淺談再生骨料透水混凝土的研究與應(yīng)用

周鑫 曹樂(lè)樂(lè) 鄭龍龍

摘 要 透水混凝土是經(jīng)由一定級(jí)配的骨料、水泥、水、外加劑以及摻和料等根據(jù)一定比例經(jīng)過(guò)特殊工藝而制成的具有連續(xù)孔隙的多孔混凝土。再生骨料透水混凝土是利用再生骨料制備透水混凝土，具備再生混凝土和透水混凝土的功能優(yōu)勢(shì)，對(duì)于節(jié)能環(huán)保及城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文對(duì)再生骨料透水混凝土的性能及應(yīng)用進(jìn)行研究，并論述了再生骨料透水混凝土的應(yīng)用前景及應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 透水混凝土;再生骨料;節(jié)能環(huán)保

引言

隨著城市化的建設(shè)，建筑垃圾的與日俱增，廢棄混凝土的處理效率低，傳統(tǒng)建筑廢棄物的填埋處理方式存在許多隱患，如污染水體、大氣和土壤，影響市容和環(huán)境衛(wèi)生，侵占土地等，帶來(lái)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，不利于維持生態(tài)環(huán)境的平衡。再生骨料透水混凝土可以實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土的再利用，有效解決建筑垃圾的處理問(wèn)題，改善生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)“建筑垃圾分類”體系在湖南省的應(yīng)用。如今，天然骨料的過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致了混凝土天然骨料的緊缺。為滿足需求，歐美等國(guó)家?guī)缀鯇?shí)現(xiàn)了建筑垃圾的回收利用，而每年我國(guó)的建筑垃圾回收利用只有十分之一左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距還很大。我國(guó)部分地區(qū)遇到暴雨季節(jié)，降水量大，加之以往的城鎮(zhèn)基礎(chǔ)道路設(shè)施硬化面積過(guò)大且不透水，不能及時(shí)疏水排水，容易導(dǎo)致積水嚴(yán)重而引發(fā)一系列問(wèn)題。與普通混凝土路面相比，再生骨料透水混凝土路面具有環(huán)境友好性，無(wú)磚面凹陷等現(xiàn)象，且具有良好的透水性能，降水時(shí)可滿足路面的滲水要求，使地下水得到充足的補(bǔ)給，緩解市政雨水排放系統(tǒng)的壓力[1]。

1研究?jī)?nèi)容

再生骨料透水混凝土具有優(yōu)于普通混凝土的性能特點(diǎn)，原因是其結(jié)構(gòu)特征與眾不同，即骨架空隙結(jié)構(gòu)。骨架空隙結(jié)構(gòu)可以被簡(jiǎn)單地表達(dá)為由包裹著水泥漿的粗骨料堆積而成的骨架和在堆積過(guò)程中未填充的空隙所共同組成的結(jié)構(gòu)。這一特殊結(jié)構(gòu)使其具有良好的透水性，利用其改變城市鋪裝，可以增強(qiáng)城市地面的滲透能力，推動(dòng)“海綿城市”的建設(shè)。雖然北方地區(qū)城市降水量與南方城市相比較少，但隨著城市化的發(fā)展，城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，而基于北方的氣候，利用再生骨料透水混凝土就必須研究其抗凍性能。

由于再生骨料透水混凝土具有獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其會(huì)在外界環(huán)境中暴露出更多的面積，不利于抵抗凍融循環(huán)的破壞。因此，研究再生骨料透水混凝土的抗凍性能對(duì)其推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。

根據(jù)已有的相關(guān)研究成果，不同的漿集比、水灰比、孔隙率會(huì)對(duì)再生骨料透水混凝土的抗凍性能產(chǎn)生影響，在摻入粉煤灰、硅灰等摻和料后會(huì)顯著提高再生骨料透水混凝土的抗凍性能。對(duì)于再生骨料透水混凝土，凍融破壞的破壞作用力并不是單一的。它既包括滲透壓力與靜水壓力，又因?yàn)樵偕橇贤杆炷恋膶?dǎo)熱系數(shù)低且具有比較復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)考慮溫度應(yīng)力對(duì)其結(jié)構(gòu)的作用。在再生骨料透水混凝土中摻入水性環(huán)氧樹(shù)脂，可以提升再生骨料透水混凝土的抗凍性能，其應(yīng)用范圍將更加廣泛[2]。

2應(yīng)用前景

再生骨料透水混凝土可以應(yīng)用于人行道、自行車道等輕量級(jí)市政道路、大型廣場(chǎng)展覽館、度假村、校園、醫(yī)院、居住小區(qū)人行通道、停車場(chǎng)、園林景觀公園道路等的鋪設(shè)。再生骨料透水混凝土的應(yīng)用可以增加城市透水透氣面積，有助于大氣和陸地之間的水循環(huán)、順應(yīng)氣候變化、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、緩解城市的“熱島效應(yīng)”;可透水性路基有助于發(fā)揮其蓄水性能、有助于道路的綠化建設(shè)、增加城市的綠化面積;地表水下滲可補(bǔ)充地下水資源，還有助于解決路面積水、城市內(nèi)澇等問(wèn)題;由于再生骨料透水混凝土的孔隙率比普通混凝土的孔隙率大，因此其吸聲性能較好，能夠吸收噪音，營(yíng)造舒適安靜的交通環(huán)境。

與美國(guó)和日本相比，我國(guó)對(duì)于再生骨料透水混凝土的研究起步比較晚，目前還是研究實(shí)驗(yàn)以及初步試用階段，缺乏完善的技術(shù)流程以及標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用過(guò)程中還存在許多問(wèn)題需要解決。如今，經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)伴隨著全球化資源的下降趨勢(shì)，需要發(fā)展資源的可回收利用，而在建筑工程施工過(guò)程中產(chǎn)生的許多建筑垃圾如不回收利用會(huì)引發(fā)許多環(huán)境以及社會(huì)問(wèn)題。伴隨著綠色發(fā)展以及美麗中國(guó)的建設(shè)，再生骨料透水混凝土的應(yīng)用是目前建筑工程建設(shè)的一種趨勢(shì)。

3應(yīng)用存在問(wèn)題

3.1 再生骨料透水混凝土中膠體的影響

影響再生骨料透水混凝土強(qiáng)度的主要因素是拌和物中膠體的黏結(jié)面積，所以膠體在再生骨料透水混凝土中應(yīng)該具有塑性且不存在流動(dòng)性。如果膠體具有流動(dòng)性，膠體會(huì)因?yàn)槌两刀奂诎韬臀锏牡撞?，進(jìn)而造成堵塞，且上部會(huì)因?yàn)槿鄙贊{體黏結(jié)而降低再生骨料透水混凝土的強(qiáng)度。其次，若膠體聚集于底部，再生骨料透水混凝土底部孔隙率會(huì)變低，大大降低了再生骨料透水混凝土的滲水能力。

3.2 再生骨料透水混凝土的攪拌施工技術(shù)

再生骨料透水混凝土在攪拌之前應(yīng)該確保骨料清潔，粗糙以及被水潤(rùn)濕，這是為了避免攪拌過(guò)程中加入水之后，骨料吸水，使水量減少導(dǎo)致沒(méi)有足夠的水量與水泥充分反應(yīng)，加速了水泥的凝結(jié)，影響膠體與骨料的黏結(jié)。因?yàn)樵偕橇贤杆炷林械乃嘤邢?，只夠用于包裹骨料的表面，所以?yīng)該確保水泥包裹均勻。為此，應(yīng)該控制再生骨料透水混凝土的攪拌時(shí)間以及投料的順序，施工人員只需通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間來(lái)攪拌。另外，在投料上，應(yīng)先投放所有被水潤(rùn)濕的骨料、水泥以及三分之二的水量，攪拌均勻后再加入剩下的水量，再次攪拌至水泥均勻地包裹在骨料的表面。

3.3 再生骨料透水混凝土攪拌場(chǎng)地以及設(shè)備的選擇

因?yàn)樵偕橇贤杆炷涟韬衔锏某跄龝r(shí)間過(guò)快，所以在施工過(guò)程中，再生骨料透水混凝土的攪拌場(chǎng)地應(yīng)距離施工場(chǎng)地較近，應(yīng)該滿足運(yùn)輸時(shí)間少于0.5h。在再生骨料透水混凝土的攪拌中應(yīng)使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，并保證攪拌機(jī)得到定時(shí)地檢驗(yàn)與維修以確保拌和物的攪拌質(zhì)量。

3.4 再生骨料透水混凝土的施工過(guò)程

再生骨料透水混凝土在施工過(guò)程中應(yīng)該注意到攤鋪均勻，還要考慮到其平整度以及排水坡度。其中最重要的是要考慮其攤鋪厚度，應(yīng)該考慮到再生骨料透水混凝土的松鋪系數(shù)。因?yàn)樗嘤邢?，需均勻地包裹在骨料的表面。所以在澆筑過(guò)程中，不應(yīng)該激烈地?fù)v振或夯實(shí)，這樣會(huì)使水泥沉降堵孔，降低再生骨料透水混凝土的孔隙率以及強(qiáng)度。

3.5 再生骨料透水混凝土在使用過(guò)程中滲水能力下降

再生骨料透水混凝土在使用過(guò)程中，一些污染物如沙土、塵土、小碎粒碎石會(huì)因?yàn)橛晁鬟M(jìn)再生骨料透水混凝土中，進(jìn)而堵塞再生骨料透水混凝土的孔隙，導(dǎo)致其滲水能力從整體上減弱。所以在鋪有再生骨料透水混凝土的路面應(yīng)該定期進(jìn)行清理工作。目前比較常見(jiàn)的有清掃、吸塵和高壓水沖三種方法。

3.6 再生骨料透水混凝土在使用過(guò)程中面料磨損

再生骨料透水混凝土在使用過(guò)程中容易因?yàn)榕c車輛輪胎的摩擦以及外界重物的碰撞而造成表面的磨損以及集料的脫離。針對(duì)這種情況，在鋪設(shè)有大量再生骨料透水混凝土的地面，應(yīng)該限制超過(guò)其荷載的車輛進(jìn)入，以保護(hù)再生骨料透水混凝土。另外還應(yīng)該通過(guò)研究尋找更為科學(xué)合理的配合比來(lái)提高再生骨料透水混凝土的強(qiáng)度、耐磨性、耐久性等[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，再生骨料透水混凝土的研究與發(fā)展秉承可持續(xù)發(fā)展理念，節(jié)約能源，廢物利用，將建筑垃圾變廢為寶，且工藝簡(jiǎn)單，零污染、零排放，符合國(guó)家的環(huán)保政策，能夠有效推動(dòng)“海綿城市”的發(fā)展?，F(xiàn)如今，國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，利用再生骨料取代天然骨料制成再生骨料透水混凝土，將逐漸應(yīng)用于更加廣闊的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1] 李新國(guó).再生骨料透水混凝土研究與應(yīng)用[J].商品混凝土，2018，（10）：2-3.

[2] 陳守開(kāi)，陳家林，李海瑞，等.再生骨料透水混凝土關(guān)鍵性能統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)分析[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2019，22（2）：52-59.

[3] 蔡基偉.再生骨料在透水混凝土應(yīng)用中需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題[J].商品混凝土，2018，（10）：1-2.

作者簡(jiǎn)介

周鑫（1998-），男，湖南省張家界人;現(xiàn)就讀學(xué)校：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院。