蔡基偉
(河南大學循環(huán)與功能建材實驗室,河南 開封 475004)
在以往城鎮(zhèn)基礎設施的建設中,硬化面積過大且都是不透水地面,這給城市生態(tài)環(huán)境帶來許多負面影響。透水鋪裝工程是海綿城市建設中的重要環(huán)節(jié),透水混凝土是海綿城市建設的首選材料。舊建筑物拆除量越來越多,用廢棄混凝土生產再生骨料制備透水混凝土,既節(jié)省天然資源、緩解平原城市原生粗骨料方面的供需矛盾,又減輕建筑廢棄物對環(huán)境的污染。
利用再生粗骨料制備透水混凝土,在力學性能方面具有適用性,但要防止再生骨料生產過程中產生過多的缺陷。廢棄混凝土屬于非均質材料,用廢棄混凝土加工成再生粗骨料時,其粒徑需與廢混凝土中原狀骨料的粒徑相適應,既要提高原狀粗骨料表面廢砂漿的剝離程度,還要盡量讓再生粗骨料少受徑向外力。
透水混凝土屬于骨架空隙結構,影響強度的主導因素是漿體對骨料的粘結面積,其次才是水泥石強度,因此鮑羅米公式不適用于透水混凝土。在水膠比方面,主要考慮水膠比對漿體稠度的影響,若漿體存在流動性,則漿體易沉積到底部,一方面造成堵塞,另一方面上部因缺少漿體粘結而降低強度。因此在配合比設計時,需重點考慮透水混凝土的孔隙率;欲提高水泥石強度,需從水泥強度等級和減水劑入手。由于透水混凝土沒有細骨料,減水劑摻量對應的減水率與普通混凝土存在差別,需要試驗驗證。因攪拌過程中再生骨料吸水率較大,附加水量是必然要考慮的,但關鍵是采用多長時間的吸水率,需要通過測算從加水攪拌到澆筑成型所用時間來確定。
透水混凝土拌合物中漿體的狀態(tài)應是僅有塑性而無流動性,水膠比的取值受到嚴格限制,水膠比小幅增大就會引起沉漿堵孔,而水膠比小幅減小又會造成拌合物松散。實驗室試配時,可以采用振動臺振實,但切勿過振,振至漿體泛光便立刻停止振動。由于水膠比和減水劑摻量決定著漿體稠度,所以確定水膠比和減水劑摻量時必須依漿體稠度而定。
在漿體保持塑性狀態(tài)先決條件下,水膠比的取值范圍很窄,透水混凝土的強度受粘結骨料的漿體量控制,增加漿量則提高了透水混凝土強度,但孔隙率也就相應減小,透水系數(shù)隨之減小。透水系數(shù)的大小是量的屬性,而透水與否則是質的屬性。由于透水混凝土是無砂大孔結構,只要不發(fā)生沉漿堵孔現(xiàn)象,就能保障透水性。所以,在權衡透水混凝土的透水性和強度時,優(yōu)先考慮強度。
透水混凝土澆筑攤平后,不宜振搗成型,因極易過振而造成沉漿堵孔。宜采用碾壓成型方式,使骨料處于嵌鎖狀態(tài),增大漿體對骨料的粘結面積,從而提高透水混凝土強度。
在透水鋪裝結構中,透水混凝土之下,應是起到透水、傳力、反濾作用的石碴墊層和砂墊層。再生粗骨料完全可以代替原生碎石作石碴墊層,再生細骨料同樣可以完全代替天然砂用于砂墊層。透水墊層所用的再生骨料,加工程度和質量等級可稍作降低,既節(jié)約了成本,又可減少顆粒內部缺陷。
總之,透水混凝土與普通混凝土差別很大,從配合比設計到成型的整個過程中,要重點關注再生骨料粒徑、漿體稠度和成型方式這些重要因素,避免沉漿堵孔是透水混凝土質量控制的關鍵。