再生骨料在透水混凝土中的应用

张力，张燕刚，张林

（1. 南京标美生态环境科技有限公司，江苏 南京 210036；2. 中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300）

1 我国再生骨料的发展现状

我国对再生骨料混凝土的开发研究晚于发达国家。根据相关报导，我国建筑垃圾用于再生骨料利用率不足5%，而国外一些发达国家再生骨料利用率均在 50% 以上，有些甚至高达 80%～90%。但近年政府对建筑垃圾的循环再利用高度重视，制定的中长期发展战略鼓励废弃物的开发利用。建设部将“建筑废渣综合利用”列入 1997 年科技成果重点推广项目。目前国内数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究，取得了一定进展，并在北京、上海、南京、常州等地的建筑企业在建筑垃圾回收利用方面做了一些有益的尝试。为了保证建筑垃圾再生骨料应用的效果和质量，推动建筑垃圾再生骨料在建筑工程中的应用，我国制定了 GB/T 25177—2001《混凝土用建筑垃圾再生粗骨料》、GB/T 25176—2001《混凝土和砂浆用建筑垃圾再生细骨料》两部国家标准，中华人民共和国建筑工程行业标准《建筑垃圾再生骨料应用技术规程》已通过专家审定。

2 再生骨料的相关标准及政策

中华人民共和国国家标准 GB/T 25177—2001《混凝土用建筑垃圾再生粗骨料》中对“混凝土用建筑垃圾再生粗骨料”定义为：由建（构）筑废物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，用于配制混凝土的粒径大于 4.75mm 的颗粒。

中华人民共和国国家标准 GB/T 25176—2001《混凝土和砂浆用建筑垃圾再生细骨料》中对“混凝土和砂浆用建筑垃圾再生细骨料”定义为：由建（构）筑废物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，用于配制混凝土和砂浆的粒径不大于 4.75mm 的颗粒。

3 再生骨料的定义及应用范围

综上所述，再生骨料是指将建（构）筑物拆除、路面翻修、混凝土生产、工程施工或其他状况下产生的废混凝土块，砂浆、石、砖瓦等经过破碎、清洗和分级等一系列加工后，按一定的比例混合，所得到的粒径在40mm 以下的骨料。其中粒径在 5～40mm 范围内的为再生粗骨料，粒径 0.5～5mm 范围内的为再生细骨料。

再生骨料可以广泛应用于新拌混凝土、透水混凝土、植生混凝土、水稳、水泥砖、透水砖、空心砖、花砖、代替级配碎石用于路基垫层等。

与天然碎石相比，由于再生骨料具有棱角较多和表面粗糙的特点，骨料表面包裹 30% 左右的水泥砂浆残留，并且，混凝土块在解体、破碎的过程中，使骨料内部产生大量裂纹，致使再生骨料的吸水速率和吸水率较高，对于混凝土的流动性产生不利影响。

4 再生骨料透水混凝土定义

再生骨料透水混凝土是指将废弃的混凝土块、石块破碎后清洗分级作骨料（称再生骨料），部分或全部代替天然骨料，配以水泥和专用胶结料按一定配合比配制成的透水混凝土或植生混凝土。用于透水混凝土面层的骨料粒径一般 4.75～9.5mm，用于底层透水混凝土的骨料粒径一般为 10～20mm。砂浆、砖瓦等制成的再生骨料经检验后可用于碎石层。故在拌制透水混凝土时用根据面、底层的不同要求选择符合标准的再生骨料。再生骨料用于透水混凝土要求见表1。

表1 和表2 的指标中吸水率的要求明显比天然骨料要求宽泛，这是因为在再生骨料表面有约 30% 左右的水泥浆残留，同时在破碎的过程中对骨料的内部产生破坏，致使其内部产生裂纹，导致了其吸水速率和吸水率提高，故在应用再生骨料到透水混凝土混合料中时，应预先将再生骨料湿润，保证水泥在水化反应时有足够的水分。

透水混凝土属于干硬性混凝土，其内部结构特殊，在应用再生骨料做骨架时，应根据不同的工程要求骨料全部采用或部分采用。国标 CJJ/T 235—2016《再生骨料透水混凝土技术规程》中所表述的再生骨料透水混凝土是以不低于 30% 的再生骨料替代天然骨料基础编写的。不管采用哪种方式，所搅拌出的透水混凝土混合料性能指标应符合表3 要求。

表1 透水混凝土用再生骨料技术指标

表2 天然骨料用于透水混凝土要求

表3 透水混凝土性能要求

5 再生骨料配制透水混凝土试验

（1）用再生骨料完全替代天然骨料配制透水混凝土，再生骨料透水混凝土中水胶比对抗压强度的变化影响，试验结果如表4。全天然骨料透水混凝土和全再生骨料透水混凝土的水胶比与抗压强度的关系曲线见图1和图2。

表4 全再生骨料混凝土配合比及强度结果

图2 全再生骨料透水混凝土水胶比—强度关系曲线

试验结果表明：随着水胶比的增加，再生骨料透水混凝土的抗压强度呈现从低到高再到低的变化趋势。水胶比在 34%～38% 时抗压强度有最大区间值。从试验还可以看出，如果完全用再生骨料配制透水混凝土，在合适的水胶比情况下，抗压强度可达 20MPa，是可以满足人行道、非机动车道路技术参数设计要求的；要想满足机动车道的 C25～C30 强度，可以考虑用再生骨料和天然骨料按一定比例混合来配制透水混凝土，以提高再生骨料透水混凝土的抗压强度参数。

（2）用一定掺量的再生骨料代替天然碎石配制透水混凝土试验结果见表6，再生骨料掺量与透水混凝土抗压强度的关系曲线见图3。

表6 部分再生骨料混凝土配合比及强度结果

图3 再生骨料掺量对强度变化影响

结果表明，随着再生骨料掺量的增加，透水混凝土抗压强度呈下降趋势。再生骨料参量在 10%～40% 时抗压强度大于 25MPa，在 20%～40% 可以很好满足路面技术参数的要求，同时还可以最大限度地利用再生骨料。

6 胶结料对再生骨料透水混凝土的影响

透水混凝土专用胶结料是改善、提高料浆性能的材料，在将再生骨料应用到透水混凝土里的研究过程中，我们发现透水混凝土专用添加剂是必不可少的一部份，同时透水混凝土专用胶结料的配方应随再生骨料特性有所调整。本试验所用的胶结料就是一种透水混凝土为再生骨料专用复合添加剂，因为用再生骨料配制透水混凝土所需要的水量较大且吸水速率也大，易发生离析，所以胶结料的使用不仅可以增加再生骨料透水混凝土拌合料的粘聚性，防止离析，还能显著体现其强度的增强功能。使用胶结料配制透水混凝土，要求可以显著提高透水混凝土的抗压强度与抗折强度，提高透水混凝土的抗冻性能以及耐久性、耐候性；胶结料还具有减水、保湿功能，减水对后期强度的增加有着积极的作用。

7 结语

再生骨料透水混凝土从去年至今，南京标美生态环境科技有限公司在南京的中央北路人行道、风台南路人行道、北京东路人行道实际应用四万二千平方米；今年将实际应用在十万平方米以上。可见，随着人类对天然资源的珍惜和环保意识的增强，建筑固体废弃物的回收利用必将成为发展绿色建材一个重要方向，再生骨料透水性混凝土也将成为绿色建筑材料中的一个重要研究方向。再生骨料透水性混凝土的应用避免了天然材料的过度开采，有利于生态环境的良性发展，符合可持续发展的要求，将再生透水性混凝土应用于透水混凝土和植生混凝土中有着重要的意义。