预拌再生骨料透水混凝土制备技术

张力，张燕刚，石云兴，张林

（南京标美生态环境科技有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

透水混凝土是一种生态环保型混凝土，符合我国“海绵城市”的建设需求，将再生骨料用于制备透水混凝土，既可以实现建筑垃圾的资源化，又能缓解砂石供应的压力，通过合理规划和设计，还可实现废弃物的就地消化，一举多得。另外，透水混凝土传统的现场搅拌方式已经不符合环保要求，未来预拌再生骨料透水混凝土在路面工程中具有广阔的市场前景。

“预拌再生骨料透水混凝土”是透水混凝土适应社会发展和技术进步的产业升级，施工效果良好，具有广阔的市场前景，同时促进了透水混凝土行业的发展和技术进步。

1 再生骨料制备技术及质量要求

1.1 再生骨料制备技术

目前我国没有统一的废旧混凝土再生骨料破碎工艺，一般采用颚式破碎和锤式破碎两种方式。从破碎后的骨料形貌来看，颚式破碎后的再生骨料破碎面为 6 个的数量比例不低于 98%，骨料颗粒棱角分明，针片状较多，内含较多的孔隙，表面附有水泥浆，破碎面粗糙且不规则（见图1）。锤式破碎后的再生骨料破碎面较圆滑，由破碎前的 6 个面变为 4、6、7、8 个，骨料空隙率较大，另外多数骨料表面附有水泥浆，但是出现部分砂浆颗粒以及脱离砂浆的石子（见图2）。

图1 颚式破碎骨料形貌

图2 锤式破碎骨料形貌

透水混凝土是采用开级配或单粒级骨料堆积骨架为基本结构，用胶结材浆体（可含少量细骨料）均匀包裹并胶结粗骨料，成型后形成的具有贯通孔率为 10%～25% 的多孔混凝土。从骨料形貌和空隙率来看，锤式破碎机制备的再生骨料更适用于制备再生骨料透水混凝土。

1.2 再生骨料质量要求

根据 CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》标准规定（表1），制备透水混凝土用的再生骨料应选用不被污染和腐蚀的再生混凝土骨料，骨料粒径宜为 4.75～9.5mm 或 9.5～16mm，另外，路面面层用再生粗骨料性能指标应满足现行国家标准 GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》中 Ⅲ 类再生粗骨料的性能要求。再生粗骨料的性能指标和试验方法应符合现行国家标准 GB/ T25177—2010《混凝土用再生粗骨料》条文规定。

表1 透水混凝土面层用再生粗骨料性能指标

2 预拌再生骨料透水混凝土制备技术研究

2.1 原材料

（1）水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，冬季施工宜采用早强型水泥，质量应符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》条文规定。

（2）粗骨料质量应符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》条文规定。透水结构层用粗骨料公称粒径范围宜为 5～20mm；透水面层用粗骨料宜采用单粒级骨料，公称粒径范围宜为 5～8mm。

（3）再生骨料应满足 JGJ/T 240—2011《再生骨料应用技术规程》的规定。

（4）粉煤灰应符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定，掺量不宜超过 30%；矿渣粉应符合 GB/T 18046—2017《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的规定，掺量不宜超过 35%。

（5）外加剂应符合 GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。

（6）拌合水应符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》的规定。

2.2 配合比设计

2.2.1 配合比设计的基本要求

（1）结构层透水混凝土连续孔隙率≥15%，面层透水混凝土连续孔隙率≥10%。

（2）再生骨料透水混凝土宜掺入一定量（总掺量≤40%）的矿物掺合料。

（3）非承载路面面层可全部采用再生骨料透水混凝土；承载路面面层采用天然石材骨料或混合骨料（再生骨料掺量≤30%）透水混凝土。

（4）应保证混凝土拌合物的工作性，满足路面的强度、耐久性、透水性的要求，在冰冻地区还应符合抗冻性的要求。

（5）粗骨料最大粒径不应大于相应层厚的 1/3。

2.2.2 预拌再生骨料透水混凝土配合比设计

预拌再生骨料透水混凝土配合比设计研究应充分考虑再生骨料吸水率大的特点，优化配合比设计，实际用水量计算包括再生骨料的饱和吸水量，解决了预拌再生骨料透水混凝土生产过程中，再生骨料吸水率大、连续生产时拌合物工作性不易控制的问题。具体说明如下：

（1）参数确定

1）骨料参数：再生骨料的堆积密度为 ρ，饱和面干吸水率为 W1。

2）水泥用量：水泥用量为 mc。

3）水灰比：水灰比为 W/C。

（2）骨料准备计量

进行含水率试验，得出自然状态下相对含水率W2，将骨料放置在底部透气，体积为 V 的容器中，称重并调整骨料质量为 m1=ρV×(1+ W2)

在使用前 4～24 小时洒水容器中的骨料，生产前20min 内称重，得出质量 m2，计算含水率：

（3）水泥用量

水泥用量为 mc×V

（4）搅拌用水量计算

搅拌用水量计算公式为：

2.3 预拌再生骨料透水混凝土制备和运输

2.3.1 制备工艺

试验室制备透水混凝土一般采用水泥裹浆法，即先将骨料和 1/3 用水量放入搅拌机，搅拌 20s 后，加入水泥、掺合料、减水剂和水（减水剂提前加入水中），再次搅拌 120s 后即可出料。

预拌再生骨料透水混凝土采用搅拌站生产，搅拌设备一般为行星式搅拌机，在混凝土生产前，应对骨料进行预湿处理并对质量情况进行确认，保证骨料的粒径、级配、含泥量和石粉含量等指标符合要求，原材料计量允许偏差不应大于表2 规定的范围。

表2 预拌透水混凝土原材料计量允许偏差

每班生产前应对再生骨料的含水率进行测定，根据测定结果调整用水量，混凝土搅拌采用水泥裹石法，即先投入骨料和 50% 水量，搅拌 30s 后再投入其它原材料。混凝土搅拌时间不宜大于 120s。

预拌再生骨料透水混凝土拌合物中的浆体应均匀包裹粗骨料，且无胶结材结块现象，坍落度应控制在40～60mm 之间（图3），表面状况如图4 所示。

2.3.2 运输

（1）预拌透水混凝土混合料的运输可选择混凝土罐车运输，也可选择自卸式卡车运输（图5）。

（2）预拌透水混凝土混合料的运输应根据运距、交通状况、气候条件、施工现场单位时间内的摊铺量来决定分批的运量，运到现场的混合料应随到随用，避免积压。

（3）透水混凝土混合料在运输过程中应有防水分散失的保湿措施，低温天气应有保温措施，避免其工作性降低。

预拌再生骨料透水混凝土的应用，可以有效解决透水混凝土现场搅拌产生的扬尘、噪音等带来环保问题，在老旧小区海绵化改造项目中因交通、建筑密度等不具备现场搅拌的问题以及将再生骨料应用到预拌透水混凝 土中的技术问题。总结预拌再生骨料透水混凝土的技术成果并进行大面积工程应用，可以有效推动透水混凝土行业的可持续发展。

图4 拌合物形貌

图5 透水混凝土自卸式卡车现场卸料