长春昌驰宏成混凝土有限公司 吉林省长春市 130000
摘要：近年来，我国的建筑工程建设有了很大进展，对混凝土的应用越来越广泛。目前我国国内对再生骨料透水混凝土的研究还处在初级的起步阶段，对再生骨料透水混凝土的影响因素及性能还缺乏较为系统性的研究。介绍了近年来国内外先进的有关再生骨料透水混凝土的研究进展，主要包括透水性、耐久性、基本力学特性以及热传导性等方面的内容，分析了当前对再生骨料透水混凝土研究的不足，为日后的深入研究提供了切实的理论依据。
关键词：再生骨料；透水混凝土；配合比设计；正交试验
引言
再生骨料透水混凝土属于减轻环境负荷型混凝土，它不仅可以发挥功能优势，还能促进建筑垃圾的处理和降低天然骨料的消耗。透水混凝土具有大量由硬化的水泥砂浆薄层和骨料颗粒胶结而形成的堆积结构，内部含有较多的连通孔隙，因此其具有良好的透水性，而这些孔隙所占的比例就是孔隙率。透水系数是反映透水混凝土透水性能高低的重要性能指标，在配合比设计时，透水系数并不能被直接设计，因此选择目标孔隙率对配合比设计具有重要意义。
1再生粗骨料的分类
再生粗骨料是将建筑废弃物中的混凝土、砂浆、砖瓦等加工成粒径大于4．75mm的颗粒。有如下几种分类方式。1）按粒径尺寸分类。连续粒级：5～16mm，5～20mm，5～25mm，5～31．5mm；单粒级：5～10mm，10～20mm，16～31．5mm。2）再生粗骨料按性能要求分类。（1）Ⅰ类：表观密度＞2450kg/m3，空隙率＜47%，微粉含量＜1．0%，泥块含量＜0．5%，针片状颗粒＜10%，吸水率＜3.0%，压碎指标＜12%，硫化物和硫酸盐＜2．0%，氯化物＜0.06%，杂物＜1．0%，5次硫酸盐冻融循环的质量损失＜5.0%。（2）Ⅱ类：表观密度＞2350kg/m3，空隙率＜50%，微粉含量＜2．0%，泥块含量＜0．7%，针片状颗粒＜10%，吸水率＜5．0%，压碎指标＜20%，硫化物和硫酸盐＜2．0%，氯化物＜0．06%，杂物＜1．0%，5次硫酸盐冻融循环的质量损失＜9．0%。（3）Ⅲ类：表观密度＞2250kg/m3，空隙率＜53%，微粉含量＜3．0%，泥块含量＜1．0%，针片状颗粒＜10%，吸水率＜7．0%，压碎指标30%，硫化物和硫酸盐＜2．0%，氯化物＜0．06%，杂物＜1．0%，5次硫酸盐冻融循环的质量损失＜5．0%。
2试验操作
2.1试验用原材料
减水剂：高效聚羧酸减水剂，减水率22．5%；硅灰：本试验采用硅灰作为矿物掺合料，是灰色或灰白色的粉末，耐火度高于1600℃。硅灰：活性大，可以作为理想的活性矿物掺合料，其指标如表1所示；粗骨料：为建筑废弃混凝土，经过粉碎、清洗、晾晒以及筛选分离后，能够得到级配为5mm～20mm的再生碎石骨料。能够符合GB/T25177—2010中的相关要求。水泥：是透水混凝土的粗骨料之间的重要胶结材料。除此之外，还需要水和增强剂等试验必备材料。2.2正交试验设计
通过查阅大量相关研究成果，可以看出水胶比和目标孔隙率是影响再生骨料透水混凝土抗压强度和透水系数的主要因素。添加适量的矿物掺合料不仅可以减少水泥用量，还可以提高再生骨料透水混凝土的和易性、耐久性和抗压强度。本次试验选择水胶比、目标孔隙率和矿物掺合料掺量作为影响因素进行正交设计。
2.3试件成型与试件养护
本节采用水泥裹石法来制备再生骨料透水混凝土。先按比例把天然河砂和再生骨料混合随后掺入拌合水浸湿搅拌；然后加入水泥继续搅拌1min，再加入余下的拌合水继续搅拌2min，随后振捣、成型。为防止水分蒸发，成型后的试件需要包装好。
成型1d后可以拆膜，随后置于标准养护室中养护至28d。
3试验结果与分析
根据正交试验设计，对有效孔隙率、28d抗压强度和透水系数分别测试。有效孔隙率接近目标孔隙率，表明采用体积法进行配合比计算对再生骨料透水混凝土的配合比设计具有指导意义；再生骨料透水混凝土的28d抗压强度与透水系数成反比关系，符合透水混凝土的基本规律。9组试验的透水系数均满足CJJ/T135—2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的大于0.5mm/s的要求，其中A8组的28d抗压强度值大于30MPa。综上，在实际应用中，可根据原材料性能和经济成本，在配合比设计的时候选择各影响因素的最佳值。通过前文所述的极差分析可以看出，对实测孔隙率与各组抗压强度、表观密度和透水系数之间的综合深度分析。再生骨料透水混凝土与孔隙率之间有着线性增加的关系。孔隙率愈大，透水系数越强。再生骨料透水混凝土的抗压强度与孔隙率之间呈现明显的递减关系，孔隙率越高，抗压强度越小，内部密实程度越低。
4再生骨料透水混凝土研究意义及展望
目前，再生骨料透水混凝土是将建筑废弃物机械破碎、分离，得到再生粗骨料，在透水混凝土中不同程度替代天然粗骨料，有利于透水混凝土绿色低碳生产使用。研究发现，因为再生骨料强度低，透水混凝土又是一种高空隙率材料，所以再生骨料透水混凝土一般适用于透水性高、强度低的场所；例如公园、小区和非机动车道路面、透水砖铺筑、护坡等透水混凝土建筑；但是，再生透水混凝土强度低却制约了再生透水混凝土的推广使用。因此，需要寻找一种或者几种掺和料、外加剂，增强再生骨料自身强度和骨料间粘结强度。纵观国内外，对再生骨料透水混凝土的耐久性、导热性和吸声性方面的研究较少，因而需要对此领域进行进一步的研究，对再生骨料透水混凝土技术的进一步完善和标准化，将有助于再生骨料透水混凝土产品的应用推广，促进“海绵城市”建设。
结语
综上所述，本文采用正交试验的方式，以水灰比、含砂率、硅灰掺量以及目标孔隙率作为基本因素，每个因素分别设计了3个不同的水平，研究了各种因素对再生骨料透水混凝土的表观密度、抗压强度和透水系数的作用规律，随后得出如下试验结论：1）孔隙率对再生骨料透水混凝土的透水系数、表观密度、抗压强度的影响均为最大。孔隙率的提升会导致目标的透水性能显著上升，表观密度、抗压强度则会相应下降。2）再生骨料透水混凝土的实测孔隙率比目标孔隙率偏低，但是二者相差不大。3）再生骨料透水混凝土的孔隙率与其抗压强度、表观密度呈现出线性负相关的规律。4）再生骨料透水混凝土的水灰比的改变对其目标的抗压强度、透水系数存在着一定的关联，其变化规律为先增大后减小；当水灰比为0．20时，具有最佳的抗压强度和透水性能。
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