王琪，程海麗，高文軒，董瑞龍，蘇小軍

（北方工業(yè)大學土木工程學院，北京 100144）

隨著我國城市的不斷建設，建筑垃圾生產(chǎn)量持續(xù)增長，占城市垃圾的30%～40%[1]，但利用率不足5%，與韓國、日本等建筑垃圾利用率達到90%以上的發(fā)達國家相比差距很大，而且我國大部分垃圾在露天堆放或者填埋，造成了嚴重的生態(tài)危機。

目前我國天然骨料開采過度，國家嚴格控制天然骨料使用，把廢混凝土作為骨料應用于制作透水混凝土，并符合性能要求，具有多重意義。蔡基偉[2]等利用大粒徑骨料（5～10 mm）制備透水混凝土，但28天抗壓強度僅為10.2 MPa，大多文獻再生骨料僅是部分取代天然骨料。文中采用4.75～9.5 mm粒徑廢混凝土再生骨料全部取代天然骨料，研究水灰比、膠骨比及減水劑對廢混凝土再生骨料透水混凝土性能的影響。

1 原材料及其性能

水泥采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，3 d抗折、抗壓強度分別為6.35 MPa，37.4 MPa，28 d抗折、抗壓強度分別為7.2 MPa，67.2 MPa；

所用骨料全部為建筑物拆除的廢舊混凝土，粒徑4.75～9.5 mm，堆積密度為 1 381 kg/m3，表觀密度為2 685 kg/m3，吸水率為2.2%，壓碎指標為8%。減水劑為聚羧酸系減水劑。

2 試驗方法

透水混凝土成型采用裹石法，即，先以一定水灰比的水泥凈漿包裹骨料表面，再將剩余的水泥和水一起拌和，拌合物分兩次裝入模具，每一次大約裝入模具的1/2，每次倒入拌合物后，在4周用小扁鏟均勻插搗，每個邊插搗10次，第二次插搗完成后將模具填滿，用刮刀刮平，1 d后拆模，成型的試件，置于溫度為24±2℃，相對濕度為79±8%的養(yǎng)護間養(yǎng)護至28 d。

強度測定參照GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》進行，連通孔隙率測試參照CJJT 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術(shù)規(guī)程》進行，透水系數(shù)采用中國建筑材料科學研究總院研制的TS-100F II型透水混凝土測試儀測試，水位差固定15 cm，儀器如圖1所示。

圖1 TS-100F II型透水混凝土測試儀

3 配比設計

參照CJJT 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術(shù)規(guī)程》，配比設計強度目標為C20，連通孔隙率≥10%，透水系數(shù)≥0.5 mm/s。考慮到再生骨料多孔吸水性較強的特性，因此，水灰比較規(guī)范中規(guī)定的0.25～0.35較大，具體配比及其性能見表1。

表1 配合比及其性能

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 膠骨比對透水混凝土性能的影響

比較表1中A1，A2，A3可以看出，水灰比為0.42時，隨著膠骨比的增大，連通孔隙率降低，這是由于當骨料用量一定，膠凝材料量不足時，不足以包裹骨料表面，因而強度降低，但當膠凝材料量增加時，填充了骨料之間的孔隙，因而孔隙率下降。

4.2 水灰比對透水混凝土性能的影響

比較表1中A3與B1可以看出，膠骨比一定時，隨水灰比減小，強度減小，而孔隙率增加，正好與普通混凝土中水灰比與強度的關系相反，這是因為，膠骨比一定時，水灰比減小即水泥凈漿稠度增加，而透水混凝土為了保持孔隙率又不能振搗，因而影響了骨料之間的填充和粘結(jié)，致使強度降低，但孔隙率增大。

4.3 減水劑對透水混凝土性能的影響

從表1中的B組和C組可以看出，添加減水劑后，在低水灰時，相當于增加了水泥凈漿的流動性，使其可充分地包裹骨料表面，并使拌合物流動性增加，從而使得骨料有較好的填充和堆集作用，因而強度增加，便孔隙率減少。但減水劑的摻量不宜太大，太大時對強度提高作用不明顯，但孔隙率下降程度較大。

4.4 最優(yōu)配比與規(guī)范對比

試驗配比與CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術(shù)規(guī)程》[3]比較，如表2所示。從表1、表2可以看出，在膠骨比為0.32，水灰比為0.38～0.42時，以粒徑為4.75～9.5 mm的廢混凝土再生骨料配制的透水混凝土抗壓強度和透水性指標完全滿足相關規(guī)程要求。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

（1）以廢混凝土為粗骨料制備的透水混凝土，在相對提高水灰比的情況下，可以制備出抗壓強度和透水指標滿足規(guī)范的透水混凝土，28 d抗壓強度最高可以達到22.9 MPa，透水系數(shù)遠遠大于規(guī)范要求。

表2 優(yōu)選配比與規(guī)范對比

（2）在水灰比一定時，膠骨比的增加會降低透水混凝土的孔隙率。加入0.1%的減水劑可以有效提高透水混凝土的抗壓強度。

（3）在膠骨比為0.32，水灰比為 0.38～0.42時，以粒徑為4.75～9.5 mm的廢混凝土再生骨料配制的透水混凝土抗壓強度和透水性指標完全滿足相關規(guī)程要求。

5.2 討論

本試驗試件未進行標準養(yǎng)護，致使透水混凝土試件的抗壓強度偏低。若進行標準養(yǎng)護，強度還可以一定程提高。此外，成型方式等因素均可影響其性能，后續(xù)將進行進一步研究。