日漸增多的建筑垃圾對環(huán)境造成的影響也越來越嚴(yán)重,然而建筑垃圾的再生利用卻能帶來良好的環(huán)保效益和社會效益。天然砂的限采政策越來越嚴(yán),很多工程面臨無砂可用的局面,但是如果采用建筑垃圾用在道路工程項目上作為筑路材料,就能緩解無砂可用的情況,既能節(jié)約資源,減少環(huán)境污染,而且建筑垃圾再生骨料價格相對傳統(tǒng)石料相比價格更低。
在國外,關(guān)于建筑垃圾在道路工程領(lǐng)域的研究主要集中在再生集料的基本性能研究上,而且主要應(yīng)用于道路的基層或者底基層。美國、日本等一些國家對再生集料方面進(jìn)行了相關(guān)研究,已有成功應(yīng)用于剛性路面的實例。
據(jù)美國聯(lián)邦公路局統(tǒng)計,美國已有超過20個州在公路建設(shè)中采用再生集料,將再生集料應(yīng)用于基層或底基層。堪薩斯州交通廳研究認(rèn)為,將舊混凝土再生集料用于新建水泥路面面層或基層,且能滿足大多數(shù)道路對混凝土集料的規(guī)范要求。盡管再生集料與天然集料存在差異,可通過修改設(shè)計方法增強(qiáng)再生混凝土性能,改善其不足。
美國巴克爾大學(xué)研究了纖維增強(qiáng)穩(wěn)定路面基層材料的彎曲疲勞特性,得出穩(wěn)定基層材料以再生集料為主體,外摻4%的水泥和4%的粉煤灰(按質(zhì)量計算),其疲勞強(qiáng)度和耐久性能可以完全滿足好的級公路穩(wěn)定基層材料的要求。如果摻加4%的鋼纖維,可以很大程度地提高基層材料的抗疲勞性能。
新墨西哥州立大學(xué)做了關(guān)于摻入再生集料基層的彈性模量和疲勞特性,得出再生集料可以用在道路基層,但是摻量達(dá)到25%就會使得動彈性模量出現(xiàn)破壞。
日本對建筑垃圾的處理方法是將其分類,其破碎成直徑約為40mm,采用300℃的高溫加熱,使粒料相互混合、摩擦,集料及集料外圍黏附的水泥組分變成粉末完全分離,所產(chǎn)生的水泥組分用于地基的改進(jìn)材料,分出的集料可與天然集料一樣用于結(jié)構(gòu)物,達(dá)到100%的回收利用。
代夫特理工大學(xué)對再生集料摻入基層中做了大量試驗,得到結(jié)論:壓實度、級配和混合料組成等因素對摻有再生集料的道路基層試驗結(jié)論有強(qiáng)大影響,包括黏結(jié)力、彈性模量、抗永久變形能力。其中壓實度影響最大,級配影響最小。
漢城國立大學(xué)探討了再生混凝土集料摻入混凝土路面基層和底基層的性能和特性,通過調(diào)整干、濕再生混凝土集料的水分密度、顆粒級配、細(xì)集料棱角度測量其穩(wěn)定性、抗剪切能力、再生集料斷裂能、抗壓性能,得到再生集料代替天然集料用于基層完全滿足規(guī)范要求的結(jié)論。
阿爾及利亞米迪爾大學(xué)探討了利用破碎磚塊粗、細(xì)集料制作新混凝土的可能性,得到了以下結(jié)論:①破碎磚塊集料相比于天然碎石,具有低體積密度和高吸水率的特點。②抗壓強(qiáng)度和無損測試方法的相關(guān)性與普通混凝土相似。為了減少含水量,更多使用塑料添加劑。③彈性模量和抗壓強(qiáng)度一樣,隨著破碎磚塊集料的取代率增加而減小。因此再生混凝土的性能低,最好應(yīng)用在低性能混凝土中,比如人行道上。