本發(fā)明涉及橋梁工程、新型環(huán)保的建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種再生混凝土重力式u型橋臺及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著人類文明的不斷前進(jìn)，世界范圍內(nèi)城市化進(jìn)程不斷加快，混凝土材料的人均消費(fèi)量越來越大，與此同時產(chǎn)生的環(huán)境問題也越來越顯著。天然砂石資源的隨意開采、濫采濫用，造成了山體滑坡、河床改道，嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境。由于長期開采造成的資源枯竭，使得原有砂石骨料源源不斷的現(xiàn)象不復(fù)存在。

另一方面，混凝土結(jié)構(gòu)通常只有幾十年的生命周期，世界上每年拆除的廢舊混凝土產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，巨大的建筑垃圾處理費(fèi)用可想而知。由此引發(fā)的環(huán)境問題也很明顯，如對耕地的占用、對景觀的破壞、粉塵對環(huán)境的污染等。為解決這些問題，若能將這些廢棄混凝土塊就地回收，經(jīng)破碎、清洗、分級后作為骨料再生利用，生產(chǎn)再生混凝土并應(yīng)用到新的工程上，則不僅能降低成本，節(jié)省天然骨料資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能解決城市廢棄物的堆放、占地和環(huán)境污染等問題。

傳統(tǒng)重力式u型橋臺的前墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)采用普通c25片石混凝土澆筑而成。普通c25片石混凝土原料包括片石、粗骨料、砂、水泥、水、粉煤灰、外加劑等。粗骨料、砂、水泥、水、粉煤灰、外加劑按一定的配合比拌和，然后澆筑橋臺臺身，澆筑的過程中分層摻入片石。粗骨料通常為天然碎石，由天然巖石、卵石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成；片石為厚度150～300mm的天然石塊。

關(guān)于再生混凝土的研發(fā)近年來已全面展開。如中國專利1“以建筑垃圾為原料生產(chǎn)的再生混凝土及其生產(chǎn)方法”(公開號：cn104072058a)提供了一種以廢磚為再生粗骨料、以廢棄混凝土為再生細(xì)骨料制備再生混凝土的方法，所制備的再生混凝土強(qiáng)度等級為c10～c20，強(qiáng)度較低，應(yīng)用于對強(qiáng)度要求不高的墻板類構(gòu)件或墻體的制作；中國專利2“一種內(nèi)藏鋼管混凝土柱l形再生混凝土磚砌塊墻體及做法”也是將再生混凝土應(yīng)用到墻體中，提供了一種再生混凝土磚砌塊，但未給出適用于制作此類墻體的再生混凝土配合比。再生混凝土應(yīng)用于此類構(gòu)件，取代了傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)，在響應(yīng)了綠色環(huán)保理念的同時，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

重力式u型橋臺前墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)尺寸通常較大，屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)。采用一種再生片石混凝土來代替普通片石混凝土制作重力式u型橋臺，其片石、混凝土粗骨料全部采用由廢棄混凝土破碎、篩分、清洗而成的再生片石、再生粗骨料，其膠凝材料采用大量粉煤灰取代水泥，針對再生粗骨料的特性，采用特殊的再生混凝土配合比配制混凝土，滿足重力式u型橋臺承載能力、正常使用的同時，具有更加明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供了一種再生混凝土重力式u型橋臺。

再生混凝土重力式u型橋臺前墻、側(cè)墻由再生片石混凝土代替普通片石混凝土澆筑而成，充分、有效地利用了廢棄混凝土這一再生資源，有利于降低成本、減輕環(huán)境污染和實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種再生混凝土重力式u型橋臺，前墻、側(cè)墻由再生片石混凝土制作而成。

更進(jìn)一步的方案是：所述再生混凝土具有如下的組分用量配比：

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高效減水劑5～7kg/m³。

另外，再生片石含量不超過橋臺前墻、側(cè)墻體積的20％；再生混凝土強(qiáng)度等級不低于c25。

更進(jìn)一步的方案是：所述的再生粗骨料為廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分后，得到的再生粗骨料，其中廢棄混凝土強(qiáng)度等級不低于c40。

更進(jìn)一步的方案是：所述再生粗骨料的表觀密度2580～2610kg/m³，堆積密度1330～1355kg/m³，緊密密度1550～1570kg/m³，針片狀顆粒含量≤13％，含水率0％，3％≤吸水率≤4％，壓碎指標(biāo)≤18％，顆粒級配符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(jgj52-2006)中連續(xù)粒級的相關(guān)要求。

更進(jìn)一步的方案是：所述再生粗骨料經(jīng)過破碎、篩分、檢測性能指標(biāo)后，再進(jìn)行清洗、吸水至完全飽和面干，然后加入到再生混凝土配制中。

更進(jìn)一步的方案是：所述再生片石為廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分、清洗、吸水至完全飽和面干后，得到的厚度150～300mm的再生片石，片石最大尺寸不超過填放處結(jié)構(gòu)尺寸的1/4，其中廢棄混凝土強(qiáng)度等級不低于c40。

更進(jìn)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，粉煤灰取代率為36％～37.5％。

更進(jìn)一步的方案是：所述水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為ⅱ級粉煤灰；砂作為細(xì)骨料，為級配ⅱ區(qū)的中砂。

本發(fā)明的再生粗骨料及再生片石，采用的廢棄混凝土來源非以下途徑：(1)輕集料混凝土；(2)特殊建筑的混凝土(如沿海港口工程、核電站、醫(yī)院放射間等)；(3)收硫酸鹽腐蝕嚴(yán)重的混凝土；(4)受重金屬污染的混凝土；(5)存在堿-集料反應(yīng)的混凝土；(6)含有大量不易分離的木屑、污泥、瀝青等雜質(zhì)的混凝土；(7)受氯鹽腐蝕嚴(yán)重的混凝土；(8)受有機(jī)物污染的混凝土；(9)碳化嚴(yán)重，質(zhì)地酥松的混凝土。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種再生混凝土重力式u型橋臺的制作方法。

再生混凝土重力式u型橋臺的制作方法，包括以下步驟：

第一步，收集廢棄混凝土；

第二步，將一部分廢棄混凝土破碎、篩分，制作再生粗骨料；對破碎、篩分后的粗骨料進(jìn)行顆粒級配分析、表觀密度、堆積密度、緊密密度、針片狀顆粒含量、含水率、吸水率、壓碎值指標(biāo)試驗；然后對粗骨料進(jìn)行清洗、吸水至完全飽和面干，作為再生粗骨料；

第三步，將另一部分廢棄混凝土破碎、篩分、清洗、吸水至完全飽和面干，作為再生片石；

第四步，按照再生混凝土的組分用量配比：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高效減水劑5～7kg/m³，稱取各個組分；

第五步，將稱取的原料放入攪拌機(jī)中，進(jìn)行充分拌和均勻；同時鋼筋網(wǎng)綁扎完成、支模完成；

第六步，將拌和的再生混凝土運(yùn)輸、泵送至施工現(xiàn)場并澆筑重力式u型橋臺的前墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)；再生混凝土分層澆筑，每層混凝土的厚度不超過300mm，大致水平，分層振搗，邊振搗邊人工填放再生片石；片石應(yīng)分布均勻，凈距不小于150mm，片石邊緣與模板間的凈距不小于200mm；片石不得觸及前墻、側(cè)墻構(gòu)造鋼筋網(wǎng)，隨后進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)、拆模程序即可；

再生混凝土重力式u型橋臺前墻、側(cè)墻施工的同時，臺身除前墻、側(cè)墻外的其余部分按普通施工方法及施工順序進(jìn)行。

與現(xiàn)有的傳統(tǒng)重力式u型橋臺相比，本發(fā)明的有益效果是：再生混凝土重力式u型橋臺前墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)的大體積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滿足重力式u型橋臺承載能力、正常使用要求的同時，改善了混凝土泵送性能，降低了大體積混凝土施工過程中水泥所產(chǎn)生的水化熱；另一方面，大幅降低了生產(chǎn)成本，節(jié)省了天然石材資源，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時解決了當(dāng)?shù)貜U棄物的堆放、占地和環(huán)境污染問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的再生混凝土重力式u型橋臺的構(gòu)造示意圖；

圖2為圖1的i-i面視圖；

圖3為圖1的ⅱ-ⅱ面視圖；

圖4是本發(fā)明提供的再生混凝土重力式u型橋臺的制作工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一個實施例，而不是全部的實施例。

本發(fā)明提供的再生混凝土重力式u型橋臺，如附圖1、2、3所示，從結(jié)構(gòu)上看，基本包括側(cè)墻1、前墻2、臺帽3、背墻4、橋臺基礎(chǔ)5組成，在前墻和側(cè)墻的外側(cè)設(shè)置鋼筋網(wǎng)6。其中側(cè)墻和前墻均由再生片石混凝土制作而成，背墻、臺帽均由普通鋼筋混凝土澆筑而成。

一種再生混凝土重力式u型橋臺，其前墻、側(cè)墻由再生片石混凝土代替普通片石混凝土制作。

前墻、側(cè)墻混凝土的粗骨料全部為廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分后，得到的再生粗骨料，其中廢棄混凝土強(qiáng)度等級不低于c40。

再生粗骨料表觀密度2580～2610kg/m³，堆積密度1330～1355kg/m³，緊密密度1550～1570kg/m³，針片狀顆粒含量≤13％，含水率0％，3％≤吸水率≤4％，壓碎指標(biāo)≤18％，顆粒級配符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(jgj52-2006)中連續(xù)粒級的相關(guān)要求。

再生粗骨料經(jīng)過破碎、篩分、檢測性能指標(biāo)后，再進(jìn)行清洗、吸水至完全飽和面干，然后參與再生混凝土配制。

前墻、側(cè)墻混凝土中片石全部為廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分、清洗、吸水至完全飽和面干后，得到的厚度150～300mm的再生片石，片石最大尺寸不超過填放處結(jié)構(gòu)尺寸的1/4，其中廢棄混凝土強(qiáng)度等級不低于c40。

為了保證廢棄混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量，要對廢棄混凝土進(jìn)行一定的選擇。一般來說，以下來源的廢棄混凝土不能用在本發(fā)明中：(1)輕集料混凝土；(2)特殊建筑的混凝土(如沿海港口工程、核電站、醫(yī)院放射間等)；(3)收硫酸鹽腐蝕嚴(yán)重的混凝土；(4)受重金屬污染的混凝土；(5)存在堿-集料反應(yīng)的混凝土；(6)含有大量不易分離的木屑、污泥、瀝青等雜質(zhì)的混凝土；(7)受氯鹽腐蝕嚴(yán)重的混凝土；(8)受有機(jī)物污染的混凝土；(9)碳化嚴(yán)重，質(zhì)地酥松的混凝土。

前墻、側(cè)墻混凝土采用了大量粉煤灰代替水泥，粉煤灰取代率36％～37.5％。

前墻、側(cè)墻混凝土所采用的水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為ⅱ級粉煤灰；砂作為細(xì)骨料，為級配ⅱ區(qū)的中砂。

再生混凝土重力式u型橋臺，前墻、側(cè)墻混凝土配合比為：

另外，再生片石含量不超過橋臺前墻、側(cè)墻體積的20％。

如圖4所示，一種再生混凝土重力式u型橋臺的制作，包括以下工藝步驟：

第一步，收集廢棄混凝土，廢棄混凝土強(qiáng)度c45；

第二步，將一部分廢棄混凝土破碎、篩分，制作再生粗骨料；對再生粗骨料進(jìn)行顆粒級配分析，篩分結(jié)果如表1所示；對再生粗骨料進(jìn)行表觀密度、堆積密度、緊密密度、針片狀顆粒含量、含水率、吸水率、壓碎值指標(biāo)試驗，試驗結(jié)果如表2所示：

表1再生粗骨料篩分試驗結(jié)果

顆粒級配符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(jgj52-2006)中連續(xù)粒級的相關(guān)要求。

表2再生粗骨料主要性能指標(biāo)

然后對再生粗骨料進(jìn)行清洗、吸水至完全飽和面干，待參與拌和再生混凝土；

第三步，將另一部分廢棄混凝土破碎、篩分、清洗、吸水至完全飽和面干，作為再生片石；再生片石厚度均在150～300mm范圍內(nèi)，片石最大尺寸不超過填放處結(jié)構(gòu)尺寸的1/4；

第四步，準(zhǔn)備水泥、粉煤灰、細(xì)骨料等材料，按配合比稱取各個組分。其中水泥為華新42.5級普通硅酸鹽水泥，密度3.1g/cm³，經(jīng)檢驗各項技術(shù)指標(biāo)符合《通用硅酸鹽水泥》(gb175-2007)。粉煤灰為武鋼產(chǎn)ⅱ級粉煤灰，密度2.1g/cm³，經(jīng)檢驗各項技術(shù)指標(biāo)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t1596-2005)。細(xì)骨料為巴河天然中砂。對細(xì)骨料進(jìn)行顆粒級配分析，篩分結(jié)果如表3所示；對細(xì)骨料進(jìn)行表觀密度、堆積密度、緊密密度、泥塊含量、含泥量、細(xì)度模數(shù)指標(biāo)試驗，試驗結(jié)果如表4所示：

表3細(xì)骨料篩分試驗結(jié)果

根據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(jgj52-2006)規(guī)定的砂的顆粒級配分區(qū)，砂的顆粒級配為級配良好的ⅱ區(qū)砂。

表4細(xì)骨料主要性能指標(biāo)

各項技術(shù)指標(biāo)符合《建筑用砂》(gb/t14684-2011)、《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(jgj52-2006)相關(guān)要求。

按照以下配合比稱取各個組分：

此配合比中，粉煤灰代替水泥的取代率為37％。另外，再生片石含量取橋臺前墻、側(cè)墻體積的20％。

第五步，將稱取的原料放入攪拌機(jī)中，進(jìn)行充分拌和均勻，得到強(qiáng)度等級c25的再生混凝土；同時鋼筋網(wǎng)綁扎完成、支模完成；

第六步，將拌和的再生混凝土運(yùn)輸、泵送至施工現(xiàn)場并澆筑重力式u型橋臺的前墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)；再生混凝土分層澆筑，每層混凝土的厚度不超過300mm，大致水平，分層振搗，邊振搗邊人工填放再生片石；片石分布均勻，凈距不小于150mm；片石邊緣與模板間的凈距不小于200mm，片石不得觸及臺身構(gòu)造鋼筋。隨后進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)、拆模程序。

所配制的再生混凝土泵送性能良好，且橋臺前墻、側(cè)墻大體積混凝土施工過程中水泥所產(chǎn)生的水化熱較低。

再生混凝土重力式u型橋臺前墻、側(cè)墻施工的同時，臺身除前墻、側(cè)墻外的其余部分按普通施工方法及施工順序進(jìn)行。

以上所述僅為本發(fā)明的最佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。