再生骨料透水混凝土基本性能的研究

韓慧穎 李炳林 閆曉敏

摘要：為了明晰再生骨料摻率對再生骨料透水混凝土抗壓強度及孔隙率的影響，設計了6種再生骨料摻率方案（0%、10%、20%、30%、50%、100%），進行研究，并對再生骨料摻率與孔隙率之間進行線性擬合，試驗結果表明，再生骨料透水混凝土抗壓強度與孔隙率能夠滿足要求，當再生骨料摻率為20%時，再生骨料透水混凝土的抗壓強度最大，為17.7MPa。

Abstract： In order to clarify the effect of the proportion of recycled aggregate on the compressive strength and water permeability of pervious recycled aggregate concrete， six mixing rate（0%， 10%， 20%， 30%， 50% and 100%） of recycled aggregate were designed for study，and the linear fitting between recycled aggregate mixing rate and porosity， compressive strength and water permeability was performed， test results show that the compressive strength and water permeability of pervious recycled aggregate concrete can meet the requirements， and when the proportion of recycled aggregate is 20%， the compressive strength of pervious recycled aggregate concrete is the largest， is 17.7MPa.

關鍵詞：再生骨料;透水混凝土;抗壓強度;孔隙率

Key words： recycled aggregate;permeable concrete;compressive strength;porosity

中圖分類號：TU528.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）34-0144-03

0? 引言

在城市的快速發展中，傳統混凝土路面所引起的城市內澇、熱島效應、透水性差等弊端日趨明顯，鑒于此，國內外研究學者在再生混凝土的基礎上提出了再生骨料透水混凝土（Pervious Recycled Aggregate Concrete，以下簡稱PRAC），再生骨料透水混凝土在環境和生態方面具有諸多優點，例如，下雨時，雨水可以通過它自身的孔隙回滲地下，促進地表水及地下水循環利用的同時，也減少了城市內澇的概率;由于它自身的多孔性，在喧嘩的城市道路上鋪設可以起到消音減噪作用。為了使再生骨料透水混凝土得到廣泛的應用，在國外，Silva[1]等、Akbarnezhad[2]等對再生骨料透水混凝土的強度與天然骨料透水混凝土強度進行了研究，結果表明，28d再生骨料透水混凝土強度低于天然骨料透水混凝土強度。Sagoe-Crentsil[3]等認為再生骨料透水混凝土與天然骨料透水混凝土強度并無差異，在國內，劉榮桂[4]等對再生骨料進行了改性研究，配制出28d強度高達18.8MPa 的再生骨料透水混凝土，王瓊[5]等對再生骨料透水混凝土進行配合比優化設計，尋求強度和透水性的合理平衡點，雖然國內學者在再生骨料透水混凝土的研究上各持己見，但卻在一步步的推動著其更深入的發展，由于國內外學者并沒有系統的研究再生骨料在透水混凝土中摻率與強度及透水的關系，為此，將廢棄的C30混凝土路面經顎式破碎機及人工篩分獲取再生骨料，展開再生骨料摻率對透水混凝土強度及透水性的影響，為建筑垃圾在再生骨料透水混凝土的應用提供借鑒。

1? 試驗概況

1.1 原材料

水泥：選用PO·42.5紅星牌普通硅酸鹽水泥。

水：鄭州市自來水。

粗骨料：天然粗骨料采用粒徑4.75-9.5mm的天然碎石。再生骨料利用廢棄C30混凝土路面，經顎式破碎機破碎，人工篩分，采用粒徑為4.75-9.5mm再生骨料。其性能指標見表1，根據規范[6-7]，其性能指標符合Ⅱ類用石要求。

減水劑：萘系高效減水劑。

1.2 配合比設計

再生骨料透水混凝土是以骨料間的點膠結數量及水泥漿體的包裹厚度來決定其強度和透水性能，為了使配合比設計的更加合理，同時滿足強度和透水性能，參考相關研究[8-10]，選定水灰比0.3，采用體積法[11]進行配合比設計，再生骨料替代率分別選取0%、10%、20%、30%、50%、100%，分別記為PNAC0、PRAC10、PRAC20、PRAC30、PRAC50、PRAC100，配合比設計詳見表2。

1.3 試驗方法

再生骨料透水混凝土采用強制式攪拌機拌制，1d后脫模，放入標準養護室內，養護至28d。依據規范[12]，采用YAW6506型微機控制電液伺服壓力試驗機對再生骨料透水混凝土進行抗壓強度測試。

2? 試驗結果與分析

2.1 再生骨料摻量對抗壓強度的影響

再生骨料透水混凝土是以骨料間點膠結的方式來形成骨架結構，抗壓強度的大小主要取決于點接觸的數量。圖1為再生骨料摻率對再生骨料透水混凝土抗壓強度的影響趨勢，抗壓強度整體上隨著再生骨料摻率的摻率先提高后降低。當再生骨料摻率為0%，即全部為天然骨料時，抗壓強度為14.9MPa，隨著再生骨料摻率的增加，當摻率為20%時，再生骨料透水混凝土的抗壓強度最大，為17.7 MPa，較摻率為0%的再生骨料透水混凝土抗壓強度增加了19%，這是由于，一方面再生骨料表面比較粗糙，多棱角，骨料間點接觸增多，由圖2再生骨料摻率與再生骨料透水混凝土密度關系圖中可知，當再生骨料摻率為20%密度最大，即骨料間點接觸增多，使得再生骨料透水混凝土更加密實;其次，由表1可知，再生骨料吸水率是天然骨料的14倍，在后期水泥的水化反應中起到了內養護[13]的作用，另一方面天然骨料的含泥量是再生骨料含泥量的4倍，在一定程度上也影響了其抗壓強度。當再生骨料的摻率超過20%，抗壓強度呈下降趨勢，當摻率為100%，抗壓強度為12.5MPa，較摻率為0%的再生骨料透水混凝土抗壓強度降低了19.2%，這主要由再生骨料本身性質所決定的，再生骨料是由機械破碎，經人工篩分后利用，再生骨料自身被一層水泥砂漿所包裹，機械破碎會使骨料表面的水泥砂漿產生微裂縫，使骨料與老水泥砂漿間產生弱結合面，再者，由表1可知，再生骨料的壓碎指標高于天然骨料，這也間接的表明再生骨料性質較差。

2.2 再生骨料摻率與孔隙率

圖3為再生骨料摻率與孔隙率關系圖，本次試驗測得再生骨料透水混凝土孔隙率的范圍為17%-24%，滿足規范[14]及Tennis[15]等學者推薦的再生骨料透水混凝土孔隙率范圍。通過對再生骨料摻率與孔隙率之間進行線性擬合，可得再生骨料摻率與孔隙率之間的關系式為y=0.05*x+19.20，其關系基本滿足正相關關系，這與Güneyisi[16]等人、Omary[17]等人的研究一致，即隨著再生骨料摻率的增加，再生骨料透水混凝土的孔隙率增大。

3? 結論

本文通過對廢棄C30混凝土路面經顎式破碎機破碎及人工篩分制備再生骨料透水混凝土，研究了再生骨料摻量對再生骨料透水混凝土強度及孔隙率的影響，主要結論如下：

①隨著再生骨料摻率的增加，再生骨料透水混凝土的密度先增加后減小，在摻率為20%時，密度最大為1890kg/m3，此時骨料間的點接觸數量最多。

②再生骨料透水混凝土的抗壓強度隨著摻率的增加，先增大后減小，凝土的當再生骨料摻率為20%時，再生骨料透水混凝土的抗壓強度最大，為17.7MPa。

③通過對再生骨料摻率與孔隙率之間進行線性擬合，可知，再生骨料摻率與孔隙率之間呈正相關。

參考文獻：

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