預(yù)拌再生骨料透水混凝土制備技術(shù)

張力，張燕剛，石云興，張林

（南京標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

透水混凝土是一種生態(tài)環(huán)保型混凝土，符合我國“海綿城市”的建設(shè)需求，將再生骨料用于制備透水混凝土，既可以實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的資源化，又能緩解砂石供應(yīng)的壓力，通過合理規(guī)劃和設(shè)計，還可實(shí)現(xiàn)廢棄物的就地消化，一舉多得。另外，透水混凝土傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌方式已經(jīng)不符合環(huán)保要求，未來預(yù)拌再生骨料透水混凝土在路面工程中具有廣闊的市場前景。

“預(yù)拌再生骨料透水混凝土”是透水混凝土適應(yīng)社會發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)業(yè)升級，施工效果良好，具有廣闊的市場前景，同時促進(jìn)了透水混凝土行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。

1 再生骨料制備技術(shù)及質(zhì)量要求

1.1 再生骨料制備技術(shù)

目前我國沒有統(tǒng)一的廢舊混凝土再生骨料破碎工藝，一般采用顎式破碎和錘式破碎兩種方式。從破碎后的骨料形貌來看，顎式破碎后的再生骨料破碎面為 6 個的數(shù)量比例不低于 98%，骨料顆粒棱角分明，針片狀較多，內(nèi)含較多的孔隙，表面附有水泥漿，破碎面粗糙且不規(guī)則（見圖1）。錘式破碎后的再生骨料破碎面較圓滑，由破碎前的 6 個面變?yōu)?4、6、7、8 個，骨料空隙率較大，另外多數(shù)骨料表面附有水泥漿，但是出現(xiàn)部分砂漿顆粒以及脫離砂漿的石子（見圖2）。

圖1 顎式破碎骨料形貌

圖2 錘式破碎骨料形貌

透水混凝土是采用開級配或單粒級骨料堆積骨架為基本結(jié)構(gòu)，用膠結(jié)材漿體（可含少量細(xì)骨料）均勻包裹并膠結(jié)粗骨料，成型后形成的具有貫通孔率為 10%～25% 的多孔混凝土。從骨料形貌和空隙率來看，錘式破碎機(jī)制備的再生骨料更適用于制備再生骨料透水混凝土。

1.2 再生骨料質(zhì)量要求

根據(jù) CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（表1），制備透水混凝土用的再生骨料應(yīng)選用不被污染和腐蝕的再生混凝土骨料，骨料粒徑宜為 4.75～9.5mm 或 9.5～16mm，另外，路面面層用再生粗骨料性能指標(biāo)應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》中 Ⅲ 類再生粗骨料的性能要求。再生粗骨料的性能指標(biāo)和試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/ T25177—2010《混凝土用再生粗骨料》條文規(guī)定。

表1 透水混凝土面層用再生粗骨料性能指標(biāo)

2 預(yù)拌再生骨料透水混凝土制備技術(shù)研究

2.1 原材料

（1）水泥宜選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，冬季施工宜采用早強(qiáng)型水泥，質(zhì)量應(yīng)符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》條文規(guī)定。

（2）粗骨料質(zhì)量應(yīng)符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條文規(guī)定。透水結(jié)構(gòu)層用粗骨料公稱粒徑范圍宜為 5～20mm；透水面層用粗骨料宜采用單粒級骨料，公稱粒徑范圍宜為 5～8mm。

（3）再生骨料應(yīng)滿足 JGJ/T 240—2011《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。

（4）粉煤灰應(yīng)符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規(guī)定，摻量不宜超過 30%；礦渣粉應(yīng)符合 GB/T 18046—2017《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》的規(guī)定，摻量不宜超過 35%。

（5）外加劑應(yīng)符合 GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

（6）拌合水應(yīng)符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

2.2 配合比設(shè)計

2.2.1 配合比設(shè)計的基本要求

（1）結(jié)構(gòu)層透水混凝土連續(xù)孔隙率≥15%，面層透水混凝土連續(xù)孔隙率≥10%。

（2）再生骨料透水混凝土宜摻入一定量（總摻量≤40%）的礦物摻合料。

（3）非承載路面面層可全部采用再生骨料透水混凝土；承載路面面層采用天然石材骨料或混合骨料（再生骨料摻量≤30%）透水混凝土。

（4）應(yīng)保證混凝土拌合物的工作性，滿足路面的強(qiáng)度、耐久性、透水性的要求，在冰凍地區(qū)還應(yīng)符合抗凍性的要求。

（5）粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于相應(yīng)層厚的 1/3。

2.2.2 預(yù)拌再生骨料透水混凝土配合比設(shè)計

預(yù)拌再生骨料透水混凝土配合比設(shè)計研究應(yīng)充分考慮再生骨料吸水率大的特點(diǎn)，優(yōu)化配合比設(shè)計，實(shí)際用水量計算包括再生骨料的飽和吸水量，解決了預(yù)拌再生骨料透水混凝土生產(chǎn)過程中，再生骨料吸水率大、連續(xù)生產(chǎn)時拌合物工作性不易控制的問題。具體說明如下：

（1）參數(shù)確定

1）骨料參數(shù)：再生骨料的堆積密度為 ρ，飽和面干吸水率為 W1。

2）水泥用量：水泥用量為 mc。

3）水灰比：水灰比為 W/C。

（2）骨料準(zhǔn)備計量

進(jìn)行含水率試驗(yàn)，得出自然狀態(tài)下相對含水率W2，將骨料放置在底部透氣，體積為 V 的容器中，稱重并調(diào)整骨料質(zhì)量為 m1=ρV×(1+ W2)

在使用前 4～24 小時灑水容器中的骨料，生產(chǎn)前20min 內(nèi)稱重，得出質(zhì)量 m2，計算含水率：

（3）水泥用量

水泥用量為 mc×V

（4）攪拌用水量計算

攪拌用水量計算公式為：

2.3 預(yù)拌再生骨料透水混凝土制備和運(yùn)輸

2.3.1 制備工藝

試驗(yàn)室制備透水混凝土一般采用水泥裹漿法，即先將骨料和 1/3 用水量放入攪拌機(jī)，攪拌 20s 后，加入水泥、摻合料、減水劑和水（減水劑提前加入水中），再次攪拌 120s 后即可出料。

預(yù)拌再生骨料透水混凝土采用攪拌站生產(chǎn)，攪拌設(shè)備一般為行星式攪拌機(jī)，在混凝土生產(chǎn)前，應(yīng)對骨料進(jìn)行預(yù)濕處理并對質(zhì)量情況進(jìn)行確認(rèn)，保證骨料的粒徑、級配、含泥量和石粉含量等指標(biāo)符合要求，原材料計量允許偏差不應(yīng)大于表2 規(guī)定的范圍。

表2 預(yù)拌透水混凝土原材料計量允許偏差

每班生產(chǎn)前應(yīng)對再生骨料的含水率進(jìn)行測定，根據(jù)測定結(jié)果調(diào)整用水量，混凝土攪拌采用水泥裹石法，即先投入骨料和 50% 水量，攪拌 30s 后再投入其它原材料。混凝土攪拌時間不宜大于 120s。

預(yù)拌再生骨料透水混凝土拌合物中的漿體應(yīng)均勻包裹粗骨料，且無膠結(jié)材結(jié)塊現(xiàn)象，坍落度應(yīng)控制在40～60mm 之間（圖3），表面狀況如圖4 所示。

2.3.2 運(yùn)輸

（1）預(yù)拌透水混凝土混合料的運(yùn)輸可選擇混凝土罐車運(yùn)輸，也可選擇自卸式卡車運(yùn)輸（圖5）。

（2）預(yù)拌透水混凝土混合料的運(yùn)輸應(yīng)根據(jù)運(yùn)距、交通狀況、氣候條件、施工現(xiàn)場單位時間內(nèi)的攤鋪量來決定分批的運(yùn)量，運(yùn)到現(xiàn)場的混合料應(yīng)隨到隨用，避免積壓。

（3）透水混凝土混合料在運(yùn)輸過程中應(yīng)有防水分散失的保濕措施，低溫天氣應(yīng)有保溫措施，避免其工作性降低。

預(yù)拌再生骨料透水混凝土的應(yīng)用，可以有效解決透水混凝土現(xiàn)場攪拌產(chǎn)生的揚(yáng)塵、噪音等帶來環(huán)保問題，在老舊小區(qū)海綿化改造項(xiàng)目中因交通、建筑密度等不具備現(xiàn)場攪拌的問題以及將再生骨料應(yīng)用到預(yù)拌透水混凝 土中的技術(shù)問題。總結(jié)預(yù)拌再生骨料透水混凝土的技術(shù)成果并進(jìn)行大面積工程應(yīng)用，可以有效推動透水混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

圖4 拌合物形貌

圖5 透水混凝土自卸式卡車現(xiàn)場卸料