再生磚骨料透水混凝土研究綜述

單榮偉 解媛媛 牛龍龍 方禮鑫 鄒冬

（南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

1 引言

在國家對綠色建材、“海綿城市”大力推廣的同時，因為過度開采砂石等建筑資源而產(chǎn)生的材料枯竭問題越發(fā)嚴(yán)重，新型砂石等傳統(tǒng)建筑材料的代替品也成為了社會的需求。在所有產(chǎn)生的建筑垃圾中，廢棄混凝土和廢磚占比約為百分之八十[1]，合理回收利用廢棄建筑材料將會是未來的一個必走之路。將建筑拆除后產(chǎn)生的廢磚加工后用于制備透水混凝土，這對建筑材料的回收利用，節(jié)能減排有著重要的意義。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國外再生磚骨料透水混凝土研究現(xiàn)狀

關(guān)于再生骨料透水混凝土性能的研究，國外學(xué)者[Lutfur Akand、BradfordM.Berry、Mark J.Suozzo、Mandar M.Dewoolkard、Ian A.Anderson 等對再生骨料透水混凝土的抗凍融性能、耐久性能，吸聲性能、抗碳化性能等一系列性能已經(jīng)做出了一定的研究，并且有相關(guān)分析著點于影響再生透水混凝土性能的因素進行研究。

上世紀(jì)80年代，澳大利亞就著手對利用再生骨料制備混凝土進行實驗研究。墨爾本城市每年大約有35 萬噸建筑垃圾被回收再利用。有研究認(rèn)為，再生骨料中的片狀指數(shù)、軟弱物質(zhì)含量以及再生骨料的抗壓強度等參數(shù)都會對回彈模量有著重要的影響。只要保證再生骨料能滿足有關(guān)的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，就完全可以作為骨料制備混凝土。

關(guān)于透水混凝土方面的研究，日本的玉井元治等學(xué)者使用水泥作為膠凝材料，采用 5～13mm 或者2.5～ 7mm 粒徑的石子制備透水混凝土進行了試驗研究。2016年，日本山口大學(xué)的Adel Gaddafi等學(xué)者在制備透水混凝土過程中加入了粉煤灰和輪胎碎片夾雜物等，實驗結(jié)果表明可以改善混凝土的透水性能，提高其抗折度，不過其中的輪胎碎片很容易堵塞混凝土內(nèi)部的孔隙。

2.2 國內(nèi)再生磚骨料透水混凝土研究現(xiàn)狀

再生磚骨料透水混凝土在我國的研究還處于初步階段，有待進行系統(tǒng)的研究。在我國，隨著透水混凝土逐步應(yīng)用于城市建設(shè)，其良好的透水性與足夠的強度是一大技術(shù)矛盾。

華南理工大學(xué)的黃健鵬等人通過改變不同的水膠比以及骨料的級配，比較研究了在改變不同變量條件下，制備所得的透水混凝土的性能。結(jié)果表明，水膠比和骨料級配可以在很大程度上影響透水混凝土透水率和強度。他們提出了“造殼法”來制備透水混凝土，所得的透水混凝土能夠符合預(yù)定的要求。

國內(nèi)學(xué)者[劉榮貴、劉軍、鄒志鵬、肖漢寧、何政卿等]進行的有關(guān)再生磚骨料透水混凝土研究比較少。國內(nèi)目前對再生骨料制備透水混凝土所需的原材料、級配、配合比、成型方法、透水性能等還未進行比較完整有體系的研究。

3 配合比設(shè)計

再生磚骨料透水混凝土的配合比設(shè)計對其制備起著非常重要的作用。因為回收所得的再生骨料與原有的骨料的特性有著不同，尤其是再生磚骨料的吸水率很大。由“體積法”計算，可得到下面的配合比[2]?！绑w積法”是指在制備透水混凝土前，先將再生磚骨料浸泡在水中，直至磚骨料吸水飽和，膠凝材料將再生磚骨料外表面均勻地包裹在一起，凝固硬化之后的孔隙就是目標(biāo)設(shè)計的孔隙。具體配合比計算結(jié)果如下：

①單位立方體體積飽和骨料用量的計算

WG=α·ρG

其中，WG—單位立方體體積骨料的用量（kg）

ρG—磚骨料吸水飽和狀態(tài)下的緊密堆積密度（kg/m3）

α—修正系數(shù)

②膠凝材料漿體體積的計算

VP= 1000-10α （·1 00-VC）-10RV

其中，VP—膠凝材料的體積（L）

VC—再生磚骨料飽和狀態(tài)下的緊密堆積空隙率

RV—目標(biāo)空隙率

③單位立方體水泥和水用量的計算

其中，WC—單位立法體水泥的用量（kg）

WW—單位體積立方米的水的用量（kg）

RW/C—水灰比

ρC—水泥的密度（kg/m3）

4 制備及養(yǎng)護要點

4.1 制備要點

1）由于再生磚骨料的吸水率比較高，為了防止再生磚骨料在攪拌時出現(xiàn)吸收拌和用水等情況，實驗之前需要將磚浸泡在水中使其吸水飽和，待攪拌時，再對磚骨料進行晾干處理，使其表面干燥但內(nèi)部吸水飽和。

2）因為再生磚骨料的強度比較低，所以在攪拌時，均采用人工攪拌，避免快速強力攪拌。

3）透水混凝土由于其自身孔隙率大，含砂少，所以在振搗成型時應(yīng)用分層人工振搗或者靜壓的方法。

4.2 養(yǎng)護要點

透水混凝土的養(yǎng)護應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)養(yǎng)護。待試件成型24 小時后拆模，將試件送進標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護，養(yǎng)護條件為溫度20℃±2℃、相對濕度應(yīng)在95%以上。

5 現(xiàn)有問題及展望

再生磚骨料制備透水混凝土應(yīng)用至實際工程中也有很多問題：①再生磚骨料在實驗時所用的破碎和分級過程，應(yīng)用到實際工程中顯得效率比較低下，需要有合適的機器進行大批量加工。②再生磚骨料制備所得透水混凝土抗壓強度比較低，需要研究制備高強度透水混凝土。③現(xiàn)有關(guān)再生磚骨料透水混凝土的研究和法律規(guī)定比較少，缺少相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)做依托。

再生磚骨料透水混凝土可用于園林、人行道、護坡等區(qū)域，既可以減少磚類等建筑垃圾的排放，又能保護環(huán)境，為“海綿城市”的建設(shè)貢獻自己的一份力。

6 結(jié)語

本文結(jié)合目前國內(nèi)外再生磚骨料制備透水混凝土發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了再生磚骨料制備透水混凝土的配合比設(shè)計、制備及養(yǎng)護要點和問題及展望。透水混凝土作為城市道路建設(shè)良好的建筑材料，具有顯著的特點，做好廢料再利用，再生透水混凝土將走向更好的未來。