经过一系列试验，研究了水泥稳定建筑垃圾的无限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性、水稳定性等路用性能，分析了水泥稳定建筑垃圾最大干密度与最佳含水量的关系，以及水泥含量对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响。结果表明，水泥稳定建筑垃圾具有较高的强度和刚度、良好的抗冻性和水稳定性，所有路用指标均符合轻交通二级以下公路基层和基层的材料要求。

1引言

目前，我国正处于城市建设和基础设施建设的高峰期。据相关数据显示，我国目前产生的建筑垃圾约为25亿吨。这些巨大的建筑垃圾大部分在简单的露天堆放或填埋处理后，不仅占据了有限的土地空间，而且对环境造成了巨大的污染[1]。在建筑垃圾回收方面，虽然我国取得了一系列研究成果，但建筑垃圾回收标准还不够成熟[2]。

国外对建筑垃圾再利用的研究相对较早。美国的相关研究表明，建筑垃圾再生骨料的粒径是影响建筑垃圾性能的主要因素。当大粒径再生骨料较多时，由再生骨料制成的混凝土强度较低[2]；日本在建筑垃圾利用方面，建筑垃圾利用率为97%同时，日本系统研究了建筑垃圾混凝土的配合比、强度、耐久性艺进行了系统研究[3]；德国开发了蒸馏燃烧工艺，分离有效成分，分别利用气体发电，其余破碎建筑垃圾填充道路路基和人工景观[4]。通过一系列试验研究，系统分析了抗压强度、分裂强度、抗压回弹模量、抗冻性能、水稳定性能等道路技术指标，为道路上建筑垃圾的推广应用提供了技术支持。

2原材料性质

2.1水泥

水泥采用32.5＃普通硅酸盐水泥。

2.2建筑垃圾

建筑垃圾的道路性能主要由建筑垃圾的组成部分决定。本文使用的建筑垃圾主要来自旧建筑的拆除，建筑垃圾的组成部分主要包括土壤、碎砖、混凝土块、砂浆、木材、钢材等。在生产建筑垃圾再生骨料的现场，一般设备主要包括：风选除杂设备、筛分设备、磁吸分拣设备、冲击破碎机等设备。建筑垃圾中的混凝土块、碎砖、瓷砖按规范要求的等级混合。建筑垃圾的破碎值大于26%因此，它不能直接用于高速公路和一级公路路面的基层，但可作为二级和二级以下公路路面的基层或基层[5]。与一般天然骨料相比，再生骨料表面吸附水泥砂浆较多，表面孔隙明显。同时，在生产建筑垃圾再生骨料时，对骨料的影响较大，导致再生骨料内部出现一定数量的小裂的强度。但建筑垃圾再生骨料中的微粉含量高于天然骨料，微粉中含有未水化的水泥颗粒和一些活性物质，可以在一定程度上提高再生骨料的道路性能。

3.水泥稳定建筑垃圾的路用性能

3.1标准击实试验

当建筑垃圾混合料中的细颗粒较少时，混合物形成的结构为骨架致密型，细颗粒悬浮在骨架间隙中。此时，建筑垃圾混合物的干密度较小。当细颗粒含量较高时，混合物难以形成骨架，混合物强度较小。标准实验的主要目的是确定水泥稳定建筑垃圾再生骨料的配合比，即在最大干密度下，确定水泥稳定建筑垃圾的最佳含水量，最终确定其配合比。当含水量相对较小时，再生骨料的干密度会随着含水量的增加而增加。当含水量增加到一定程度时，干密度开始下降，含水量-干密度曲线出现拐点。此时，拐点的干密度称为最大干密度，拐点的干密度称为最佳含水量[6]。

先确定水泥剂量，再取5~6个建筑垃圾再生骨料，然后根据不同的含水量制备再生骨料混合物样品，然后根据规定的实际工作，然后称重混合物样品，测量含水量，计算干密度，最后在含水量-干密度坐标系中，连接成光滑的曲线，曲线最高点对应的含水量为最佳含水量，曲线最高点对应的干密度为最大干密度。本文选择了3个%、4%、5%、6%、7%当测量不同水泥含量时，水泥稳定建筑垃圾的最佳含水量和最大干密度。水泥含量越大，水泥稳定建筑垃圾的最佳含水量越大，最大干密度变化不大。这主要是因为混合在建筑垃圾中的水泥与水的反应需要消耗一定量的水，而且由于建筑垃圾中的水泥含量很小，建筑垃圾的最大干密度变化不大。

3.2.水泥稳定建筑垃圾无限抗压强度试验

水泥稳定材料基层或底基层的强度要求按规范[7]规定,当水泥稳定材料作为轻交通沥青路面底基时,其7d无限抗压强度值应大于或等于1.5MPa；作为特重交通沥青路面的基层,其7d无限抗压强度值应大于或等于3.5MPa。参照相关试验程序[8]，采用静压法形成圆柱体试件，在标准维护条件下湿养6d，水中养护24h，最后进行试验。试验前一天，将试件放入水中24h，然后在试验前，取出试件，用湿毛巾吸收试件表面的水分，最后将试件放在通用压力试验机的升降台上，进行无限抗压强度试验，加载时控制荷载速度为0.1kN/s~0.2kN/s,为保证试验结果的准确性，每组采用9个试件，最终以9个试件的平均值作为水泥含量下的无限抗压强度值。

本文选取3%、4%、5%、6%、7%水泥稳定建筑垃圾分别测量5组不同的水泥含量d、28d、90d无限抗压强度。从无限抗压强度试验数据可以看出，水泥剂量越大，水泥稳定建筑垃圾的无限抗压强度越大。这是因为更多的水泥与水反应产生更多的水泥水化产物，并逐渐与建筑垃圾骨料形成三维网状结构的水泥浆体。这些水泥浆体最终会直接影响水泥稳定建筑垃圾的强度。同时，随着年龄的延长，水泥稳定建筑垃圾的强度会增加。

3.3.水泥稳定建筑垃圾劈裂强度试验

根据相关试验规程[8]中的试验方法,3.不同水泥含量%、4%、5%、6%、7%水泥稳定建筑垃圾材料分别制成标准试件,并在标准养护条件下养生至90d年龄，最终测量试件的劈裂强度如表6所示。根据劈裂强度试验中的数据，二灰土的劈裂强度(一般为0).25MPa[9])小于水泥稳定建筑垃圾，而水泥稳定建筑垃圾的劈裂强度小于水泥稳定砾石(一般为0.5MPa)，这是因为建筑垃圾本身有一定的强度，水泥剂量越大，建筑垃圾劈裂强度越大，水泥含量增加1%劈裂强度提高约8%~18%这是因为更多的水泥反应产生了更多的水泥水化产物，这种水泥水化产物对水泥稳定建筑垃圾的分裂强度有很大的影响。

3.4.水泥稳定建筑垃圾抗压回弹模量试验

水泥稳定建筑垃圾作为公路的基层和基层材料，承受道路表层传递的荷载。此时，水泥稳定建筑垃圾不仅应具有足够的强度，而且应具有一定的抗基层和基层变形刚度。根据相关规范的试验要求，测量不同水泥剂量下水泥稳定建筑垃圾的抗压回弹模量值。水泥稳定建筑垃圾的抗压回弹模量值和石灰砾石土（一般为700MPa~1100MPa[9])相差不大，抗压回弹模量小于二灰砂砾(一般为1100)MPa~1500MPa[9]）小。水泥含量越大，水泥稳定性建筑垃圾抗压回弹模量值越大。这是因为更多的水泥水化产品产生更多的膨胀结构水化产品，这些膨胀水化产品填充在建筑垃圾的间隙中，最终使建筑垃圾回收骨料具有一定的抗变形能力[10]。

3.5.水泥稳定建筑垃圾的抗冻性

寒冷地区的道路基层和底基层不仅承受荷载，而且承受环境温度变化的影响。因此，当水泥稳定建筑垃圾用于寒冷地区的道路基层和底基层时，也需要具有一定的抗冻性。根据相关试验程序[8]中的试验方法,水泥含量分别为3%、4%、5%、6%、7%当时的抗冻系数。建筑垃圾水泥稳定的抗冻系数大于60%，具有一定的抗冻性，因此在建设中等以下寒冷地区的道路时，可以使用水泥稳定建筑垃圾作为基层或基层材料。水泥含量越大，水泥稳定建筑垃圾的抗冻性越好，水泥含量每增加1次%，建筑垃圾水泥稳定抗冻系数约提高9.6%~13.0%。这是因为水泥水化产生的更多水化产品填充了建筑垃圾再生骨料中的孔隙，使水难以进入建筑垃圾，最终使水泥稳定建筑垃圾具有一定的抗冻性能。

3.6.水泥稳定建筑垃圾的水稳定性

水稳定性是公路路用性能的重要指标，一般用水稳定系数表示。根据相关试验程序[8]中的试验方法,水泥稳定建筑垃圾试件一般在标准养护条件下养护28个d，包括最后一个d浸水时间，5次48次h自然风干，然后浸泡24h干湿循环，最后测量试件的抗压强度和标准维护28d试件抗压强度的比值按年龄测量。水泥含量分别为3%、4%、5%、6%、7%时间。建筑垃圾水稳定系数越大，水泥含量每增加1次%，水稳定系数增加3%~6%。

4结语

通过对水泥稳定建筑垃圾的系统研究，得出了水泥稳定建筑垃圾无限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性、水稳定性等一系列路用性能试验结果。①水泥稳定建筑垃圾的强度和刚度较高。轻交通二级以下公路建设时，可作为道路基础材料。水泥稳定建筑垃圾混合料的含量应大于或等于6%。②水泥稳定性建筑垃圾具有良好的抗冻性和水稳定性，水泥剂量越大，抗冻性和水稳定性越好，水泥含量每增加1次%，建筑垃圾水泥稳定抗冻系数约提高9.6%~13.0%，水稳定系数约提高3%~6%，试验中水泥稳定建筑垃圾的抗冻系数大于50%因此，在建设中等以下寒冷地区的公路时，水泥稳定建筑垃圾可作为基层和基层材料。

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