一种再生混凝土重力式U型桥台及其制作方法与流程

本发明涉及桥梁工程、新型环保的建筑材料技术领域，尤其涉及一种再生混凝土重力式u型桥台及其制作方法。

背景技术：

随着人类文明的不断前进，世界范围内城市化进程不断加快，混凝土材料的人均消费量越来越大，与此同时产生的环境问题也越来越显著。天然砂石资源的随意开采、滥采滥用，造成了山体滑坡、河床改道，严重破坏了自然环境。由于长期开采造成的资源枯竭，使得原有砂石骨料源源不断的现象不复存在。

另一方面，混凝土结构通常只有几十年的生命周期，世界上每年拆除的废旧混凝土产生了大量的建筑垃圾，巨大的建筑垃圾处理费用可想而知。由此引发的环境问题也很明显，如对耕地的占用、对景观的破坏、粉尘对环境的污染等。为解决这些问题，若能将这些废弃混凝土块就地回收，经破碎、清洗、分级后作为骨料再生利用，生产再生混凝土并应用到新的工程上，则不仅能降低成本，节省天然骨料资源，保护生态环境，还能解决城市废弃物的堆放、占地和环境污染等问题。

传统重力式u型桥台的前墙、侧墙结构采用普通c25片石混凝土浇筑而成。普通c25片石混凝土原料包括片石、粗骨料、砂、水泥、水、粉煤灰、外加剂等。粗骨料、砂、水泥、水、粉煤灰、外加剂按一定的配合比拌和，然后浇筑桥台台身，浇筑的过程中分层掺入片石。粗骨料通常为天然碎石，由天然岩石、卵石经机械破碎、筛分制成；片石为厚度150～300mm的天然石块。

关于再生混凝土的研发近年来已全面展开。如中国专利1“以建筑垃圾为原料生产的再生混凝土及其生产方法”(公开号：cn104072058a)提供了一种以废砖为再生粗骨料、以废弃混凝土为再生细骨料制备再生混凝土的方法，所制备的再生混凝土强度等级为c10～c20，强度较低，应用于对强度要求不高的墙板类构件或墙体的制作；中国专利2“一种内藏钢管混凝土柱l形再生混凝土砖砌块墙体及做法”也是将再生混凝土应用到墙体中，提供了一种再生混凝土砖砌块，但未给出适用于制作此类墙体的再生混凝土配合比。再生混凝土应用于此类构件，取代了传统的砌体结构，在响应了绿色环保理念的同时，具有一定的经济效益。

重力式u型桥台前墙、侧墙结构尺寸通常较大，属于大体积混凝土结构。采用一种再生片石混凝土来代替普通片石混凝土制作重力式u型桥台，其片石、混凝土粗骨料全部采用由废弃混凝土破碎、筛分、清洗而成的再生片石、再生粗骨料，其胶凝材料采用大量粉煤灰取代水泥，针对再生粗骨料的特性，采用特殊的再生混凝土配合比配制混凝土，满足重力式u型桥台承载能力、正常使用的同时，具有更加明显的经济和环保效益。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供了一种再生混凝土重力式u型桥台。

再生混凝土重力式u型桥台前墙、侧墙由再生片石混凝土代替普通片石混凝土浇筑而成，充分、有效地利用了废弃混凝土这一再生资源，有利于降低成本、减轻环境污染和实现自然资源的可持续利用。

本发明的技术方案是：

一种再生混凝土重力式u型桥台，前墙、侧墙由再生片石混凝土制作而成。

更进一步的方案是：所述再生混凝土具有如下的组分用量配比：

水泥250～260kg/m³，水195～203kg/m³，砂650～665kg/m³，再生粗骨料1070～1090kg/m³，粉煤灰140～150kg/m³，fdn高效减水剂5～7kg/m³。

另外，再生片石含量不超过桥台前墙、侧墙体积的20％；再生混凝土强度等级不低于c25。

更进一步的方案是：所述的再生粗骨料为废弃混凝土经破碎、筛分后，得到的再生粗骨料，其中废弃混凝土强度等级不低于c40。

更进一步的方案是：所述再生粗骨料的表观密度2580～2610kg/m³，堆积密度1330～1355kg/m³，紧密密度1550～1570kg/m³，针片状颗粒含量≤13％，含水率0％，3％≤吸水率≤4％，压碎指标≤18％，颗粒级配符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj52-2006)中连续粒级的相关要求。

更进一步的方案是：所述再生粗骨料经过破碎、筛分、检测性能指标后，再进行清洗、吸水至完全饱和面干，然后加入到再生混凝土配制中。

更进一步的方案是：所述再生片石为废弃混凝土经破碎、筛分、清洗、吸水至完全饱和面干后，得到的厚度150～300mm的再生片石，片石最大尺寸不超过填放处结构尺寸的1/4，其中废弃混凝土强度等级不低于c40。

更进一步的方案是：所述再生混凝土中采用大量粉煤灰部分代替水泥，粉煤灰取代率为36％～37.5％。

更进一步的方案是：所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰为ⅱ级粉煤灰；砂作为细骨料，为级配ⅱ区的中砂。

本发明的再生粗骨料及再生片石，采用的废弃混凝土来源非以下途径：(1)轻集料混凝土；(2)特殊建筑的混凝土(如沿海港口工程、核电站、医院放射间等)；(3)收硫酸盐腐蚀严重的混凝土；(4)受重金属污染的混凝土；(5)存在碱-集料反应的混凝土；(6)含有大量不易分离的木屑、污泥、沥青等杂质的混凝土；(7)受氯盐腐蚀严重的混凝土；(8)受有机物污染的混凝土；(9)碳化严重，质地酥松的混凝土。

本发明的另一个目的在于提供一种再生混凝土重力式u型桥台的制作方法。

再生混凝土重力式u型桥台的制作方法，包括以下步骤：

第一步，收集废弃混凝土；

第二步，将一部分废弃混凝土破碎、筛分，制作再生粗骨料；对破碎、筛分后的粗骨料进行颗粒级配分析、表观密度、堆积密度、紧密密度、针片状颗粒含量、含水率、吸水率、压碎值指标试验；然后对粗骨料进行清洗、吸水至完全饱和面干，作为再生粗骨料；

第三步，将另一部分废弃混凝土破碎、筛分、清洗、吸水至完全饱和面干，作为再生片石；

第四步，按照再生混凝土的组分用量配比：水泥250～260kg/m³，水195～203kg/m³，砂650～665kg/m³，再生粗骨料1070～1090kg/m³，粉煤灰140～150kg/m³，fdn高效减水剂5～7kg/m³，称取各个组分；

第五步，将称取的原料放入搅拌机中，进行充分拌和均匀；同时钢筋网绑扎完成、支模完成；

第六步，将拌和的再生混凝土运输、泵送至施工现场并浇筑重力式u型桥台的前墙、侧墙结构；再生混凝土分层浇筑，每层混凝土的厚度不超过300mm，大致水平，分层振捣，边振捣边人工填放再生片石；片石应分布均匀，净距不小于150mm，片石边缘与模板间的净距不小于200mm；片石不得触及前墙、侧墙构造钢筋网，随后进行正常养护、拆模程序即可；

再生混凝土重力式u型桥台前墙、侧墙施工的同时，台身除前墙、侧墙外的其余部分按普通施工方法及施工顺序进行。

与现有的传统重力式u型桥台相比，本发明的有益效果是：再生混凝土重力式u型桥台前墙、侧墙结构的大体积混凝土采用再生片石混凝土代替普通片石混凝土，即混凝土中片石全部由再生片石替代，粗骨料全部由再生粗骨料替代，大量水泥由粉煤灰替代，所配制出的再生片石混凝土满足重力式u型桥台承载能力、正常使用要求的同时，改善了混凝土泵送性能，降低了大体积混凝土施工过程中水泥所产生的水化热；另一方面，大幅降低了生产成本，节省了天然石材资源，保护了生态环境，同时解决了当地废弃物的堆放、占地和环境污染问题。

附图说明

图1是本发明提供的再生混凝土重力式u型桥台的构造示意图；

图2为图1的i-i面视图；

图3为图1的ⅱ-ⅱ面视图；

图4是本发明提供的再生混凝土重力式u型桥台的制作工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。

本发明提供的再生混凝土重力式u型桥台，如附图1、2、3所示，从结构上看，基本包括侧墙1、前墙2、台帽3、背墙4、桥台基础5组成，在前墙和侧墙的外侧设置钢筋网6。其中侧墙和前墙均由再生片石混凝土制作而成，背墙、台帽均由普通钢筋混凝土浇筑而成。

一种再生混凝土重力式u型桥台，其前墙、侧墙由再生片石混凝土代替普通片石混凝土制作。

前墙、侧墙混凝土的粗骨料全部为废弃混凝土经破碎、筛分后，得到的再生粗骨料，其中废弃混凝土强度等级不低于c40。

再生粗骨料表观密度2580～2610kg/m³，堆积密度1330～1355kg/m³，紧密密度1550～1570kg/m³，针片状颗粒含量≤13％，含水率0％，3％≤吸水率≤4％，压碎指标≤18％，颗粒级配符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj52-2006)中连续粒级的相关要求。

再生粗骨料经过破碎、筛分、检测性能指标后，再进行清洗、吸水至完全饱和面干，然后参与再生混凝土配制。

前墙、侧墙混凝土中片石全部为废弃混凝土经破碎、筛分、清洗、吸水至完全饱和面干后，得到的厚度150～300mm的再生片石，片石最大尺寸不超过填放处结构尺寸的1/4，其中废弃混凝土强度等级不低于c40。

为了保证废弃混凝土的强度和质量，要对废弃混凝土进行一定的选择。一般来说，以下来源的废弃混凝土不能用在本发明中：(1)轻集料混凝土；(2)特殊建筑的混凝土(如沿海港口工程、核电站、医院放射间等)；(3)收硫酸盐腐蚀严重的混凝土；(4)受重金属污染的混凝土；(5)存在碱-集料反应的混凝土；(6)含有大量不易分离的木屑、污泥、沥青等杂质的混凝土；(7)受氯盐腐蚀严重的混凝土；(8)受有机物污染的混凝土；(9)碳化严重，质地酥松的混凝土。

前墙、侧墙混凝土采用了大量粉煤灰代替水泥，粉煤灰取代率36％～37.5％。

前墙、侧墙混凝土所采用的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰为ⅱ级粉煤灰；砂作为细骨料，为级配ⅱ区的中砂。

再生混凝土重力式u型桥台，前墙、侧墙混凝土配合比为：

另外，再生片石含量不超过桥台前墙、侧墙体积的20％。

如图4所示，一种再生混凝土重力式u型桥台的制作，包括以下工艺步骤：

第一步，收集废弃混凝土，废弃混凝土强度c45；

第二步，将一部分废弃混凝土破碎、筛分，制作再生粗骨料；对再生粗骨料进行颗粒级配分析，筛分结果如表1所示；对再生粗骨料进行表观密度、堆积密度、紧密密度、针片状颗粒含量、含水率、吸水率、压碎值指标试验，试验结果如表2所示：

表1再生粗骨料筛分试验结果

颗粒级配符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj52-2006)中连续粒级的相关要求。

表2再生粗骨料主要性能指标

然后对再生粗骨料进行清洗、吸水至完全饱和面干，待参与拌和再生混凝土；

第三步，将另一部分废弃混凝土破碎、筛分、清洗、吸水至完全饱和面干，作为再生片石；再生片石厚度均在150～300mm范围内，片石最大尺寸不超过填放处结构尺寸的1/4；

第四步，准备水泥、粉煤灰、细骨料等材料，按配合比称取各个组分。其中水泥为华新42.5级普通硅酸盐水泥，密度3.1g/cm³，经检验各项技术指标符合《通用硅酸盐水泥》(gb175-2007)。粉煤灰为武钢产ⅱ级粉煤灰，密度2.1g/cm³，经检验各项技术指标符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)。细骨料为巴河天然中砂。对细骨料进行颗粒级配分析，筛分结果如表3所示；对细骨料进行表观密度、堆积密度、紧密密度、泥块含量、含泥量、细度模数指标试验，试验结果如表4所示：

表3细骨料筛分试验结果

根据《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj52-2006)规定的砂的颗粒级配分区，砂的颗粒级配为级配良好的ⅱ区砂。

表4细骨料主要性能指标

各项技术指标符合《建筑用砂》(gb/t14684-2011)、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj52-2006)相关要求。

按照以下配合比称取各个组分：

此配合比中，粉煤灰代替水泥的取代率为37％。另外，再生片石含量取桥台前墙、侧墙体积的20％。

第五步，将称取的原料放入搅拌机中，进行充分拌和均匀，得到强度等级c25的再生混凝土；同时钢筋网绑扎完成、支模完成；

第六步，将拌和的再生混凝土运输、泵送至施工现场并浇筑重力式u型桥台的前墙、侧墙结构；再生混凝土分层浇筑，每层混凝土的厚度不超过300mm，大致水平，分层振捣，边振捣边人工填放再生片石；片石分布均匀，净距不小于150mm；片石边缘与模板间的净距不小于200mm，片石不得触及台身构造钢筋。随后进行正常养护、拆模程序。

所配制的再生混凝土泵送性能良好，且桥台前墙、侧墙大体积混凝土施工过程中水泥所产生的水化热较低。

再生混凝土重力式u型桥台前墙、侧墙施工的同时，台身除前墙、侧墙外的其余部分按普通施工方法及施工顺序进行。

以上所述仅为本发明的最佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。