再生磚骨料透水混凝土研究綜述

單榮偉 解媛媛 牛龍龍 方禮鑫 鄒冬

（南京工程學院建筑工程學院，江蘇 南京 211167）

1 引言

在國家對綠色建材、“海綿城市”大力推廣的同時，因為過度開采砂石等建筑資源而產生的材料枯竭問題越發嚴重，新型砂石等傳統建筑材料的代替品也成為了社會的需求。在所有產生的建筑垃圾中，廢棄混凝土和廢磚占比約為百分之八十[1]，合理回收利用廢棄建筑材料將會是未來的一個必走之路。將建筑拆除后產生的廢磚加工后用于制備透水混凝土，這對建筑材料的回收利用，節能減排有著重要的意義。

2 國內外研究現狀

2.1 國外再生磚骨料透水混凝土研究現狀

關于再生骨料透水混凝土性能的研究，國外學者[Lutfur Akand、BradfordM.Berry、Mark J.Suozzo、Mandar M.Dewoolkard、Ian A.Anderson 等對再生骨料透水混凝土的抗凍融性能、耐久性能，吸聲性能、抗碳化性能等一系列性能已經做出了一定的研究，并且有相關分析著點于影響再生透水混凝土性能的因素進行研究。

上世紀80年代，澳大利亞就著手對利用再生骨料制備混凝土進行實驗研究。墨爾本城市每年大約有35 萬噸建筑垃圾被回收再利用。有研究認為，再生骨料中的片狀指數、軟弱物質含量以及再生骨料的抗壓強度等參數都會對回彈模量有著重要的影響。只要保證再生骨料能滿足有關的質量檢測標準，就完全可以作為骨料制備混凝土。

關于透水混凝土方面的研究，日本的玉井元治等學者使用水泥作為膠凝材料，采用 5～13mm 或者2.5～ 7mm 粒徑的石子制備透水混凝土進行了試驗研究。2016年，日本山口大學的Adel Gaddafi等學者在制備透水混凝土過程中加入了粉煤灰和輪胎碎片夾雜物等，實驗結果表明可以改善混凝土的透水性能，提高其抗折度，不過其中的輪胎碎片很容易堵塞混凝土內部的孔隙。

2.2 國內再生磚骨料透水混凝土研究現狀

再生磚骨料透水混凝土在我國的研究還處于初步階段，有待進行系統的研究。在我國，隨著透水混凝土逐步應用于城市建設，其良好的透水性與足夠的強度是一大技術矛盾。

華南理工大學的黃健鵬等人通過改變不同的水膠比以及骨料的級配，比較研究了在改變不同變量條件下，制備所得的透水混凝土的性能。結果表明，水膠比和骨料級配可以在很大程度上影響透水混凝土透水率和強度。他們提出了“造殼法”來制備透水混凝土，所得的透水混凝土能夠符合預定的要求。

國內學者[劉榮貴、劉軍、鄒志鵬、肖漢寧、何政卿等]進行的有關再生磚骨料透水混凝土研究比較少。國內目前對再生骨料制備透水混凝土所需的原材料、級配、配合比、成型方法、透水性能等還未進行比較完整有體系的研究。

3 配合比設計

再生磚骨料透水混凝土的配合比設計對其制備起著非常重要的作用。因為回收所得的再生骨料與原有的骨料的特性有著不同，尤其是再生磚骨料的吸水率很大。由“體積法”計算，可得到下面的配合比[2]。“體積法”是指在制備透水混凝土前，先將再生磚骨料浸泡在水中，直至磚骨料吸水飽和，膠凝材料將再生磚骨料外表面均勻地包裹在一起，凝固硬化之后的孔隙就是目標設計的孔隙。具體配合比計算結果如下：

①單位立方體體積飽和骨料用量的計算

WG=α·ρG

其中，WG—單位立方體體積骨料的用量（kg）

ρG—磚骨料吸水飽和狀態下的緊密堆積密度（kg/m3）

α—修正系數

②膠凝材料漿體體積的計算

VP= 1000-10α （·1 00-VC）-10RV

其中，VP—膠凝材料的體積（L）

VC—再生磚骨料飽和狀態下的緊密堆積空隙率

RV—目標空隙率

③單位立方體水泥和水用量的計算

其中，WC—單位立法體水泥的用量（kg）

WW—單位體積立方米的水的用量（kg）

RW/C—水灰比

ρC—水泥的密度（kg/m3）

4 制備及養護要點

4.1 制備要點

1）由于再生磚骨料的吸水率比較高，為了防止再生磚骨料在攪拌時出現吸收拌和用水等情況，實驗之前需要將磚浸泡在水中使其吸水飽和，待攪拌時，再對磚骨料進行晾干處理，使其表面干燥但內部吸水飽和。

2）因為再生磚骨料的強度比較低，所以在攪拌時，均采用人工攪拌，避免快速強力攪拌。

3）透水混凝土由于其自身孔隙率大，含砂少，所以在振搗成型時應用分層人工振搗或者靜壓的方法。

4.2 養護要點

透水混凝土的養護應該采用標準狀態養護。待試件成型24 小時后拆模，將試件送進標準養護室養護，養護條件為溫度20℃±2℃、相對濕度應在95%以上。

5 現有問題及展望

再生磚骨料制備透水混凝土應用至實際工程中也有很多問題：①再生磚骨料在實驗時所用的破碎和分級過程，應用到實際工程中顯得效率比較低下，需要有合適的機器進行大批量加工。②再生磚骨料制備所得透水混凝土抗壓強度比較低，需要研究制備高強度透水混凝土。③現有關再生磚骨料透水混凝土的研究和法律規定比較少，缺少相關的實驗數據以及標準做依托。

再生磚骨料透水混凝土可用于園林、人行道、護坡等區域，既可以減少磚類等建筑垃圾的排放，又能保護環境，為“海綿城市”的建設貢獻自己的一份力。

6 結語

本文結合目前國內外再生磚骨料制備透水混凝土發展現狀，介紹了再生磚骨料制備透水混凝土的配合比設計、制備及養護要點和問題及展望。透水混凝土作為城市道路建設良好的建筑材料，具有顯著的特點，做好廢料再利用，再生透水混凝土將走向更好的未來。