再生骨料透水性混凝土的研究

1、引 言

建筑垃圾中又同時存在大量可再生利用的組分，如:廢鋼材、廢木材、廢玻璃等。因此，如何資源化利用建筑垃圾已經(jīng)成為建筑行業(yè)和環(huán)境保護部門所面臨的一個重要課題。將廢棄混凝土用來再生循環(huán)生產(chǎn)混凝土對節(jié)省能源和資源，保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文主要討論了再生骨料透水性混凝土相關(guān)問題，對于提高我國綠色建筑水平具有一定幫助。

2、再生骨料的基本性能

骨料包括粒徑較大的粗骨料和粒徑較小的細骨料，其通常占混凝土總體積的75%以上，是混凝土的重要組成部分。骨料不僅構(gòu)成了混凝土的骨架，而且在很大程度上決定著混凝土拌和物的性能，硬化混凝土的力學(xué)性能與建筑物的耐久性能。對大量廢棄混凝土進行循環(huán)再利用已成為混凝土是否綠色化的標志之一。

再生細骨料的基本特性主要包括:再生細骨料的尺寸一般為0.075mm-4.75mm，再生骨料中主要包含有砂漿體破碎后形成的表面黏附著水泥漿的砂粒、表面無水泥漿附著的砂粒、水泥石顆粒、磚粉和未發(fā)生水化反應(yīng)的水泥顆粒以及破碎過程中產(chǎn)生的少量石粉。

再生粗骨料的基本特性主要包括:再生粗骨料一般包括表面包裹有部分砂漿的石子、少部分與砂漿完全脫離的石子、一部分砂漿顆粒。再生粗骨料一般棱角較多，且表面較粗糙，其質(zhì)量是不均勻的，因為在再生骨料再加工的過程中會形成一些片狀顆粒，且其內(nèi)部往往會產(chǎn)生大量的微裂縫，因此，其基本特性與天然骨料有較大差異。再生骨料尺寸為大于4.75mm的顆粒，粒徑范圍可以按有關(guān)標準確定，再生粗骨科中也常含有一些有害雜質(zhì)，如粘土、淤泥.細屑等。它們會黏附在再生骨料的表面，妨礙水泥與再生骨料的粘結(jié)，降低混凝土強度。同時還增加再生骨料混凝土的用水量，從而加大再生骨料混凝土的收縮，降低抗凍性和抗?jié)B性。所以，在使用前必須對再生粗骨料進行沖洗、過篩處理將有害雜質(zhì)清除。它們的含量可以參照天然骨料混凝土的標準JGJ53-92。

3、再生骨料透水性混凝土結(jié)構(gòu)分析

3.1 再生骨料透水性混凝土的結(jié)構(gòu)特征

與普通混凝土相比，再生骨料透水性混凝土實質(zhì)上是一類非封閉性的多孔混凝土，它的內(nèi)部具有大量的連通空隙以保證水能夠迅速透過，不論從外形還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再生骨料透水性混凝土與其都具有明顯的不同之處。不論兩者的骨料粒徑的大小，單從外觀來看，混凝土表面就具有很多可見的孔隙，這與密實、平滑的普通混凝土外觀是有很不同的。

3.2 再生骨料透水性混混凝土的結(jié)構(gòu)模型

透水性混凝土的滲透性主要是由于其內(nèi)部連通孔隙的存在?？资腔炷廖⒔Y(jié)構(gòu)中重要的組成之一?？字饕嬖谟谟不z凝材料、骨料及硬化膠凝材料與骨料的界面上，分原生孔腺和次生孔隙兩類，后者多由前者發(fā)展而成，這些孔在混凝土中形成網(wǎng)絡(luò)分布并受內(nèi)外條件影響而變化。但是普通混凝土中的孔歸根結(jié)底主要由凝膠孔和毛細孔組成，而要達到快速透水，僅靠這兩種孔是遠遠不夠的，因此，透水性混凝土就需要一些大尺寸的孔，這種大尺寸的孔用眼睛就可以看出。但具有大孔這個單一條件也不能說明混凝土的滲透性好，Abbast明確指出，混凝土的滲透性與孔隙率相關(guān)，但兩者之間并不是簡單的函數(shù)關(guān)系，其滲透性高低一豐要取決于內(nèi)部孔隙的連通狀況及滲透路徑的曲折性，即孔結(jié)構(gòu)的特征。

要使其具有一定的強度，再生骨料與漿體之間，漿體與漿體之間必須有很好的粘結(jié)，并且被漿體包裹的再生骨料之間也應(yīng)有較好的排列，再生骨料透水性混凝土骨料問的實際排列，每個再生骨料與其它骨料問均有幾個點的接觸，接觸點越多，強度越大，但實際透水性則下降，這與實際試驗結(jié)果是一樣的，隨著粗骨料粒徑的增大，骨料制接觸點減少，混凝土抗壓強度降低，透水性上升。再生骨科透水性混凝土中，水泥漿體、界面和再生骨料三個環(huán)節(jié)的性質(zhì)接近均勻(稱之為再牛骨料透水性混凝土的個體)。于是，每個個體位于空問網(wǎng)格的交點處，個體與個體之間由于外層水泥漿體的膠結(jié)形成再生骨料透水性混凝土的骨架，和處于界面處的大的連通孔隙一起構(gòu)成整個再生骨料透水性混凝土填充于空間網(wǎng)格之中。

4、透水性混凝土的應(yīng)用示倒

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的進程，許多城鎮(zhèn)被鋼筋混凝土房屋、大型基礎(chǔ)設(shè)施及各種不透水的場地和道路所覆蓋。有資料表明，我國城市道路的覆蓋率巳達到7%-15%，特大城市可能超過20%。在為人們提供便利的同時，這些不透水的地面給城市的生態(tài)環(huán)境帶來許多負面影響。隨著人們對城市生態(tài)環(huán)境認識的逐步提高，為了有效緩解城市不透水硬化地面對城市生態(tài)造成的負面影響，使城市與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，走維護生態(tài)平衡的可持續(xù)發(fā)展道路。一些大中城市在政府部門的重視和引導(dǎo)下，透水性鋪裝開始應(yīng)用于河道護坡、城市廣場、公園和人行道等工程中。

4.1 透水性混凝土在城鎮(zhèn)河道護坡中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)河道整治.一般采用單純的工程措施護坡，主要有漿砌或干砌塊石護坡、現(xiàn)澆混凝土護坡、預(yù)制混凝土塊體護坡等，護砌型式多為梯形或矩形斷面。這些結(jié)構(gòu)形式的護坡，在保持岸坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止水土流失以及防洪排澇等方面，起到了一定的作用。但是它們在不同程度上，對景觀、環(huán)境和生態(tài)均產(chǎn)生了不良的影響，造成了水體與陸地環(huán)境的惡化。

鑒于護坡材料對強度的要求不高，一般C10到C15就能滿足應(yīng)用要求，將透水性混凝土應(yīng)用于護坡，不僅具有傳統(tǒng)護坡在保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防止水土流失及防洪排澇等作用外，還能打開地下水補充通道，使城鎮(zhèn)地下水位難以得到補充?；?qū)⑼杆曰炷翍?yīng)用于城鎮(zhèn)景觀岸邊的人行路而。

4.2 透水性混凝土在人行道路上的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市建設(shè)步伐的加快.現(xiàn)代城市的地表逐漸被阻水材料所覆蓋，形成生態(tài)學(xué)上的“人造沙漠”。透水人行道可以提高降水資源的利用率，改善雨天行走的舒適性，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，符合國家提出的建設(shè)安全環(huán)保型、節(jié)約型社會的要求。

北京市路政局于2005年立項開展了“北京市城鎮(zhèn)透水人行道應(yīng)用研究”，在北京市鋪筑了試驗路，取得了成功的應(yīng)用經(jīng)驗。為了推動透水人行道的應(yīng)用，北京市路政局編制了，“北京市透水人行道設(shè)計施工技術(shù)指南”，技術(shù)指南中是從限制車輛通行和停留角度限定了透水人行道適用范圍。按北京市現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定人行道是方便行人通過的道路，不允許行駛和停放機動車，同時，提出了適臺北京地區(qū)特點的環(huán)保透水人行道結(jié)構(gòu)設(shè)計，為北京市以后透水人行道規(guī)劃、設(shè)計、推廣應(yīng)用，提供完整的評估參考依據(jù)。

此外，上海市市政工程管理局在2007年12月20日發(fā)布了。“透水性水泥混凝土人行道應(yīng)用技術(shù)規(guī)程”，為透水性永泥混凝土人行道在上海的應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。

5、結(jié) 語

透水性混凝土以其優(yōu)秀的環(huán)保性能、較好的裝飾效果，其發(fā)展前景是樂觀的，但由于透永性混凝士結(jié)構(gòu)的特殊性，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制，應(yīng)該大范圍有效推廣透水性混凝土的實用。