廢混凝土骨料、廢磚粉透水混凝土配比試驗

王琪，程海麗，鄧興維

（北方工業大學土木工程學院，北京100144）

建筑垃圾資源化利用一般分為低級利用、中級利用以及高級利用[1],目前發達國家主要集中在低級利用和中級利用，如美國一般性回填等低等級利用率為50%～60%，作為再生骨料用于建筑結構，制備磚及砌塊占比約為40%。德國已經形成了成熟的建筑垃圾處理工藝和成套設備，最大的垃圾處理廠可生產1 200 t/h建筑垃圾再生材料。

而我國現在還沒有建立建筑垃圾的統計制度,也沒有科學有效的垃圾處理辦法，大部分建筑垃圾被填埋或者露天堆放，對環境造成了巨大影響。陳裕佳[2]等已經用廢磚粉作為礦物摻合料用來制備混凝土，本試驗按砂率計算摻入廢磚粉，以破碎的廢混凝土為粗骨料，研究其對透水混凝土性能的影響。

1 原材料及其性能

水泥采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，3 d抗折、抗壓強度分別為6.35 MPa，37.4 MPa，28 d抗折、抗壓強度分別為7.2 MPa，67.2 MPa；所用骨料全部為建筑物拆除的廢舊混凝土和廢磚，性能分別見表1和表2。減水劑為聚羧酸系減水劑。

表1 廢混凝土基本性能

表2 廢磚粉基本性能

2 試驗方法

透水混凝土拌合物分兩次裝入模具，每一次大約裝入模具的1/2，每次倒入拌合物后，在4周用小扁鏟均勻插搗，每個邊插搗10次，第二次插搗完成后將模具填滿，用刮刀刮平，1 d后拆模，成型的試件，置于溫度為24±2℃，相對濕度為79±8%的養護間養護至28 d。

強度測定參照GBT 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》進行，連通孔隙率測試參照CJJT 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術規程》進行，透水系數采用中國建筑材料科學研究總院研制的TS－100F II型透水混凝土測試儀測試，水位差固定15 cm，儀器如圖1所示。

圖1 TS-100F II型透水混凝土測試儀

3 配合比設計

表3為配合比及其性能，考慮到再生骨料，特別是廢磚粉吸水率較大，因而水灰比設定為0.35～0.45，表3中粗骨料為粒徑4.75～9.50 mm的廢混凝土再生骨料，細骨料為粒徑2.36～4.75 mm的廢混凝土再生骨料，廢磚粉的摻入量以砂率計。

表3 配合比及其性能

4 數據及分析

4.1 水灰比對透水混凝土性能的影響

比較表3中Y1，Y2，Y3可以看出，在膠骨比為0.33，廢磚粉摻量為6%時，水灰比越大，抗壓強度越高，連通孔隙率越小，這是由于廢磚粉吸水率較大，在水泥用量一定時，用水量過少不能充分拌合膠凝材料，拌合物偏干，水泥漿不能充分膠結，抗壓強度偏低，但當水灰比增大，用水量增加時，拌合物流動性增大，不但可充分包裹骨料表面，還有可能填充骨料之間的孔隙，從而使連通孔隙率降低。

4.2 廢磚粉摻量對透水混凝土性能的影響

比較表3中Y1，Y13可以看出，在其他條件一定時，廢磚粉摻量增加時，抗壓強度降低，連通孔隙率提高，這是由于用水量一定時，廢磚粉由于比表面積大，吸水能力強，使得拌合物的和易性變差，骨料包裹不充分，從而抗壓強度降低，但連通孔隙率提高。但從Y8可以看出，通過填加減水劑，不但可提高廢磚粉摻量，而且可在保持抗壓強度的同時，提高透水性能。

4.3 減水劑對透水混凝土性能的影響

分 別 比 較 表 3 中 Y4，Y5，Y6；Y7，Y8，Y9；Y10，Y11，Y12可以看出，通過提高減水劑摻量，可降低水灰比；在水灰比相同時，適量的減水劑用量可以提高抗壓強度，但連通孔隙率會降低，這是由于減水劑的加入可提高水泥漿的流動性，使之可充分包裹骨料表面，顆粒之間充分接觸并膠結。

4.4 與規范比較

將配比Y8與CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術規程》[3]比較，如表4所示。從表4可以看出，Y8組抗壓強度未達到規范中C20的要求，但孔隙率和透水系數遠大于規范中的指標，后續通過改變成型方式等措施，可以使強度和透水性能滿足規范要求。

表4 較優配比與規范對比

5 結論

（1）增大廢磚粉的摻量會降低透水混凝土的抗壓強度，但連通孔隙率提高。通過添加減水劑，可保持強度，提高透水性，且提高廢磚粉摻量。

（2）不摻減水劑時，在水灰比為0.45，膠骨比為0.33，廢磚粉摻量為6%時，抗壓強度為17.5 MPa，連通孔隙率為17.7，透水系數為5.25 mm/s。

（3）在水灰比0.35，膠骨比為0.27，廢磚粉摻量為8%時，抗壓強度為17.1 MPa，連通孔隙率為24.1，透水系數為10.05 mm/s。