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文档简介
一、项目来源
根据《广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2020年第二批
广西地方标准制定项目计划的通知》(桂市监函〔2020〕1832号),
由广西壮族自治区交通运输厅提出,广西长长路桥建设有限公司,广
西交科集团有限公司,广西路桥工程集团有限公司,广西建筑材料科
学研究设计院有限公司,南宁市城市建设投资发展有限责任公司,广
西北投交通养护科技集团有限公司共同起草的广西地方标准《高品质
再生骨料制备技术规程》(项目编号:2020-02089)。
二、项目背景及目的意义
国家十三五时期对新型城镇化和交通基础设施建设的规划,中西
部建设规模将在未来的5-10年迅速扩大,按照全面提高质量、打造
绿色品质交通工程的新要求,对中西部资源环境承载能力和高效利用
提出了更多的条件。广西十三五乃至更长时期,还有上万公里的高速
公路、以及数十万的低等级公路和农村公路需要建设,大规模建设过
程中造成了废弃混凝土占用土地、污染环境的现状。广西地区城市面
貌日新月异,其交通基础设施不断优化,然而随之而来的城市问题也
逐渐凸显,越来越多的混凝土结构物因达到使用年限或不能满足应用
需求而被拆除,导致数量庞大的建筑垃圾占用大量的土地面积,城市
建筑垃圾消纳场一直处于满载状态。目前,广西仍处于续建建筑消纳
场这种最初级的建筑垃圾处理阶段,除了少数公路建设利用废旧混凝
土填筑基层,建筑材料再利用率在其他领域几乎为零,使得建筑垃圾
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污染与建筑垃圾围城的问题始终无法有效解决。同时由于广西地区城
市建设发展迅猛,对建筑材料的需求与日俱增。大规模开采石料导致
植被景观破坏,影响河道安全,形成了一方面为了建筑材料开山劈石
涉河取砂,另一方面建筑垃圾堆积成山无地消纳的矛盾局面。因此广
西地区迫切需要新技术实现废弃物的资源化利用,开展再生骨料加工
制备、应用技术的研究,扩大再生骨料应用范围,使其广泛应用于建
设工程中,实现建筑垃圾循环利用。
随着交通基础设施和城镇化建设规模的扩大,对资源的需求严重
制约了发展的可持续性。而在旧路改扩建过程中,会产生大量的废弃
混凝土,这些混凝土是可以作为再生骨料的原材料来制备工程所需的
再生骨料。但传统的再生骨料制备方法仅仅是简单的进行破碎和筛
分,由此得到的再生骨料性能较差(再生骨料棱角多、表面粗糙、骨
料表面包裹较多薄弱的水泥砂浆,同时破碎损伤过程中会产生大量的
微裂缝,骨料吸水率大等),质量波动大(不同来源的废弃混凝土因
强度等级不同,简单破碎筛分后的产品质量离散性大),工程应用范
围受限、利用率低。因此,通过再生骨料的整形强化等新型技术手段,
即通过改善骨料粒形和除去再生骨料表面所附着的硬化水泥石,对于
提高再生骨料的品质和使用率具有重要的应用价值,可为再生骨料的
制备及工程使用提供技术保障,规范再生骨料在级配碎石垫层、水泥
稳定碎石基层、路面混凝土、混凝土小构件、支挡防护工程的应用,
可扩大再生骨料在广西区的应用范围,提高再生骨料在区内的循环利
用率。
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三、项目编制过程
(一)成立标准编制工作组
广西地方标准《高品质再生骨料制备技术规程》项目任务下达后,
广西长长路桥建设有限公司成立了标准编制工作组,制定了标准编写
方案,明确任务职责,确定工作技术路线,开展标准研制工作,具体
标准编制工作由广西交科集团有限公司,广西路桥工程集团有限公
司,广西建筑材料科学研究设计院有限公司,南宁市城市建设投资发
展有限责任公司,广西北投交通养护科技集团有限公司相关人员配
合。
本标准负责起草单位:广西长长路桥建设有限公司
本标准参与起草单位:广西交科集团有限公司,广西路桥工程集
团有限公司,广西建筑材料科学研究设计院有限公司,南宁市城市建
设投资发展有限责任公司,广西北投交通养护科技集团有限公司。
本标准主要起草人:杨占峰(项目负责人)、熊剑平、韩玉、韦万
峰、周胜波、何克扬、覃靖、马跃腾、阮志新、廖巧玲、张仰鹏、陈
霏、谭华、刘卫东、王锋、朱剑宏、黄永东、李彩霞、骆俊晖、王军、
陈杰、谢政专、李浩、肖华杰、罗资清。杨占峰负责整个项目的技术
及组织协调工作;熊剑平、周胜波、谭华负责整个项目的技术指导;
韩玉、马跃腾负责大纲编制;韦万峰、廖巧玲负责整个项目进度管理。
本标准的具体内容由韦万峰负责编写,谢政专协助,其余参与人员根
据安排参与标准的编写。
(二)收集整理文献资料
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本标准起草人员的前期研究工作分为资料调查与研究、工程案例
及数据收集检验、总结完善3个步骤进行:1、调研了国内外大量关
于再生骨料的生产工艺、生产水平、再生骨料相关的标准规范、规程
及研究成果;2、搜集了国内及广西地区路用废旧混凝土再生骨料应
用实际案例及数据资料;3、对搜集到的资料进行分类整理和研究,
为下一步的规范研究提供必要的指导和技术支撑标准编制,工作组收
集了再生骨料相关文献资料、规程。主要有:
GB175通用硅酸盐水泥
GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB8076混凝土外加剂
GB/T14902预拌混凝土
GB50164混凝土质量控制标准
GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50666混凝土结构工程施工规范
JGJ1装配式混凝土结构技术规程
JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
JGJ55普通混凝土配合比设计规程
JGJ63混凝土用水标准
JC/T899混凝土路缘石
JTGD40公路水泥混凝土路面设计规范
JTG/TF20公路路面基层施工技术细则
JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技术细则
(三)研讨确定标准主体内容
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标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后,标准编制工
作组召开了标准编制会议,对标准的整体框架结构进行了研究,并对
标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究,标准的主体内容确定
为范围、术语和定义、基本规定、再生骨料技术要求、再生骨料的生
产、再生骨料应用要求。
(四)调研、形成征求意见稿
为确保本标准的编写工作有序开展,编写工作组在前期大量的研
究工作的基础上,于2020年10月上旬完成了《高品质再生骨料制备
技术规程》的编制大纲和工作大纲,并经内部评审讨论后,于2020
年10月23日召开了大纲外部评审会,评审会针对大纲共提出了13
条建议和意见。根据大纲评审专家的意见,以修改完善后的大纲作为
项目的工作指导,编写工作组开展了标准正式的编写工作,并于2021
年4月下旬完成了工作组讨论稿,于5月对讨论稿进行了会审,根据
会审意见修改后形成了广西地方标准《高品质再生骨料制备技术规
程》(征求意见稿)和编制说明。
四、标准制定原则
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的
规定。编写工作组充分调研了国内外及广西地区路用废旧混凝土再生
骨料实际应用案例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广
西地区路用废旧混凝土再生骨料生产工艺、性能指标的现状,以及国
内外再生骨料生产制备、应用的新技术。经过编写工作组成员讨论,
确定标准编制遵循以下基本原则:
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(1)科学性原则
本标准分析了国内外再生骨料生产工艺及性能评价指标,结合国
内及广西地区路用废旧混凝土再生骨料的性能指标水平及实际应用
案例,在此基础上对已发布的相关标准、规范、规程进行整理、归纳
和分类,建立了科学、实用、合理的路用废旧混凝土再生骨料应用技
术规程。
(2)承接性原则
本标准术语、符号、条文尽量与相应国家、国际、行业和地方标
准的规定内容相一致,条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与
国家、国际、行业和地方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。标
准技术内容中引用其他标准时,已明确指出所引用标准的内容或名
称,增强了标准的可读性和可操作性。
(3)可操作性原则
本标准的起草充分调研了国内外、广西壮族自治区路用废旧混凝
土再生骨料的性能指标水平及应用现状,征求了高校、公路管理、设
计院、施工单位等领域的专家意见。编写组在此基础上进过反复讨论
和修改,编制此标准。标准内容针对性强,可操作性高,易于推广。
五、标准主要内容及依据来源
1、标准名称
广西地方标准《高品质再生骨料制备技术规程》(专家组一致建
议改名为:《路用废旧混凝土再生集料应用技术规程》)主要章节内容
包括:范围、术语和定义、符号、基本规定、再生骨料技术要求、再
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生骨料的生产、再生骨料应用要求。
2、范围
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的
规定。编写工作组充分调研了国内外及广西地区路用废旧混凝土再生
骨料实际应用案例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广
西地区路用废旧混凝土再生骨料生产工艺、性能指标的现状,以及国
内外再生骨料生产制备、应用的新技术。在此基础上结合广西地区路
用废旧混凝土再生骨料应用实际情况,形成了广西地区路用废旧混凝
土再生骨料应用技术规程。
3、术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
(1)废旧混凝土wasteconcret:公路工程中路面、桥梁、隧
道、通涵、支挡排水工程等混凝土结构物及附属混凝土构造物在拆除、
翻修、养护等施工作业中产生的公路工程废旧水泥混凝土,由编制工
作组研讨确定。
(2)再生粗集料recycledcoarseaggregat:由公路工程废旧
水泥混凝土进行分拣、破碎、筛分而成,粒径大于4.75mm的颗粒,
来源JGJ/T240—2011《混凝土用再生粗骨料》,2.1.1,在该标准上
有修改。
(3)再生细集料recycledfineaggregate:由公路工程废旧
水泥混凝土进行分拣、破碎、筛分而成,粒径小于4.75mm的颗粒,
来源JGJ/T240—2011《混凝土用再生粗骨料》,2.1.2,在该标准上
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有修改。
(4)杂物impurities:与废旧水泥混凝土掺杂,不能加工成再
生集料的物质,如砖块、金属、塑料、沥青、木头、玻璃、陶瓷、草
根、树叶、树枝、纸张、石灰、石膏、毛皮、煤块和炉渣等,来源GB/T
25177《混凝土用再生粗骨料》,3.9,在该标准上有修改。
(5)饱和面干吸水率saturatedsurfacedrywaterabsorption:
再生集料饱和面干状态时,所含水的质量占集料绝干状态质量的百分
数,来源GB/T25177《混凝土用再生粗骨料》,3.8,在该标准上有修
改。
(6)强化技术strengtheningtechnology:利用物理、化学、
物理-化学复合等强化方法对再生集料进行整形、表面处理,提升再
生集料的性能指标,由编制工作组研讨确定。
(7)再生粗集料取代率replacemengtratioofrecycledcoarse
aggregate:再生骨料混合料中再生粗集料用量占粗集料总用量的质
量百分比,来源JGJ/T240—2011《混凝土用再生粗骨料》,2.1.5。
(8)再生细集料取代率replacemengtratioofrecycledfine
aggregate:再生骨料混合料中再生细集料用量占细集料总用量的质
量百分比,来源JGJ/T240—2011《混凝土用再生粗骨料》,2.1.6。
4、符号
下列符合适用于本标准。
Rd——混合料7d龄期无侧限抗压强度
——再生粗集料取代率
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——再生细集料取代率
5、基本规定
第5.1条:规定了废旧水泥混凝土在收集时应做好相关信息的采
集与记录工作,主要包括拆除前水泥混凝土的用途、服役时间和设计
强度等级、破损和污染状况等,由编制工作组研讨确定,废旧水泥混
凝土应做好相关信息的采集与记录工作,以便区分。
第5.2条:规定了废旧混凝土的收集宜按原始混凝土的设计强度
等级进行分级,分区存放,由编制工作组研讨确定。
第5.3条:规定了不得使用出现碱活性反应的废旧混凝土为原料
破碎生产再生骨料,由编制工作组研讨确定。
第5.4条:规定了再生集料不应含有有毒、有害及放射性物质,
应符合GB6566的规定,由编制工作组研讨确定。
第5.5条:规定了路用废旧混凝土再生集料的应用除应满足集料
性能指标的要求,还应考虑收集、加工及运输等经济因素,由编制工
作组研讨确定。
6、再生集料技术要求
6.1再生粗集料
再生粗集料按性能要求可分为I类、II类、Ⅲ类及Ⅳ类,性能
指标应符合表1的规定。
表1路用废旧混凝土再生粗集料主要性能指标
再生粗集料种类
测试指标
I类II类Ⅲ类Ⅳ类
表观密度/(kg/m3)>2450>2350
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压碎值/%≤12≤20≤26≤30
针片状颗粒(质量比)/%≤10≤10≤18≤20
饱和面干吸水率(按质量计)/%<3<5<6<8
0.075mm以下粉尘含量/%≤1≤2≤3≤7
杂物含量(按质量计)/%≤1.0
I类、II类再生粗集料适用于路面混凝土、混凝土小型预制构件、支挡
工程应用说明防护工程;I类、II类、Ⅲ类再生粗集料适用于路面混凝土;I类、II
类、Ⅲ类、Ⅳ类再生粗集料适用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层。
条文说明:
主要列出相关标准对再生粗骨料的要求及废旧水泥混凝土板破
碎再生粗骨料工程实际案例,说明再生粗骨料主要性能指标的选取及
其选取依据。
本标准的路用废旧混凝土再生粗骨料用于级配碎石垫层、水泥稳
定碎石基层、路面混凝土、混凝土小型构件构件及支挡防护工程,再
生粗骨料分类的主要性能指标及不同级别再生粗骨料主要性能指标
的分界是基于相关标准、工程实际案例数据及具体工程应用要求得到
的。本标准针对路用废旧混凝土再生骨料应用工程的特点,选用表观
密度、压碎值、针片状颗粒含量、饱和面干吸水率、0.075mm以下粉
尘含量、杂物含量(按质量计)指标对路用废旧混凝土再生粗骨料进
行规定并分级。再生粗集料按性能要求可分为I类、II类、Ⅲ类及
Ⅳ类。对于结构混凝土而言,其对强度、耐久性等性能要求较高,自
然对集料的要求也相对较高,本标准依据GB/T25177—2010《混凝
土用再生粗骨料》和JGJ/T240—2011《再生骨料应用技术规程》,
对I类、II类再生粗集料提出相应指标要求,I类、II类再生粗集
料适用于路面混凝土、混凝土小型预制构件、支挡防护工程等混凝土
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结构工程,级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层对集料要求相对较低,
Ⅲ类、Ⅳ类再生粗集料主要针对道路基层及垫层,在工程应用中,I
类、II类、Ⅲ类、Ⅳ类再生粗集料皆可用于级配碎石垫层、水泥稳
定碎石基层。
1相关标准
关于普通混凝土用天然粗集料的选用,目前工程中主要是参考
《建筑用卵石、碎石》GB/T14685—2011和《普通混凝土用砂、石
质量及检验方法标准》JGJ52—2006;关于再生粗骨料的选用,主要
依据《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177—2010和《再生骨料应用
技术规程》JGJ/T240—2011。
(1)关于天然粗集料,《建筑用卵石、碎石》GB/T14685—2011
将建筑用卵石、碎石分为三类,分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
表1(SM)《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685—2011)中粗集料主要性能指标
项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
含泥量(按质量计),%<0.5<1.0<1.5
泥块含量(按质量计),%0<0.5<0.7
针片状颗粒(按质量计),%<5<15<25
有机物合格合格合格
硫化物及硫酸盐(按SO3质量计),%<0.5<1.0<1.0
碎石压碎指标(%)<10<20<30
卵石压碎指标(%)<12<16<16
表观密度(kg/m3)>2600>2600>2600
连续级配松散堆积孔隙率(%)≤43≤45≤47
吸水率(%)≤1.0≤2.0≤2.0
碱集料反应经碱集料反应试验后,由卵石、碎石制备的试件无裂
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缝、酥裂、胶体外溢等现象,在规定的试验龄期膨胀
率应小于0.10%。
在天然粗集料的选用方面,《建筑用卵石、碎石》GB/T14685
—2001规定:I类骨料可用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类骨
料宜用于强度等级为C30—C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;
Ⅲ类骨料宜用于强度等级小于C30的混凝土,GB/T14685—2011《建
设用卵石、碎石》中则删除了相关规定,没有严格限制各类天然骨料
的使用。
(2)国标《混凝土用再生粗骨料》(GB/T25177-2010)主要针
对建筑结构用混凝土,将再生粗骨料按性能要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ
类,主要性能指标包括表观密度、空隙率、压碎指标、坚固性、杂物、
针片状颗粒、吸水率、微粉含量、泥块含量、碱集料反应。
表2(SM)《混凝土用再生粗骨料》(GB/T25177-2010)中再生粗集料主要性能指标
项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
表观密度/(kg/m3)>2450>2350>2250
空隙率/%<47<50<53
压碎指标/%<12<20<30
坚固性——质量损失/%<5.0<10.0<15.0
杂物(按质量计)/%<1.0
针片状颗粒(按质量计)/%<10.0
吸水率(按质量计)/%<3.0<5.0<8.0
微粉含量(按质量计)/%<1.0<2.0<3.0
泥块含量(按质量计)/%<0.5<0.7<1.0
经过碱骨料反应试验后,由再生粗骨料制备的试件无裂缝、
碱集料反应
酥裂或胶体外溢等现象,膨胀率应小于0.10%。
在再生粗骨料的选用方面,《再生骨料应用技术规程》JGJ/T240
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—2011指出,由于Ⅰ类再生粗骨料品质已经基本达到常用天然粗骨
料的品质,所以其应用不受强度等级限制,可用于配制各种强度等级
的混凝土;Ⅱ类再生粗骨料宜用于配制强度等级C40及以下强度等
级的混凝土;Ⅲ类再生粗骨料可用于配制C25及以下强度等级的混
凝土,不宜用于配制有抗冻性要求的混凝土。
(3)本标准的路用废旧混凝土再生粗集料涉及级配碎石垫层、
水泥稳定碎石基层的应用,再生粗骨料指标选取及界线主要参考依据
是《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-2015),《公路路面基
层施工技术细则》(JTG/TF20-2015)中对各等级公路基层、底基层
用粗集料性能要求做出了规定,主要评价性能指标包括压碎值、针片
状颗粒、0.075mm以下粉尘含量、软石含量,依据公路等级、交通量、
层位对粗集料性能指标作出要求。
表3(SM)《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-2015)中粗集料主要性能指标
高速公路和一级公路二级及二级以下公
指标层位极重、特重交通重、中、轻交通路
Ⅰ类Ⅱ类Ⅰ类Ⅱ类Ⅰ类Ⅱ类
基层≤22a≤22≤26≤26≤35≤30
压碎值(%)
底基层≤30≤26≤30≤26≤40≤35
针片状颗粒含量基层≤18≤18≤22≤18—≤20
(%)底基层—≤20—≤20—≤20
0.075mm以下分基层≤1.2≤1.2≤2≤2——
层含量(%)底基层——————
基层≤3≤3≤5≤5——
软石含量(%)
底基层——————
(4)本标准的路用废旧混凝土再生粗集料涉及路面混凝土的应
用,再生粗骨料指标选取及界线主要参考依据是《公路水泥混凝土路
面施工技术细则》(JTG/TF30-2014),《公路水泥混凝土路面施工技
术细则》(JTG/TF30-2014)中对公路水泥混凝土面层用再生粗集料
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性能要求做出了规定,主要评价性能指标包括压碎值、坚固性、针片
状颗粒含量、微分含量、泥块含量、吸水率、硫化物及硫酸盐含量(按
SO3质量计)、氯化物含量(以氯离子质量计)、洛杉矶磨耗值、杂物
含量、表观密度、空隙率,将再生粗骨料按性能指标分为Ⅰ级、Ⅱ级
和Ⅲ级。
表4(SM)《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/TF30-2014)的分类情况
技术要求
项目
Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级
压碎值(%)≤21.030.040.0
坚固性(按质量损失计)(%)≤5.010.015.0
针片状颗粒含量(按质量计)(%)
10.0
≤
微分含量(按质量计)(%)≤1.02.03.0
泥块含量(按质量计)(%)≤0.50.71.0
吸水率(按质量计)(%)≤3.05.08.0
硫化物及硫酸盐含量(按SO3质
2.0
量计)(%)≤
氯化物含量(以氯离子质量计)
0.06
(%)≤
洛杉矶磨耗值(%)≤354045
杂物含量(按质量计)(%)≤1.0
表观密度(kg/m3)≤245023502250
空隙率(%)≤475053
2工程案例数据
(1)广西柳州(鹿寨)至南宁高速公路改扩建工程再生粗集料
性能指标
表4(SM)广西柳州(鹿寨)至南宁高速公路改扩建工程再生粗集料性能指标
洛杉矶
表观密度吸水率压碎值杂物含针片状
骨料类型磨耗值
(kg/m3)(%)(%)量(%)颗粒(%)
(%)
19mm26183.00.310.5
再生粗16mm26153.30.415.2
27.828
骨料9.5mm26203.90.213.9
4.75mm26274.70.214.3
天然粗19mm27440.4411.224.10.24.5
14
骨料16mm27370.470.24.2
9.5mm27300.430.26.8
4.75mm27430.640.27.9
(2)南坛旧路改造再生粗骨料
表5(SM)南坛旧路改造再生粗集料性能指标
项目20-30mm10-20mm5-10mm
表观密度(kg/m3)268126972695
吸水率(%)4.95.06.8
压碎值(%)—15.6—
微分含量(%)0.50.71.0
针片状颗粒含量(%)12.816.324.2
(3)广西交科集团旧水泥混凝土板再生粗骨料性能指标
表6(SM)广西交科集团内部旧水泥混凝土板再生粗集料相关数据
Ⅰ类再生Ⅱ类再生Ⅱ类再生Ⅱ类再生天然天然
项目
5-10mm10-20mm5-10mm10-20mm5-10mm10-20mm
表观密度
265026922691267527132710
(kg/m3)
吸水率(%)4.673.094.952.920.530.35
压碎值(%)—23.49—22.70—22.96
含泥量(%)3.242.392.460.870.670.67
针片状颗粒
5.0219.67.1918.911.8210.6
含量(%)
(4)南宁至钦州高速公路改扩建工程旧混凝土板再生集料性能
指标
表7(SM)南宁至钦州高速公路改扩建工程旧混凝土板再生集料性能指标
项目检测值
表观密度(kg/m3)2643
压碎值(%)25.7
坚固性(质量损失)(%)10.5
针片状颗粒含量(%)9.3
吸水率(%)3.13
0.075mm以下粉尘含量(%)0.87
(5)《骨料类型对再生混凝土力学特性的影响研究》(广西大学
陈宗平、华南理工大学吴波)相关数据
表8(SM)再生粗集料性能
15
(6)长沙理工大学再生粗骨料数据
表9(SM)长沙理工大学再生粗集料性能
试验项目单位试验结果
19mm2.607
16mm2.633
表观密度13.2mmg/cm32.653
9.5mm2.655
4.75mm2.632
19mm4.29
16mm4.13
吸水率13.2mm%3.86
9.5mm3.36
4.75mm4.61
石料压碎值%29.2
坚固性%11.7
针片状含量%1.0
3再生粗集料的分类
《混凝土用再生粗骨料》、《公路水泥混凝土路面施工技术细则》
等国内外技术标准将再生粗骨料分为三类(Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类),《公
路路面基层施工技术细则》将粗骨料分为两类(Ⅰ类、Ⅱ类),考虑
到本标准的适用性和实用性,用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层、
路面混凝土、混凝土小型构件及支挡防护工程,将再生骨料分为四类
(I类、II类、Ⅲ类及Ⅳ类)。
4再生粗集料指标分析
(1)表观密度和杂物指标
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表观密度和杂物指标根据国标《混凝土用再生粗骨料》(GB/T
25177-2010)中相关要求进行规定。I类、II类再生粗集料主要针对
路面混凝土、混凝土小型预制构件、支挡防护工程等混凝土结构工程
的应用,I类、II类再生粗集料的表观密度应大于2450kg/m3,Ⅲ类
再生粗集料的表观密度应大于2450kg/m3,Ⅳ类再生粗集料的表观密
度应大于2350kg/m3,上述表观密度指标的选取对于路用废旧混凝土
类再生骨料比较合理。路用废旧混凝土类再生骨料来源公路工程中路
面、桥梁、隧道、通涵、支挡排水工程等混凝土结构物及附属混凝土
构造物在拆除、翻修、养护等施工作业中,其中不含有砖,非砖混再
生骨料,性能指标在砖混再生骨料基础上有大幅度的提升,表观密度
大于2450kg/m3是较容易达到的。I类、II类、Ⅲ类及Ⅳ类再生粗集
料杂物含量要求小于1%,这对于路用废旧混凝土类再生骨料也是可
以实现的,通过再生集料生产中的分选工艺流程可以达到。
(2)压碎值、针片状颗粒含量、0.075mm以下粉尘含量
压碎值是区分集料质量的重要指标。国标《混凝土用再生粗骨料》
(GB/T25177-2010)中要求Ⅰ类再生粗骨料的压碎值要小于12%、
Ⅱ类再生粗骨料的压碎值要小于20%,结合广西区废旧混凝土板再生
集料性能实际案例数据,发现大部分再生粗集料的压碎值在20%-26%,
广西区内现阶段的废旧混凝土板再生骨料压碎值达到12%的要求比较
高。因此,本标准根据路用废旧混凝土再生骨料的实际运用将再生粗
骨料归为两个方向:一、混凝土方向(路面混凝土、混凝土小型预制
构件、支挡防护工程),二、基层方向(级配碎石垫层、水泥稳定碎
17
石基层)。I类、II类针对混凝土方向,其压碎值、针片状颗粒含量、
0.075mm以下粉尘含量按照国标《混凝土用再生粗骨料》(GB/T
25177-2010)中相关要求进行规定。Ⅲ类及Ⅳ类再生粗集料主要针对
基层方向,其压碎值、针片状颗粒含量、0.075mm以下粉尘含量主要
根据《公路路面基层施工技术细则》进行规定:Ⅲ类再生粗骨料的压
碎值小于26%、Ⅳ类类再生粗骨料的压碎值小于30%;Ⅲ类再生粗集
料的针片状颗粒含量小于18%、Ⅳ类再生粗集料的针片状颗粒含量小
于20%;Ⅲ类再生粗集料0.075mm以下粉尘含量应小于5%,调研和试
验数据证明,粗集料0.075mm以下粉尘含量稍大不会对基层、底层带
来明显影响,这有利于再生集料的推广应用。
(3)吸水率
吸水率是反映、区分再生集料性能的重要指标,吸水率的大小基
本能反映再生骨料的表观密度、表面砂浆量,对于同种再生骨料而言,
吸水率越高,也意味着抗压碎的能力越弱。结合废旧混凝土板再生骨
料性能实际案例数据,发现国标《混凝土用再生粗骨料》(GB/T
25177-2010)中Ⅰ类再生粗骨料的吸水率偏严格,广西区内现阶段的
废旧混凝土板再生骨料的吸水率很难达到,废旧混凝土板再生粗骨料
的吸水率一般都大于3%,基本是在4%-7%,但是I类、II类针对结构混
凝土方向,对骨料要求较严格,仍然按照国标《混凝土用再生粗骨料》
(GB/T25177-2010)中相关要求进行规定,所以将Ⅰ类再生粗骨料
的吸水率定为小于3%,Ⅱ类再生粗骨料的吸水率定为小于5%。如果再
生粗集料达不到I类、II类的要求,可以考虑再生粗集料用在非结构
18
混凝土方向。《公路路面基层施工技术细则》对粗集料没有吸水率指
标的要求,本标准中规定Ⅲ类再生粗骨料的吸水率定为小于6%,Ⅳ类
再生粗骨料的吸水率定为小于8%,根据广西区废旧混凝土板再生骨料
性能实际案例数据,对于Ⅲ类再生粗骨料的吸水率定为小于6%,Ⅳ类
再生粗骨料的吸水率定为小于8%,工程应用中是可以达到的。就再生
粗集料吸水率问题,同济大学肖建庄提出了中国废混凝土再生粗集料
分级的建议标准,肖建庄在分级建议中放宽了Ⅰ级、Ⅱ级再生粗骨料
的吸水率指标。(来源:废混凝土再生粗集料性能试验与分级标准研
究[J].工程科学与技术)
表10(SM)中国再生粗集料分级标准建议
6.2再生细骨料
再生细集料按性能要求可分为I类、II类、Ⅲ类及Ⅳ类,性能指
标应符合表2的规定。
表2再生细集料主要性能指标
再生细集料种类
测试指标
I类II类Ⅲ类Ⅳ类
表观密度/(kg/m3)>2450>2450>2350>2250
塑性指数≤17≤17≤17≤17
有机质含量/%<2
轻物质含量/%<1
硫化物及硫酸盐含量(按SO3质量计)≤2
19
测试指标再生细集料种类
/%
氯化物含量(以氯离子质量计)/%<0.06<0.06——
0.075mm以下粉尘含量(%)≤5≤7≤15≤20
I类、II类再生细集料适用于混凝土小型预制构件,I类、II类、Ⅲ类、
工程应用说明
Ⅳ类再生细集料适用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层。
条文说明:
主要列出相关标准对再生细集料的要求及废旧水泥混凝土板破
碎再生细集料工程实际案例数据,说明再生细集料主要性能指标的选
取及其选取依据。
本标准再生细集料分类的主要性能指标及不同类型再生细集料
主要性能指标的分界是基于相关标准、工程实际案例数据及具体工程
应用要求得到的。本标准针对路用废旧混凝土再生细骨料应用工程的
特点,I类、II类再生细集料适用于混凝土小型预制构件,I类、II
类、Ⅲ类、Ⅳ类适用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层,由于路面
混凝土、支挡防护工程对细集料要求较高(《公路水泥混凝土路面施
工技术细则》JTG/TF30-2014规定路面水泥混凝土不宜使用再生细
集料,支挡防护混凝土属于结构混凝土,对物理力学性能、耐久性具
有较高的要求,现阶段,再生细集料配置混凝土的应用实践相对较少,
再生细集料在微粉含量等指标方面距天然砂有一定距离,对再生细集
料在混凝土中的应用比再生粗集料应该严格些,本标准认为支挡防护
混凝土不宜使用再生细集料),本标准认为路用废旧混凝土再生细集
料不宜用于路面混凝土及支挡防护工程。为了扩大路用废旧混凝土再
生细骨料的利用范围,提高利用率,达到相对要求的再生细集料完全
可以配置路缘石、隔离墙等小型非结构混凝土预制构件。本标准选用
20
表观密度、塑性指标、有机质含量、轻物质含量、硫化物及硫酸盐含
量、氯化物含量、0.075mm以下粉尘含量指标对路用废旧混凝土再生
细骨料进行规定并分类,具体制定依据如下。
1相关标准
(1)关于普通混凝土用天然细集料的选用,主要参考《建设用
砂》GB/T14684-2011,规范将建设用砂分为三类:Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ
类,如下表所示。
表11(SM)《建设用砂》GB/T14684-2011对天然细集料分类情况
类别Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
含泥量(按质量计)/%≤1.0≤3.0≤5.0
泥块含量(按质量计)/%0≤1.0≤2.0
云母(按质量计)/%≤1.0≤2.0≤2.0
轻物质(按质量计)/%≤1.0
有机物合格
硫化物及硫酸盐(按SO3
≤0.5
质量计)/%
氯化物(以氯离子质量
≤0.01≤0.02≤0.06
计)/%
贝壳(按质量计)/%≤3≤5≤8
坚固性——质量损失/%≤8≤8≤10
单极最大压碎指标/%≤20≤25≤30
表观密度(kg/m3)≥2500
松散堆积密度(kg/m3)≥1400
空隙率/%≤44
经碱集料反应试验后,试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象,
碱集料反应
在规定的试验龄期膨胀率应小于0.1%。
(2)国标《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T25176-2010)
主要针对建筑用混凝土及砂浆,将再生细骨料按性能要求分为Ⅰ类、
Ⅱ类和Ⅲ类,主要性能指标包括表观密度、空隙率、堆积密度、微粉
含量、泥块含量、云母含量、轻物质含量、有机物含量、硫化物及硫
酸盐含量、氯化物含量、饱和硫酸钠溶液中质量损失、单极最大压碎
21
指标值。
表12(SM)《混凝土和砂浆用再细粗骨料》(GB/T25176-2010)中再生细集料主要
性能指标
项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类
表观密度/(kg/m3)>2450>2350>2250
堆积密度/(kg/m3)>1350>1300>1200
空隙率/%<46<48<52
微粉含量(质MB值<1.40或合格<5.0<7.0<10.0
量比)/%MB值≥1.40或合格<1.0<3.0<5.0
泥块含量(质量比)/%<1.0<2.0<3.0
云母含量(质量比)/%<2.0
轻物质含量(质量比)/%<1.0
有机物含量(比色法)合格
硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3)/%<2.0
氯化物含量(以氯离子质量计)/%<0.06
饱和硫酸钠溶液中质量损失/%<7.0<9.0<12.0
单极最大压碎指标值/%<20<25<30
(3)《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-2015)中对高
速公路和一级公路用细集料性能做出了规定,主要评价性能指标包括
颗粒分析、塑性指数、有机质含量、硫酸盐含量,依据具体稳定胶凝
材料对细集料性能指标作出要求。
表13(SM)《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-2015)对细集料的技术指标要求
水泥粉煤
石灰粉煤灰
项目水泥稳定a石灰稳定灰综合稳试验方法
综合稳定
定
T
颗粒分析满足级配要求
0302/0303/0327
适宜范围适宜范围
塑性指数b≤17—T0118
15-2012-20
有机质含量
<2≤10≤10≤2T0313/0336
(%)
硫酸盐含量≤0.25≤0.8—≤0.25T0341
22
(%)
其中,高速公路和一级公路,细集料中小于0.075mm的颗粒含量
应不大于15%;二级及二级以下公路,细集料中小于0.075mm的颗粒
含量应不大于20%。
2工程实际案例数据
现阶段,再生细集料配置混凝土的应用实践相对较少。
表14(SM)南宁至钦州高速公路改扩建工程旧混凝土板再生细集料性能
项目测试结果试验方法
表观密度(g/cm3)2.524T3028-2005
吸水率(%)9.22T0330-2005
含泥量(%)1.2T0335-2005
细度模数2.41T0327-2005
含水率(%)2.4T0332-2005
表15(SM)长沙理工大学破碎细集料数据
试验项目单位试验结果试验方法
2.36mm2.605
1.18mm2.387
0.6mm2.555
表观密度g/cm3T0328
0.3mm2.388
0.15mm2.285
0.075mm2.250
2.36mm7.52
1.18mm6.9
0.6mm10.2
吸水率%T0328
0.3mm11.0
0.15mm14.0
0.075mm15.5
含泥量%8.7T0333
3再生细集料的分类
基于本标准的适用性和实用性,再生细集料用于混凝土小型预制
23
构件、级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层。考虑到水泥路面混凝土细
集料性能指标要求高,观质量要求高,支挡防护工程属于结构混凝土,
对混凝土物理力学性能及耐久性能有一定要求。现阶段,再生细集料
在粉含量、骨料级配等指标上同天然砂存在一定的差距,再生细集料
的尸体工程应用比较少,本标准认为再生细集料不宜用于不用于水泥
路面混凝土及支挡防护工程),将再生细集料分为四类:Ⅰ类、Ⅱ类、
Ⅲ类及Ⅳ类,Ⅰ类、Ⅱ类主要针对混凝土小型预制构件,Ⅲ类及Ⅳ类
主要针对级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层。
4再生细集料指标分析
(1)表观密度
本标准Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料表观密度指标分界参
照《混凝土和砂浆用再细粗骨料》(GB/T25176-2010)中Ⅰ类、Ⅱ类、
Ⅲ类再生细集料表观密度的规定,其中Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料表观密
度规定大于2450kg/m3,结合实际数据,发现再生细集料的表观密度
基本都能达标。
(2)塑性指数
本标准的Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料用于级配碎石垫层、水泥稳定碎
石基层,Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料塑性指数指标主要参照《公路路面基
层施工技术细则》(JTG/TF20-2015)对细集料塑性指数的技术要求
而制定,Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料主要针对混凝土小型预制构件,对Ⅰ
类、Ⅱ类再生细集料的塑性指数不做要求。
(3)有机质含量
24
本标准再生细集料用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层及混凝
土小型预制构件,有机质与水泥石粘结力较低,会影响混凝土强度。
标准中再生细集料有机质含量指标主要参照《公路路面基层施工技术
细则》(JTG/TF20-2015)对细集料有机质含量的技术要求而制定,
要求Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料的有机质含量不大于1%。
(4)轻物质含量
本标准再生细集料应用的场合(级配碎石垫层、水泥稳定碎石基
层、混凝土小型预制构件)对强度具有一定要求,再生细集料中的轻
物质会降低混凝土强度,因此对再生细集料中的轻物质含量进行限
定,轻物质含量指标主要参照《混凝土和砂浆用再细粗骨料》(GB/T
25176-2010)对再生细集料轻物质含量的技术要求而制定,要求Ⅰ类、
Ⅱ类、Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料的轻物质含量不大于1%。
(5)硫化物及硫酸盐含量
本标准再生细集料用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层及混凝
土小型预制构件,硫化物及硫酸盐含量指标主要参照《混凝土和砂浆
用再细粗骨料》(GB/T25176-2010)对再生细集料硫化物及硫酸盐含
量的技术要求而制定,要求Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料的硫
化物及硫酸盐含量含量不大于3%。
(6)氯化物含量
本标准再生细集料用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层及混凝
土小型预制构件,其中混凝土小型预制构件可能会涉及钢筋,所以对
再生细集料的氯化物含量进行要求。Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料主要针对
25
混凝土小型预制构件,要求Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料氯化物含量不超过
0.06%,Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料主要针对级配碎石垫层、水泥稳定碎石
基层,不涉及钢筋类物质,对Ⅲ类及Ⅳ类再生细集料氯化物含量不做
要求。
(6)0.075mm以下粉尘含量
再生细集料的0.075mm以下粉尘含量对混凝土的性能具有重要
影响,本标准再生细集料用于级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层及混
凝土小型预制构件。Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料主要针对混凝土小型预制
构件,0.075mm以下粉尘含量要求相对较高,《混凝土和砂浆用再细
粗骨料》(GB/T25176-2010)对Ⅰ类、Ⅱ类再生细集料微分含量要求
分别是不大于7%、10%,考虑到再生细集料实际生产及性能情况,对
微分含量指标适当放宽,这有利于再生细集料的推广应用,且再生细
集料在混凝土中的掺量不高,不超过50%,用于C40以下混凝土,本
标
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