再生粗骨料制作滲透生態(tài)混凝土強度變化規(guī)律試驗研究

張新華++解曙輝++江媛++謝景偉++翟文靜

摘 要：再生粗骨料混凝土可較好的解決廢棄混凝土的環(huán)境污染問題，但再生粗骨料的離散性大、水泥漿附著骨料、孔隙率高等缺陷制約了其制作再生混凝土的應用。研究如何改善透水混凝土配合比以再生粗集料空隙率、孔隙率、水灰比為配合比主要指標，采用體積法進行設計。本課題將再生混凝土技術與透水混凝土技術融合成透水混凝土，通過試驗分析了再生粗骨料不同摻量的透水混凝土強度變化規(guī)律，在實驗條件下，綜合考慮混凝土強度和透水系數的要求，一定目標孔隙率下可確定符合要求的配合比，以促使其在工程應用的推廣。

關鍵詞：再生混凝土 透水混凝土 強度 齡期

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0071-02

透水混凝土是針對原城市道路路面的缺陷，可以讓雨水流入地下、有效補充地下水的新型工藝。透水混凝土的滲水透氣，在于其“沙其瑪”般的截面結構，水氣通過孔隙滲透，但傳統(tǒng)混凝土的高密實性，阻斷了水氣交換。對于綜合利用廢舊混凝土等建筑材料，制造出可以新型的再生混凝土鋪設在城市路面、綠化帶、生態(tài)園林、公共綠地、河道景觀步道、山體護坡等地方使大地呼吸，從而有效地降低了城市熱島效應、節(jié)約水資源、美化了城市環(huán)境更好地調節(jié)了現代城市與自然之間的和諧關系，同時還減少了排水設施的投資。廢混凝土制成再生粗骨料的表面附著部分水泥砂漿空隙率較大，造成其吸水率明顯高于天然骨料，這正好也是城市路面、綠化帶、生態(tài)園林等地方所需要的。將它們兩種技術組合起來，采用適當的膠凝材料粘結，混凝土顆粒飽和粘結，顆粒間有明顯的滲水通道，孔隙比例可以達到近20%。如膠凝材料使用得當、再生材料比例適當、混凝土配合比合適，其強度可相當于普通混凝土。

1 影響再生粗骨料混凝土力學性能的主要因素

1.1 再生粗骨料性能分析

由于廢舊混凝土的特點所決定其來源復雜，造成再生粗骨料性能離散和不穩(wěn)定，為此本課題組的再生粗骨料采用某檢測單位和廢棄混凝土堆場選取。經過試驗分析：與天然骨料相比，再生粗骨料表觀密度降低約4.6%～15.7%，堆積密度降低約9.7%～15.1%；再生粗骨料吸水率是天然骨料的3～15倍，再生粗骨料的壓碎指標是天然骨料的1.7～3.4倍。而且原生混凝土強度越高，破碎得到的再生粗骨料顆粒越大，再生粗骨料的表觀密度和堆積密度越高，而壓碎指標、吸水率越小。再生粗骨料的密度、表觀密度、吸水率等物理特性，還與原生廢混凝土的強度等級、配合比、使用時間、使用環(huán)境及地域等因素有關。

1.2 再生粗骨料混凝土界面結構

由于混凝土的多相、非勻質和多孔性而存在著大量的界面，包括最薄弱環(huán)節(jié)的水泥石和骨料的界面，該區(qū)域裂縫是離子遷移和液體滲透的快速通道，直接影響混凝土力學性能與耐久性能。再生粗骨料配制的再生混凝土存在的這種問題更嚴重，因為再生粗骨料不僅棱角多，且骨料表面包裹著水泥漿，此界面過渡區(qū)的晶體及孔隙等超過水泥漿本體，使再生粗骨料表面與新水泥漿體之間生成結構疏松的水化產物。但再生粗骨料表面包裹著硬化水泥漿體（或砂漿）與新水泥漿體（砂漿）之間彈性模量相差較小，有助于改善界面；再生粗骨料表面存在較多微裂縫，此微裂縫會吸入新的水泥顆粒，會對形成致密的界面結構有幫助。

1.3 再生粗骨料取代率

國內對不同再生粗骨料摻量的再生混凝土的抗壓強度方面的研究很多。試驗中再生粗骨料的摻量有不斷增加而檢測其影響程度，但再生混凝土力學性能試驗數據的離散性較大，出現大致的試驗現象是：隨再生粗骨料的摻量0%增加，混凝土強度基本不變；隨再生粗骨料的摻量30%～60%增加，混凝土強度降低0%～25%；隨再生粗骨料的摻量進一步增加到60%以上，再生混凝土強度降低較大。

2 透水混凝土技術要求

2.1 密實方法的影響

由于透水混凝土水泥漿較少，微量或無細集料，在成型時若采用機械振搗的方式，將使水泥漿聚集到底部，使混凝土底部封閉，失去透水能力。采用人工搗實法，隨著搗實次數的增加，強度及體積密度逐漸增大，空隙減小，透水混凝土變得密實。

2.2 水膠比的影響

透水混凝土的強度規(guī)律基本服從保羅米公式，水膠比直接影響混凝土的強度耐久性。但多孔的透水混凝土干硬性特點，使水泥漿包裹骨料均勻度決定其抗壓強度的重要因素，甚至超過普通混凝土的影響。過少的用水量，使水泥漿體粘稠到不足以包裹骨料顆粒影響攪拌。低水膠比降低了骨料與水泥漿間粘結力，水灰比下降時，多孔透水混凝土的整體抗壓強度提高并不明顯。

2.3 強度不同膠結料的影響

與普通混凝土一樣，相等條件下的透水混凝土強度隨著水泥石強度的增加而提高。透水混凝土由于其骨料間距加大、顆粒間咬合因素下降，形成強度主要靠膠結材料的強度，所以膠結材料對透水混凝土的強度影響巨大。

3 試驗分析

多孔性的再生粗骨料直接拌制再生混凝土會吸收拌合水，混凝土配合比設計強度為C25，選擇兩種不同強度原生廢棄混凝土強度（RC-A和RC-B）作為再生粗骨料。通過表1配合比拌制混凝土拌合物，標準養(yǎng)護28 d和56 d，分別測試其抗壓強度（表2）。

由表2中可以看出，再生粗骨料的取代率對再生混凝土的抗壓強度影響很大?？傮w而言，再生混凝土的抗壓強度隨著再生粗骨料的增加而降低。當再生粗骨料取代率為30%和70%，再生混凝土的28 d、56 d時，抗壓強度分別較普通混凝土低。由于再生粗骨料與新舊砂漿之間存在的黏結較為薄弱，且膠結強度又是透水混凝土強度的主要來源；再生混凝土本身的用水量也有所增加，而且其內部蓄水或少或多，再生粗骨料取代30%時，骨料蓄水池作用不明顯，當取代率達到50%和70%時再生粗骨料內部蓄水過多，強度降低的缺點顯現。由于再生粗骨料孔隙率高，在承受軸向應力時，易形成應力集中導致再生混凝土的強度降低。

4 結論

經過試驗研究分析，在透水混凝土的效果上需要改進，再生混凝土質量還需要在其穩(wěn)定性入手解決。

4.1 再生粗骨料的增強預處理

通過對再生粗骨料進行強化和預處理、改善再生粗骨料的粒形、去除其表面附著的水泥砂漿、減小再生粗骨料的孔隙率和二次破碎篩分等處理手段，提高再生混凝土的性能。

4.2 改善膠結材料的粘結強度

利用高性能外摻超細礦物質和外加劑的綜合作用，加入界面改性劑改善再生粗骨料與水泥漿之間得薄弱區(qū)，提高膠結材料的粘結強度，保證透水再生混凝土的強度，利于工程運用。

參考文獻

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