再生骨料透水混凝土基本性能的研究

韩慧颖 李炳林 闫晓敏

摘要：为了明晰再生骨料掺率对再生骨料透水混凝土抗压强度及孔隙率的影响，设计了6种再生骨料掺率方案（0%、10%、20%、30%、50%、100%），进行研究，并对再生骨料掺率与孔隙率之间进行线性拟合，试验结果表明，再生骨料透水混凝土抗压强度与孔隙率能够满足要求，当再生骨料掺率为20%时，再生骨料透水混凝土的抗压强度最大，为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.

關键词：再生骨料;透水混凝土;抗压强度;孔隙率

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

中图分类号：TU528.7                                   文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2018）34-0144-03

0  引言

在城市的快速发展中，传统混凝土路面所引起的城市内涝、热岛效应、透水性差等弊端日趋明显，鉴于此，国内外研究学者在再生混凝土的基础上提出了再生骨料透水混凝土（Pervious Recycled Aggregate Concrete，以下简称PRAC），再生骨料透水混凝土在环境和生态方面具有诸多优点，例如，下雨时，雨水可以通过它自身的孔隙回渗地下，促进地表水及地下水循环利用的同时，也减少了城市内涝的概率;由于它自身的多孔性，在喧哗的城市道路上铺设可以起到消音减噪作用。为了使再生骨料透水混凝土得到广泛的应用，在国外，Silva[1]等、Akbarnezhad[2]等对再生骨料透水混凝土的强度与天然骨料透水混凝土强度进行了研究，结果表明，28d再生骨料透水混凝土强度低于天然骨料透水混凝土强度。Sagoe-Crentsil[3]等认为再生骨料透水混凝土与天然骨料透水混凝土强度并无差异，在国内，刘荣桂[4]等对再生骨料进行了改性研究，配制出28d强度高达18.8MPa 的再生骨料透水混凝土，王琼[5]等对再生骨料透水混凝土进行配合比优化设计，寻求强度和透水性的合理平衡点，虽然国内学者在再生骨料透水混凝土的研究上各持己见，但却在一步步的推动着其更深入的发展，由于国内外学者并没有系统的研究再生骨料在透水混凝土中掺率与强度及透水的关系，为此，将废弃的C30混凝土路面经颚式破碎机及人工筛分获取再生骨料，展开再生骨料掺率对透水混凝土强度及透水性的影响，为建筑垃圾在再生骨料透水混凝土的应用提供借鉴。

1  试验概况

1.1 原材料

水泥：选用PO·42.5红星牌普通硅酸盐水泥。

水：郑州市自来水。

粗骨料：天然粗骨料采用粒径4.75-9.5mm的天然碎石。再生骨料利用废弃C30混凝土路面，经颚式破碎机破碎，人工筛分，采用粒径为4.75-9.5mm再生骨料。其性能指标见表1，根据规范[6-7]，其性能指标符合Ⅱ类用石要求。

减水剂：萘系高效减水剂。

1.2 配合比设计

再生骨料透水混凝土是以骨料间的点胶结数量及水泥浆体的包裹厚度来决定其强度和透水性能，为了使配合比设计的更加合理，同时满足强度和透水性能，参考相关研究[8-10]，选定水灰比0.3，采用体积法[11]进行配合比设计，再生骨料替代率分别选取0%、10%、20%、30%、50%、100%，分别记为PNAC0、PRAC10、PRAC20、PRAC30、PRAC50、PRAC100，配合比设计详见表2。

1.3 试验方法

再生骨料透水混凝土采用强制式搅拌机拌制，1d后脱模，放入标准养护室内，养护至28d。依据规范[12]，采用YAW6506型微机控制电液伺服压力试验机对再生骨料透水混凝土进行抗压强度测试。

2  试验结果与分析

2.1 再生骨料掺量对抗压强度的影响

再生骨料透水混凝土是以骨料间点胶结的方式来形成骨架结构，抗压强度的大小主要取决于点接触的数量。图1为再生骨料掺率对再生骨料透水混凝土抗压强度的影响趋势，抗压强度整体上随着再生骨料掺率的掺率先提高后降低。当再生骨料掺率为0%，即全部为天然骨料时，抗压强度为14.9MPa，随着再生骨料掺率的增加，当掺率为20%时，再生骨料透水混凝土的抗压强度最大，为17.7 MPa，较掺率为0%的再生骨料透水混凝土抗压强度增加了19%，这是由于，一方面再生骨料表面比较粗糙，多棱角，骨料间点接触增多，由图2再生骨料掺率与再生骨料透水混凝土密度关系图中可知，当再生骨料掺率为20%密度最大，即骨料间点接触增多，使得再生骨料透水混凝土更加密实;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应中起到了内养护[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，在一定程度上也影响了其抗压强度。当再生骨料的掺率超过20%，抗压强度呈下降趋势，当掺率为100%，抗压强度为12.5MPa，较掺率为0%的再生骨料透水混凝土抗压强度降低了19.2%，这主要由再生骨料本身性质所决定的，再生骨料是由机械破碎，经人工筛分后利用，再生骨料自身被一层水泥砂浆所包裹，机械破碎会使骨料表面的水泥砂浆产生微裂缝，使骨料与老水泥砂浆间产生弱结合面，再者，由表1可知，再生骨料的压碎指标高于天然骨料，这也间接的表明再生骨料性质较差。

2.2 再生骨料掺率与孔隙率

图3为再生骨料掺率与孔隙率关系图，本次试验测得再生骨料透水混凝土孔隙率的范围为17%-24%，满足规范[14]及Tennis[15]等学者推荐的再生骨料透水混凝土孔隙率范围。通过对再生骨料掺率与孔隙率之间进行线性拟合，可得再生骨料掺率与孔隙率之间的关系式为y=0.05*x+19.20，其关系基本满足正相关关系，这与Güneyisi[16]等人、Omary[17]等人的研究一致，即随着再生骨料掺率的增加，再生骨料透水混凝土的孔隙率增大。

3  结论

本文通过对废弃C30混凝土路面经颚式破碎机破碎及人工筛分制备再生骨料透水混凝土，研究了再生骨料掺量对再生骨料透水混凝土强度及孔隙率的影响，主要结论如下：

①随着再生骨料掺率的增加，再生骨料透水混凝土的密度先增加后减小，在掺率为20%时，密度最大为1890kg/m3，此时骨料间的点接触数量最多。

②再生骨料透水混凝土的抗压强度随着掺率的增加，先增大后减小，凝土的当再生骨料掺率为20%时，再生骨料透水混凝土的抗压强度最大，为17.7MPa。

③通过对再生骨料掺率与孔隙率之间进行线性拟合，可知，再生骨料掺率与孔隙率之间呈正相关。

参考文献：

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