再生混凝土透水砖

再生混凝土透水砖

刘军生

中铁十二局集团第二工程有限公司山西太原030032

摘要：近年来随着海绵城市的提出，越来越多的人开始关注城市中的水资源利用情况。2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。

关键词：混凝土；城市生态系统；透水砖

本次试验利用数理统计所提出的正交试验方法，对再生混凝土透水砖配比及性能的试验方案进行设计，分析配比与强度，透水系数的关系找到能满足要求的最佳配比方案。

再生混凝土透水砖性能的影响因素：（1）水灰比始终是影响混凝土性能的最重要的因素之一，再生混凝土的水灰比既影响强度，又影响其透水性，因此水灰比的选择十分重要，水泥浆过于干稠，混凝土拌合物和易性太差，水泥浆不能充分包裹骨料表面，虽孔隙率较大，但不利于混凝土的强度：反之，若水灰比过大，稀的水泥浆可能把透水孔隙部分或者全部堵死，既不利于透水，又不利于强度的提高。（2）骨料粒径也是决定其强度和透水性的主要因素之一，为了保证透水混凝土强度及其透水功能，粗骨料通常采用单粒径骨料。（3）骨胶比的大小影响骨料表面包裹的水泥浆厚薄程度以及孔隙率的多少，也就影响了再生混凝土透水砖的强度和透水性能。当水泥用量一定时，增大骨胶比，骨料颗粒表面水泥浆厚度减薄，孔隙率增加，透水性增强，但强度却降低了；反之，透水性降低，强度提高了。考虑小粒径骨料的表面积较大，为保持水泥浆体的合理厚度，小粒径骨料的骨胶比适当小一些。

1.原材料的选择

本次实验中所用的再生骨料为兰州交通大学校园路面破碎过程中产生的建筑垃圾，主要成分为废旧混凝土。再生骨料主为三种再生骨料，再生骨料粒径分别为0.63mm-1.25mm，1.25mm-2.5mm，2.5mm-5mm。

2.制备工艺

试验采用祁连山牌42.5普通硅酸盐水泥。再生混凝土骨料采用单粒径骨料。透水砖原料的搅拌与干硬性混凝土的搅拌不同，采用的是水泥浆包裹法。水泥包裹法制成的制品比普通搅拌方法的强度要高。其搅拌工序为：先加完再生骨料，再加8%-10%的水搅拌20s，再加水泥搅拌90s，然后再加剩下的水搅拌90s。

3.试件的制备

采用试模100mm*100mm*100mm制备抗压试件以及透水试件；将一定量的混合料搅拌均匀后装入试模中，经过特殊工艺成型，24h后脱模7d湿保养，然后自然养护至28d龄期测试。

4.试验指标

抗压强度、透水系数；考察三个因素:水灰比、骨灰比、骨粒粒径(如下图)；

5.抗压强度

受压构件为立方体构件，受压面积为100mm*100mm，加载速率为0.3MPa/s-0.5MPa/s，抗压强度取6块试件的平均值，精确到0.1MPa。

6.透水系数

透水系数测试仪。测试时将预先浸泡的滚腊试体装入测试仪中，然后用橡皮泥密封测试仪与试体之间的缝隙，测定时相测试仪加水至一定高度水位，通过试体渗流，控制水的流入量维持一定的水位，待渗透水流量稳定后，用量筒测定一定时间内的透水量。

透水量系数按照下式计算：

（3）通过分析透水系数随抗压强度的变化趋势，可以得出两者之间相互制约的关系；图中可以观察出随着透水砖强度的不断增大，透水系数有降低的趋势，然而其变化在恰当的配合比条件下，透水系数在一定的范围内波动，仍能满足其透水功能的要求。我们可以得到结论：透水砖中其强度和透水系数是一对相互制约、相互存在的矛盾体，在合理的再生骨料配合比情况下，仍可以研制出满足性能要求的再生骨料透水砖试体。

综合以上考虑，为制作满足透水要求的，获得较高强度的再生混凝土透水砖，水灰比选择在一定的范围内具有相当重要的作用。其大小既要符合能够完全湿润水泥，使其较好的再生包裹骨料，又要保证水泥浆体不流淌，不堵塞系统的预制孔隙；三个因素中的骨料粒径是提供较大孔隙率的充分条件，只有在集料满足能够提供较大的孔隙率的条件下，才能确保在较大水泥掺入量的同时仍能保持良好的连通孔隙率；除了选用特殊的化学增强剂外，三者的综合效应是能否研制出合格制品的关键因素。

8.结论及成果

由此可获得本试验的最佳优化条件为水灰比0.26，骨灰比3.2，再生骨料粒径2.5mm-5mm，其28d抗压强度为36.90MPa，已经满足透水混凝土路面砖强度，透水系数为0.023cm/s。综合分析再生骨料混凝土透水砖配合比是可取的，产品完全满足设计要求。

参考文献

[1]制备工艺对再生骨料混凝土抗压强度影响研究[J].王玲玲，陈彦文，潘文浩，孙小巍.混凝土.2011(06).

[2]合肥市透水砖路面研究与应用[J].毛洪强，葛斌，陈修和.工程与建设.2008(03).

[3]彩色再生骨料透水路面砖的研究[J].欧小燕，严捍东.福建建材.2008(01).