每年產生的建筑垃圾約為4000萬噸，其中廢棄混凝土結構建筑垃圾為1360萬噸，約占建筑垃圾總量的三分之一。而目前我國建筑垃圾以填埋、露天堆存為主，危害嚴重，資源化率不足5％，資源化處理設施缺乏，產業發展處于起步階段。全國范圍內，建筑垃圾多數還是填埋堆放，垃圾圍城、垃圾圍村比較普遍，而且由于很多城市沒有專門建筑垃圾填埋場，建筑垃圾亂堆亂倒的現象非常猖獗，多是非法堆放。據央視新聞2013年10月8號和10號報道，北京市目前有正規建筑垃圾填埋場25家，而非法填埋場在50家以上，這些填埋場占地毀林，污染環境。因此，如何解決如此之多的建筑垃圾，已經成為世界各國研究的熱點。據有關部門預測，中國每年20億m2以上的工程建設將持續10～15年。同時每年會產生約6億噸的建筑垃圾。而每萬m2拆除的舊建筑將產生7000～12000噸建筑垃圾。我國建筑垃圾的數量已占到城市垃圾總量的30％～40％。與此同時，在道路建設和維修養護中，有些工程部位的回填無法進行有效壓實。如城市道路路基開槽進行管線埋設后的回填、檢查井周邊回填、掘路回填、擋土墻墻背及橋臺臺背回填等，由于受到管線等構筑物的限制，再加上回填空間狹小等因素的制約，無法使用大型機械進行碾壓施工，導致壓實度很難達到設計要求，從而造成回填變形、沉陷等病害，且病害發生后無法進行有效修復。此外，當城市道路出現路面塌陷等險情時，傳統的回填技術更是難以滿足施工速度與施工質量的要求。目前，國內針對上述回填工程中出現的問題提出了一些新材料和新技術，如氣泡輕質土、流態粉煤灰、陶粒粉煤灰混凝土等。氣泡輕質土容重小、流動性高，可通過管道泵送，但其水泥用量高，且引入氣泡使其施工過程較為復雜，導致材料造價也偏高。流態粉煤灰回填速度快，施工工藝簡單，造價較低，但在地下水豐富的地方回填受水的影響較大，硬化后裂縫較多，早期強度偏低。陶粒粉煤灰混凝土密度小、強度高、壓縮模量大，采用振搗成型且無需壓實，可消除回填壓實的“死角”，但其水泥用量較高，造價偏高。因此，上述材料大都難以在回填工程中大規模推廣應用。建筑垃圾主要包括廢混凝土、廢砂漿、廢磚、廢瓦和渣土等，經分選、破碎、篩分加工后,大多可以作為再生材料重新利用。但由于我國建筑垃圾分類工作欠完善，建筑垃圾中土、磚、石等雜質含量較多，成分復雜，質量差異較大；加之，我國在建筑垃圾綜合利用方面的有用技術少，已有技術的成熟度仍較低，難以大規模推廣應用。目前，建筑垃圾中由原生混凝土破碎、篩分后制得的再生粗、細骨料能夠獲得較好的再生利用，而土、石等雜質含量高、紅磚含量大的城市建筑垃圾綜合利用率較低，極易產生二次污染問題，影響了城市建筑垃圾的綜合再生利用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于：1.提供一種完全利用建筑垃圾生產的新材料，擴寬建筑垃圾再生利用的新途徑；2.解決某些部位回填施工中回填材料不易被有效壓實的回填施工難題；3.更為重要的是解決目前管溝回填后不利于人工開挖的情況，減少市政工程中不必要的資源浪費，同時充分利用各種規格的建筑垃圾。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土及其施工工藝，該工藝利用城市建設過程中產生的建筑垃圾進行再生利用，并選取其中質量較差、再生利用率較低的含紅磚的建筑垃圾生產一種適用于溝槽回填的低強度混凝土。一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，該低強度混凝土由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生細料、水泥、摻合料和水配制拌和而成，再生粗料的粒徑在4.75～26.5mm之間，再生細料的粒徑小于4.75mm。通過對建筑垃圾再生產品的規格、質量進行嚴格分類和管理，以及其他工程技術措施處理，使得該材料充分利用各種規格的建筑垃圾再生集料，同時又能滿足管溝回填的技術要求，而且低強度混凝土硬化后的力學強度根據工程需要進行調節，其1d強度調節范圍為0.4MPa～1.0MPa，28d強度調節范圍為2.0MPa～6.0MPa。利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍如表1所示：表1利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍表注：摻合料摻量為建筑垃圾再生集料總質量的百分比；其中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R，根據施工水平、設計指標等合理選擇水泥用量。所述建筑垃圾為城市房屋建筑等基礎設施建設和拆除過程中產生的建筑類垃圾材料，建筑類垃圾材料包括紅磚類、廢舊或廢棄的混凝土類、砂漿類、磚瓦類等材料以及產生的粉塵和其他雜質材料。建筑垃圾再生粗料是其在分選、破碎、篩分過程中產生的粒徑在4.75～26.5mm之間，再生細料是粒徑小于4.75mm的建筑垃圾。建筑垃圾再生集料應符合下列技術要求：(1)再生粗料大于26.5mm的顆粒含量小于10％(2)再生細料大于4.75mm的顆粒含量小于10％；(3)再生細料小于0.075mm的顆粒含量大于8％；(4)建筑垃圾再生集料有機物含量小于1％；(5)建筑垃圾再生集料不能含有對地下水、土壤產生污染的重金屬等有害成分。摻合料為礦渣粉、粉煤灰、磷渣粉、硅灰、粘性土等，須經利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土性能試驗合格后方可使用，其技術要求應符合《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術指南》的要求。本專利技術所述材料均為干燥時的質量。所述水為可飲用的自來水。本專利技術所提供的利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的具體測量儀器設備、測量方法：參考《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規范》(JTEE30-2005)“水泥混凝土拌合物稠度試驗方法(坍落度儀法)(T0522-2005)”測量溝槽混凝土拌合物和易性，測量精確至1mm，結果修約至最接近的5mm。一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土施工工藝，該工藝的實施方法如下：S1、測定建筑垃圾再生粗料的含水率：參考《公路工程集料試驗規程》(JTGE42-2005)“粗集料含水率試驗(T0305-1994)”測量所用建筑垃圾再生粗料的含水率，精確至0.1％，以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值。S2、測定建筑垃圾再生細料的含水率：參考《公路工程集料試驗規程》(JTGE42-2005)“細集料含水率試驗(T0332-2005)”測量所用建筑垃圾再生細料的含水率，精確至0.1％，以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值。S3、測定建筑垃圾再生粗料的吸水率和表觀密度：參考《公路工程集料試驗規程》(JTGE42-2005)“粗集料密度及吸水率試驗(容量瓶法)(T0308-2005)”測量所用建筑垃圾再生粗料表觀密度精確至小數點后3位；吸水率精確至0.1％。以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值。S4、測定建筑垃圾再生細料的吸水率和表觀密度：參考《公路工程集料試驗規程》(JTGE本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：該低強度混凝土由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生細料、水泥、摻合料和水配制拌和而成，再生粗料的粒徑在4.75～26.5mm之間，再生細料的粒徑小于4.75mm；通過對建筑垃圾再生產品的規格、質量進行嚴格分類和管理，充分利用各種規格的建筑垃圾再生集料，同時又能滿足管溝回填的技術要求，而且低強度混凝土硬化后的力學強度根據工程需要進行調節，其1d強度調節范圍為0.4MPa～1.0MPa，28d強度調節范圍為2.0MPa～6.0MPa；利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍如表1所示：表1?利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍表

【技術特征摘要】
1.一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：該低強度混凝土由建筑垃圾再生粗料、建筑垃圾再生細料、水泥、摻合料和水配制拌和而成，再生粗料的粒徑在4.75～26.5mm之間，再生細料的粒徑小于4.75mm；通過對建筑垃圾再生產品的規格、質量進行嚴格分類和管理，充分利用各種規格的建筑垃圾再生集料，同時又能滿足管溝回填的技術要求，而且低強度混凝土硬化后的力學強度根據工程需要進行調節，其1d強度調節范圍為0.4MPa～1.0MPa，28d強度調節范圍為2.0MPa～6.0MPa；利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍如表1所示：表1利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的各組分及其用量指導性范圍表注：摻合料摻量為建筑垃圾再生集料總質量的百分比。2.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R，根據施工水平、設計指標選擇水泥用量。3.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：建筑垃圾為城市房屋建筑等基礎設施建設和拆除過程中產生的建筑類垃圾材料，建筑類垃圾材料包括紅磚類、廢舊或廢棄的混凝土類、砂漿類、磚瓦類材料以及產生的粉塵材料。4.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：建筑垃圾再生粗料是其在分選、破碎、篩分過程中產生的粒徑在4.75～26.5mm之間，再生細料是粒徑小于4.75mm的建筑垃圾。5.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：建筑垃圾再生集料應符合下列技術要求，1)再生粗料大于26.5mm的顆粒含量小于10％；2)再生細料大于4.75mm的顆粒含量小于10％；3)再生細料小于0.075mm的顆粒含量大于8％；4)建筑垃圾再生集料有機物含量小于1％；5)建筑垃圾再生集料不能含有對地下水、土壤產生污染的重金屬有害成分。6.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：摻合料為礦渣粉、粉煤灰、磷渣粉、硅灰、粘性土，經利用含紅磚的建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土性能試驗合格后使用，其技術要求應符合《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術指南》的要求；材料均為干燥時的質量。7.根據權利要求1所述的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土，其特征在于：水為自來水。8.利用權利要求1所述低強度溝槽混凝土進行的一種利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土施工工藝，其特征在于：該工藝的實施方法如下，S1、測定建筑垃圾再生粗料的含水率；S2、測定建筑垃圾再生細料的含水率；S3、測定建筑垃圾再生粗料的吸水率和表觀密度；S4、測定建筑垃圾再生細料的吸水率和表觀密度，以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值；S5、確定原材料和試驗室配合比：確定好原材料后，按下列步驟進行利用含紅磚建筑垃圾生產的低強度溝槽混凝土的試驗室配合比設計：S5.1確定溝槽混凝土的配制強度fcu,o和預期坍落度T控制指標；S5.2根據溝槽混凝土的配制強度fcu,o和水泥實際強度fce確定其自由水灰比W1/C；S5.3確定溝槽混凝土砂率μ；S5.4根據砂率μ、水灰比W1/C和預期坍落度T確定溝槽混凝土自由水用量W1；S5.5根據自由水灰比W1/C和自由水用量W1，計算確定水泥用量C；S5.6通過混凝土配合比設計方法中的絕對其體積法確定建筑垃圾再生粗料用量G，以及建筑垃圾再生細料用量S；S5.7根據再生集料總質量計算摻合料用量F；S5.8根據建筑垃圾再生集料吸水率計算附加水用量W2；S5.9將自由水用量W1與附加水用量W2相加得到總用水量W；S5.10進行溝槽混凝土的試拌，檢驗試拌溝槽混凝土的和易性、強度、耐久性指標；S5.11選擇和易性、強度和耐久性...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張金喜，王博，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京,11