董詩(shī)洋，李 潔，肖 鵬，皮 玲

(1.新余學(xué)院 建筑工程學(xué)院，江西 新余 338004；2.江西天辰宇輝建設(shè)工程有限責(zé)任公司，江西 新余 338000)

0 前 言

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，逐漸將廢棄混凝土加以破碎、篩分、沖洗，使之成為一種新興的建筑環(huán)保材料，并應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，尤其是透水路面中。將廢棄混凝土制備成再生骨料，替代了天然骨料，可以緩解天然砂石骨料的資源危機(jī)；同時(shí)，廢棄混凝土再利用技術(shù)，在一定程度上有效解決了建筑垃圾處置難的問題。

1 再生骨料透水混凝土

傳統(tǒng)路面主要采用水泥混凝土、瀝青混凝土、磚塊等材料鋪筑而成，具有強(qiáng)度高、整體性好等優(yōu)點(diǎn)，但透水性差，在長(zhǎng)期降雨過程中易造成積水，影響人員及車輛的通行。再生骨料透水混凝土路面是基于透水混凝土，全部或部分采用再生骨料配制而成的。其具有面層粗糙、孔隙率大、透水性強(qiáng)、延展性好等特點(diǎn)[1]，可以有效改善排水問題，緩解城市排水系統(tǒng)壓力，提高雨水的再利用率，充分發(fā)揮透水路面“蓄水池”功能。

2 配合比設(shè)計(jì)

透水性是再生骨料透水混凝土的基本性能指標(biāo)之一。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先確定設(shè)計(jì)目標(biāo)孔隙率P，根據(jù)天然骨料、再生骨料、水泥和外加劑的參數(shù)，采用單位絕對(duì)體積法進(jìn)行透水混凝土配合比設(shè)計(jì)。

配置1 m3的再生骨料透水性混凝土，配合比設(shè)計(jì)計(jì)算公式[2]為：

式中，m1、m2、mw、mc、ma分別為1 m3再生骨料透水混凝土中天然骨料、再生粗骨料、水、水泥和外加劑的用量，kg/m3；ρ1、ρ2、ρw、ρc、ρa(bǔ)分別為1 m3再生骨料透水混凝土中天然骨料、再生粗骨料、水、水泥和外加劑的表觀密度，g/cm3。

3 基本性能研究

再生骨料透水混凝土最基本的性能包括透水性、力學(xué)性能和耐久性，主要考慮水灰比、再生骨料摻量和粒徑、外加劑、摻合料、水泥用量、成型方法等因素的影響?；诒姸鄬W(xué)者對(duì)再生骨料透水混凝土的研究，從水灰比、再生骨料摻量及粒徑、孔隙率、摻合料等影響因素著手，分別對(duì)其抗壓強(qiáng)度和透水性能進(jìn)行討論。

3.1 抗壓強(qiáng)度

3.1.1 水灰比的影響

水灰比是影響再生骨料透水混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一。研究試驗(yàn)表明，當(dāng)水灰比處于0.25～0.45時(shí)，隨著水灰比的增加，抗壓強(qiáng)度先提高再降低[2]。水灰比直接影響水泥漿稠度。當(dāng)水灰比過大，作為粘結(jié)材料的水泥漿稠度降低，包裹在骨料周邊的水泥漿更加稀薄，導(dǎo)致透水混凝土硬化后抗壓強(qiáng)度降低；當(dāng)水灰比過小，水泥漿難以全部包裹骨料，骨料之間的粘結(jié)力下降，進(jìn)而削弱了抗壓強(qiáng)度。

3.1.2 再生骨料摻量及粒徑的影響

再生骨料作為透水混凝土的基本骨架之一，其摻量的多少和粒徑的大小直接決定了透水混凝土的抗壓強(qiáng)度。

透水混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著再生骨料摻量的增加，呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)[4]。當(dāng)摻入量少于30%時(shí)，再生骨料表面粗糙、形狀大小不一，與天然骨料之間形成較好的整體性，增加骨料之間的咬合力和摩擦力，使得抗壓強(qiáng)度增大；當(dāng)摻入量高于50%時(shí)，經(jīng)過一系列破碎、沖洗等作用制備再生骨料，表面存有大量舊砂漿和不規(guī)則的裂縫，荷載作用下再生透水混凝土易沿著薄弱界面展開并發(fā)生破壞。因此，可摻入適當(dāng)比例的再生骨料代替天然骨料，增加界面粘結(jié)力，進(jìn)而提高抗壓強(qiáng)度。

透水混凝土由單一粒徑范圍的骨料組成，其抗壓強(qiáng)度隨著粒徑的增加而減小。再生骨料粒徑的增加，使得骨料之間的接觸面積減小，機(jī)械咬合作用減弱，且水泥砂漿不足以填充孔隙，直接影響其抗壓強(qiáng)度。尤其是大粒徑再生骨料的摻入，對(duì)透水混凝土抗壓強(qiáng)度的影響較大。

3.1.3 孔隙率的影響

透水混凝土是一種多孔隙混凝土結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)直接影響抗壓強(qiáng)度的大小[5]。為保證透水混凝土具有一定的強(qiáng)度，合理確定目標(biāo)孔隙率的大小是至關(guān)重要的。一般情況，抗壓強(qiáng)度是隨著孔隙率的增大而顯著減小，且目標(biāo)孔隙率的主要范圍為15%～30%。透水混凝土內(nèi)部由骨料、漿體和孔隙所填充，孔隙率的增加會(huì)減小骨料間的粘結(jié)強(qiáng)度，從而削弱了混凝土的整體抗壓強(qiáng)度。

3.2 透水性能

透水性能試驗(yàn)和孔隙率的測(cè)定應(yīng)符合《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》(CJJT135—2009)和《再生骨料透水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T253—2016)中的相關(guān)規(guī)定，而透水系數(shù)是混凝土透水性能的重要指標(biāo)。

3.2.1 水灰比的影響

再生骨料透水混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨水灰比的大小而變化。當(dāng)水灰比過大時(shí)，水泥漿體流動(dòng)性大，由于重力的作用，水泥漿體通過結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔隙順流至混凝土底部，硬化后的水泥漿使得底部致密，從而失去透水性；當(dāng)水灰比過小時(shí)，水泥漿體過于黏稠，不利于形成連續(xù)孔道，導(dǎo)致透水性減弱。

3.2.2 再生骨料粒徑的影響

再生骨料粒徑大小直接影響其透水性能，即粒徑越大，透水性能越好。大粒徑的再生骨料間的接觸點(diǎn)和接觸面積變小，直接導(dǎo)致相鄰骨料間的孔隙尺寸增大，同時(shí)再生骨料內(nèi)部存在大量微細(xì)裂縫，使得內(nèi)部的連通孔隙率增加，透水系數(shù)增大。

3.2.3 孔隙率的影響

透水混凝土具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，骨料間的粘結(jié)面積小，給水在混凝土中的流動(dòng)提供了很多的流通路徑。透水系數(shù)與孔隙率服從指數(shù)分布，即隨著孔隙率的增加而增大，與普通透水混凝土描述的基本一致[6]。

3.2.4 摻合料的影響

硅粉和粉煤灰具有較好的填充效應(yīng)，可以填充水泥石內(nèi)部的孔隙，改變?cè)偕橇贤杆炷恋膬?nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，減小孔徑以及降低孔隙率，阻礙內(nèi)部孔隙貫通，從而影響其透水性能。隨著硅粉和粉煤灰摻量的增加，透水系數(shù)相應(yīng)降低[7]。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文從再生骨料摻量、水灰比、孔隙率等方面探討了影響再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和透水性能的因素。與普通混凝土的基本性能不同，再生骨料透水混凝土要同時(shí)兼顧強(qiáng)度和透水性的影響，找到兩者之間的平衡點(diǎn)，做到切實(shí)有效改善再生骨料透水混凝土的基本性能，仍是今后需進(jìn)一步重點(diǎn)研究的問題。

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