高亞麗

（山西旅游職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030031）

1 再生骨料透水混凝土的定義與作用

再生骨料透水混凝土是一種由水泥、骨料、外加劑和水組成的，用再生骨料代替天然骨料制備的輕質(zhì)透水混凝土。在此之前，關(guān)于制備透水混凝土已經(jīng)有了基礎(chǔ)理論，再生骨料可以對(duì)透水混凝土中的部分骨料進(jìn)行相應(yīng)的替換，通過合理的、科學(xué)的比例配制，對(duì)再生骨料進(jìn)行破碎、清洗、分級(jí)，然后摻加到易腐爛的混凝土中，發(fā)揮再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和透水性能。

研究再生骨料透水混凝土的強(qiáng)度、透水性和耐久度，對(duì)于開發(fā)再生骨料透水混凝土技術(shù)，建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有重大意義。水泥混凝土、瀝青混凝土、磚塊等材料是當(dāng)今傳統(tǒng)路面的主要構(gòu)成材料，由這些材料組成的路面的強(qiáng)度比較高，整體性強(qiáng)度強(qiáng)，但是透水性卻并不理想，因此，如果城市在雨季時(shí)期排水系統(tǒng)不暢，則會(huì)導(dǎo)致路面上造成大量積水，從而影響人們的正常生產(chǎn)生活。再生骨料透水混凝土是當(dāng)前透水性路面的基礎(chǔ)材料，而再生骨料作為透水性路面的全部或部分配料，具有諸多利于透水的特點(diǎn)。再生骨料在混凝土中的加入促使透水性路面的表面粗糙，同時(shí)內(nèi)部還具有較大的孔隙率，透水性較強(qiáng)，由于其內(nèi)部為多孔結(jié)構(gòu)，因此具有良好的滲水能力，有利于解決城市中路面排水不暢的問題，可對(duì)城市中排水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行改善，同時(shí)對(duì)城市中的雨水的回收利用率也進(jìn)行了相應(yīng)的提高，此外，還有利于降低環(huán)境溫度，增加環(huán)境濕度，改善城市生態(tài)，緩解城市的“熱島效應(yīng)”。

同時(shí)，我國(guó)每年的廢棄混凝土對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。由于混凝土耐久性好，廢棄物難以自然分解，容易產(chǎn)生永久性污染，給環(huán)境和生態(tài)帶來不利影響。因此，對(duì)廢棄的混凝土進(jìn)行重新資源化處理以及合理化利用，在解決了建筑垃圾造成的環(huán)境問題的同時(shí)，還可以減少天然骨料的浪費(fèi)，從而緩解自然資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾。因此，利用廢棄的墻體、房頂、樓梯等混凝土材料制作再生混凝土骨料，代替部分透水混凝土中的骨料，這樣既可以利用廢棄資源，又可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，還能起到改善環(huán)境等諸多作用。

2 再生骨料透水混凝土的基本性能

透水性和抗壓強(qiáng)度這兩個(gè)性能，是再生骨料透水混凝土最基本性能，而對(duì)再生骨料透水混凝土性能產(chǎn)生主要影響的有水灰比、再生骨料外加劑及粒徑、水泥摻量還有成型方法等因素。

2.1 再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度

首先，對(duì)再生骨料透水混凝土抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素之一是水灰比。當(dāng)水灰比固定保持在0.25～0.45的數(shù)值之間時(shí)，再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度隨水灰比的增大而先增大后減小。由于水灰比會(huì)對(duì)直接水泥漿的稠度產(chǎn)生直接影響，所以當(dāng)水灰比過大的時(shí)候，這時(shí)的水泥漿體作為黏結(jié)材料，其濃稠度也就隨著水灰比的不斷降低而降低，這也就使得對(duì)骨料進(jìn)行包裹的水泥漿體會(huì)漸漸變薄，從而導(dǎo)致了硬化后的再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)降低。如果存在過小的水灰比時(shí)，水泥漿則難以對(duì)骨料進(jìn)行完全的包裹，這也就會(huì)導(dǎo)致骨料中的黏結(jié)力不強(qiáng)，從而也就使再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度相對(duì)較差。

其次，再生骨料透水混凝土抗壓強(qiáng)度隨著再生骨料摻量的增加，會(huì)呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。再生骨料表面粗糙，當(dāng)再生骨料的摻入量小于30%時(shí)，可以與天然骨料良好結(jié)合，骨料之間的摩擦力和穩(wěn)定性都有了一定程度上的加強(qiáng)，同時(shí)，再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度也有了相應(yīng)的增加。如果再生骨料的摻量高于50%時(shí)，再生骨料表面存在的大量舊砂漿和不規(guī)則裂縫，在荷載作用下容易沿著界面膨脹而發(fā)生損傷。因此，在天然骨料中可以添加一定比例的再生骨料，有利于界面黏結(jié)力的不斷增加，從而對(duì)再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度也有了相應(yīng)的提高。單一粒徑范圍的集料組合從而形成了透水混凝土，同時(shí)抗壓強(qiáng)度也隨著透水混凝土的粒徑不斷增大從而逐步降低，因此，再生骨料粒徑的不斷增大的同時(shí)，骨料之間的接觸面積也在隨之而減小，從而導(dǎo)致透水混凝土中的遮擋阻力減弱，這就對(duì)透水混凝土的抗壓強(qiáng)度造成了直接的影響，特別是再生骨料中大粒徑骨料的摻入，更加不利于透水混凝土抗壓強(qiáng)度的增加。

最后，再生骨料透水混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)也直接影響了抗壓強(qiáng)度，確定目標(biāo)孔隙率，是保證再生骨料透水混凝土強(qiáng)度的重要條件?；炷恋目箟簭?qiáng)度是隨著其孔隙度的增加，而呈反比例降低趨勢(shì)的，其中，孔隙度范圍為15%～30%。透水混凝土中充滿骨料、漿體和孔隙，因此，透水混凝土中孔隙數(shù)量的增加同時(shí)，也會(huì)降低骨料之間的黏結(jié)強(qiáng)度，對(duì)再生骨料透水混凝土的整體抗壓強(qiáng)度，起到削弱作用。

2.2 再生骨料透水混凝土透水性能

首先，水灰比對(duì)再生骨料透水混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)水灰比比較大的時(shí)候，水泥漿也就會(huì)具有較大的流動(dòng)性，從而在重力的影響下，在透水混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，水泥漿會(huì)從孔隙中流向混凝土的底部，從而在水泥漿硬化后失去了自身的滲透性。而當(dāng)水灰比比較小的時(shí)候，過于黏稠的水泥漿也會(huì)不利于水分在混凝土中的滲透。

其次，透水性也會(huì)受到再生骨料粒徑的直接影響，在骨料粒徑越大的情況下，混凝土的透水性也就會(huì)越好。大粒徑再生骨料之間由于骨料顆粒較大，接觸點(diǎn)和接觸面積也就相對(duì)變小，這也就導(dǎo)致相鄰骨料之間的孔隙有一定程度上的增大。

再次，透水混凝土中具有大量的孔隙結(jié)構(gòu)，因此，混凝土中集料間的粘結(jié)面積小，這也就在一定程度上增加了混凝土內(nèi)水分的流通。滲透系數(shù)和孔隙率的分布呈現(xiàn)出指數(shù)狀態(tài)，隨著孔隙率的增加從而不斷增大。

最后，硅粉、粉煤灰等材料對(duì)再生骨料透水混凝土的充填效果較好。硅粉、粉煤灰等材料可以對(duì)混凝土內(nèi)部的孔隙進(jìn)行充分填充，減小孔隙的大小和孔隙的數(shù)量，從而影響其透水性能。隨著不斷增加硅粉和粉煤灰的摻量，滲透系數(shù)也就逐漸降低，如圖1所示。

圖1 再生骨料透水混凝土最基本的性能

3 再生骨料透水混凝土的改性研究

3.1 再生骨料粒徑的選擇

再生骨料的粒徑越小，透水混凝土中的孔隙也就越小，分布也就更加均勻，骨料和混凝土的接觸面積增加，也就導(dǎo)致了水的黏滯阻力的增加和水傳輸能力的削弱。同時(shí)，雖然隨著粒徑增大連通孔數(shù)增加，但孔隙率增大，骨料之間的接觸面積不斷減小，這也就會(huì)導(dǎo)致透水混凝土的強(qiáng)度顯著下降。因此，增大目標(biāo)孔隙度和再生骨料粒徑會(huì)增加混凝土的透水性能，但同時(shí)也會(huì)相應(yīng)地降低透水混凝土的強(qiáng)度，在配制透水混凝土的過程中，要充分考慮透水性能與強(qiáng)度兩個(gè)因素，才能最大程度地發(fā)揮再生骨料透水混凝土的特點(diǎn)。

3.2 膠結(jié)層水泥用量

在水灰比相同，不增加粘結(jié)點(diǎn)的情況下，通過減小表面積，增加水泥漿厚度和增加接觸面積也可以提高透水混凝土的強(qiáng)度。再生骨料的強(qiáng)度相對(duì)來說比較高，而水泥膠凝劑強(qiáng)度則較低一些，這也就使得骨料與水泥漿體的界面的過渡交界處的強(qiáng)度相對(duì)較弱，抗壓能力也相對(duì)較差，當(dāng)二者交界截面受到較大的外力作用，就會(huì)變得更加容易被破壞。因此，可以從提高黏結(jié)點(diǎn)的黏結(jié)強(qiáng)度以及界面過渡區(qū)狀態(tài)，來提高透水混凝土的強(qiáng)度。

3.3 再生骨料取代率

隨著再生骨料的增加，透水混凝土的孔隙度先減小后增大。當(dāng)再生骨料置換到40%時(shí)，透水混凝土中的孔隙率則達(dá)到最小。并且，隨著再生骨料用量的增加，混凝土滲透系數(shù)也是先減小而后增大。再生骨料的增加可以增加混凝土的孔隙率，在一定程度上也就加強(qiáng)了混凝土的滲透性，而置換適當(dāng)?shù)脑偕橇?，可以有效提高混凝土的抗壓?qiáng)度，因此選擇科學(xué)、合理的替代率能使再生骨料透水混凝土的強(qiáng)度和滲透性平衡重量都達(dá)到最佳狀態(tài)。

4 結(jié)語

再生骨料摻量、水灰比和孔隙率等，是影響再生骨料透水混凝土抗壓強(qiáng)度和透水性能的重要因素，與普通混凝土的基本性能不同。為有效提高再生骨料透水混凝土的基本性能，應(yīng)對(duì)再生骨料透水混凝土的強(qiáng)度和透水性能的影響因素進(jìn)行充分考量，進(jìn)而提升再生骨料透水混凝土質(zhì)量，增強(qiáng)透水性能。