一种建筑垃圾再生路面基层材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及路基材料技术领域，具体是一种建筑垃圾再生路面基层材料及其制备方法。


背景技术：

2.建筑业作为我国国民经济的支柱产业之一，在我国现代化建设的过程中扮演了重要的角色，但建筑业的繁荣发展也带来了大量的建筑垃圾。据统计我国2016年产生的建筑垃圾超过了26亿吨，而再生利用率仅5％左右，2020年时建筑垃圾的产量可能将达到峰值。建筑垃圾主要来源于：种植、回填、造景等土地挖掘、整理活动；建筑材料的生产；建筑施工过程中的余料、废料；旧建筑物的拆除；地震、海啸等自然灾害造成的房屋倒塌。水泥稳定碎石作为半刚性基层材料的一种，因其强度高、整体性好、耐久性好而广泛应用于沥青路面基层。在《公路路面基层施工技术细则》jtgtf20—2015中，高速公路和一级公路的基层、底基层抗压强度标准分别为3.0～5.0mpa、2.0～4.0mpa；二级和二级以下公路的基层、底基层抗压强度标准分别为2.0～4.0mpa、1.0～3.0mpa。抗压强度标准要求并不高，因此将建筑垃圾中的混凝土、砖块、砂浆块等分拣出来，破碎至合适的级配，制成再生集料，部分或完全代替天然集料做路面水泥稳定碎石基层或底基层具有现实的可行性。
3.现有技术制备的再生路面基层材料常常存在强度达不到要求的现象，为了解决该技术问题现提出一种建筑垃圾再生路面基层材料及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种建筑垃圾再生路面基层材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：
7.消石灰或/和水泥：8～15份，
8.矿渣：5～20份；
9.红矸石：8～12份；
10.纤维：2～5份；
11.所述碱激发剂：3～6份；
12.所述减水剂：0.3～0.5份；
13.余量为建筑垃圾再生骨料；
14.所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
15.作为本发明进一步的方案：该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：
16.消石灰或/和水泥：10～13份，
17.矿渣：9～16份；
18.红矸石：9～11份；
19.纤维：3～4份；
20.所述碱激发剂：4～5份；
21.所述减水剂：0.35～0.45份；
22.余量为建筑垃圾再生骨料。
23.作为本发明再进一步的方案：，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：
24.消石灰或/和水泥：12份，
25.矿渣：13份；
26.红矸石：10份；
27.纤维：4份；
28.所述碱激发剂：4.5份；
29.所述减水剂：0.4份；
30.余量为建筑垃圾再生骨料。
31.作为本发明再进一步的方案：所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
32.作为本发明再进一步的方案：所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
33.作为本发明再进一步的方案：所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
34.作为本发明再进一步的方案：所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
35.作为本发明再进一步的方案：所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
36.作为本发明再进一步的方案：所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
37.本发明另一目的是提供主体的制备方法，包括如下步骤：
38.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
39.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
40.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
41.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用的矿渣、红矸石、纤维和碱激发剂能较好的适用于建筑垃圾再生骨料作基层材料。本发明的路面基层材料不仅强度高，恢复效果良好。本发明试样在受损后，经14d标养，裂缝处的碱激发剂及矿物掺合料发生水化反应，水化产物对裂缝进行了修复，试样强度均得到了明显恢复。
具体实施方式
42.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
43.实施例1
44.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：15份，矿渣：20份；红矸石：12份；纤维：5份；所述碱激发剂：6份；所述减水剂：0.5份；余量为建筑垃圾再生骨料；
45.所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
46.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
47.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
48.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
49.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
50.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
51.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
52.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
53.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
54.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
55.实施例2
56.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：8份，矿渣：5份；红矸石：8份；纤维：2份；所述碱激发剂：3份；所述减水剂：0.3份；余量为建筑垃圾再生骨料；
57.所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
58.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
59.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
60.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
61.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
62.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
63.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
64.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
65.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
66.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
67.实施例3
68.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：13份，矿渣：16份；红矸石：11份；纤维：4份；所述碱激发剂：5份；所述减水剂：0.45份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
69.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
70.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
71.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
72.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
73.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
74.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
75.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
76.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
77.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
78.实施例4
79.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：10份，矿渣：9份；红矸石：9份；纤维：3份；所述碱激发剂：4份；所述减水剂：0.35份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
80.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
81.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
82.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
83.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
84.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
85.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
86.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
87.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
88.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
89.实施例5
90.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：12份，矿渣：13份；红矸石：10份；纤维：4份；所述碱激发剂：4.5份；所述减水剂：0.4份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
91.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
92.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
93.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
94.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
95.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
96.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
97.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
98.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
99.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
100.对比例1
101.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：12份，矿渣：13份；红矸石：10份；所述碱激发剂：4.5份；所述减水剂：0.4份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
102.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
103.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
104.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
105.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
106.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
107.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
108.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
109.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石，拌合均匀；
110.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
111.对比例2
112.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：12份，矿渣：13份；纤维：4份；所述碱激发剂：4.5份；所述减水剂：0.4份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
113.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
114.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
115.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
116.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
117.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
118.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
119.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
120.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、纤维，拌合均匀；
121.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
122.对比例3
123.一种建筑垃圾再生路面基层材料，该建筑垃圾再生路面基层材料包括下列重量份的原料组成：消石灰或/和水泥：12份，矿渣：13份；红矸石：10份；纤维：4份；减水剂：0.4份；余量为建筑垃圾再生骨料；所述再生粗骨料为废弃混凝土经破碎筛分所得再生骨料。
124.所述碱激发剂由水玻璃和氢氧化钠组成，其质量比为2:1～4:1。
125.所述纤维为玻璃棉纤维、矿棉、聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。
126.所述减水剂为胺基类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂、脂肪族类减水剂中的任意一种或几种的组合。
127.所述建筑垃圾再生骨料按骨料粒径大小分为四档进行级配；第一档集料的粒径为0～4.75mm、第二档集料的粒径为4.75～9.5mm、第三档集料的粒径为9.5～19mm、第四档集料的粒径为19～31.5mm。
128.所述建筑垃圾再生骨料中第一档集料、第二档集料、第三档集料和第四档集料级配的比例分别为10％～15％、20％～25％、20％～40％及20％～50％。
129.一种建筑垃圾再生路面基层材料的制备方法，包括如下步骤：
130.将不同粒径的建筑垃圾再生骨料按比例加入，拌合均匀；
131.向拌合后的建筑垃圾再生骨料加入消石灰或/和水泥、矿渣、红矸石、纤维、碱激发剂，拌合均匀；
132.将减水剂溶入水中，倒入上述混合料中，拌合均匀，闷料，得到建筑垃圾再生路面基层材料。
133.性能检测试验
134.将实施例1～5、对比例1-3的产品在最佳含水率附近(
±
2％)按96％的压实度进行无侧限抗压强度试件成型，并置于标准养护条件(温度为20℃
±
2℃，湿度大于95％)下养护56d，随后进行强度测试，当试样开裂后立即停止测试，并将所有试样再次放入标准养护条件下养护14d，最后再进行强度测试，测试结果如表1所示。
[0135][0136]
本发明使用的矿渣、红矸石、纤维和碱激发剂能较好的适用于建筑垃圾再生骨料作基层材料。本发明的路面基层材料不仅强度高，恢复效果良好。本发明试样在受损后，经14d标养，裂缝处的碱激发剂及矿物掺合料发生水化反应，水化产物对裂缝进行了修复，试样强度均得到了明显恢复。
[0137]
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。