再生骨料透水混凝土性能及改性研究

摘要：作为一种全新的建筑材料，再生骨料透水混凝土不仅具备较强的绿色性能和经济性能优势，还具备显著的环境优势和效益。再生骨料透水混凝土的社会效益和经济特点较为显著，是今后混凝土行业乃至建筑施工行业实现长远发展的重要施工材料。基于此，该文将以再生骨料透水混凝土性能为基础展开详细研究，全面分析材料应用现状，并对其相关改性问题展开详细论述，希望对再生骨料材料的实际应用提供有效帮助。

关键词：再生骨料  透水混凝土  性能特点  施工材料

中图分类号： TU528     文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）05（b）-0000-00

作者簡介：张志萱，女，1989.02，大学本科，讲师，研究方向：建筑材料与检测

Research on Performance and Modification of Recycled Aggregate Permeable Concrete

ZHANG Zhixuan

（Qinghai College of Architecture Technology， Xining， Qinghai Province，810001 China）

Abstract： As a new building material， recycled aggregate permeable concrete not only has strong green performance and economic performance advantages， but also has significant environmental advantages and benefits. Recycled aggregate permeable concrete has significant social benefits and economic characteristics， and it is an important construction material for the long-term development of the concrete industry and even the construction industry in the future. Based on this， this article will conduct a detailed study based on the performance of recycled aggregate permeable concrete， comprehensively analyze the current situation of the material application， and discuss its related modification issues in detail， hoping to provide effective help for the practical application of recycled aggregate materials.

Key Words： Recycled aggregate; Permeable concrete;Performance characteristics; Construction materials

与普通混凝土相比，透水混凝土的透水性效果显著，有着较高孔隙率，在合理应用的过程中可有效缓解城市排水系统压力，减小地表径流，是一种特点显著的环境友好型新材料，近年来在建筑行业和土木工程行业均得到了较大发展。研究表明，在建筑行业中每年都会出现大量建筑垃圾，且这些建筑垃圾和废料呈现出逐年增长态势。在此背景下加强再生骨料透水混凝土材料的应用就尤为必要，其不仅能有效缓解垃圾存储问题，还能有效实现对自然资源的保护，是提升社会整体效益的重要手段。此背景下，该文将着重论述再生骨料透水混凝土性能与改性问题，着重研究和探讨现有材料问题与应用特点，为材料行业健康发展提供参考价值。

1  再生骨料透水混凝土概述

所谓再生骨料透水混凝土主要是一种轻质透水混凝土，由水泥、外加剂、水和骨料组成。此前，制备透水混凝土已经有了基础理论研究，而再生骨料主要是对透水混凝土中的部分骨料予以替换，在合理配比分析过程中，实现对再生骨料的分级和清洗，将其融合于混凝土材料后，进一步提升再生骨料透水混凝土抗压性能和透水强度。在某种程度而言，对再生骨料透水混凝土的强度和耐久度进行研究，探索再生骨料透水混凝土技术手段对于社会材料领域健康发展有着深远影响。

当前传统路面建设中主要材料为沥青混凝土、水泥混凝土等，虽然这类材料的整体强度较高，但透水效果并不乐观，所以城市降雨量一旦增加，排水系统很可能受到严重影响，形成的路面大量积水很可能造成群众生产生活受阻。作为透水性路面的重要组成材料，再生骨料透水混凝土的透水性效果显著，其材料在混凝土中增加了很多表面粗糙且孔隙率较大的特殊材料，透水性效果显著，可发挥良好渗水能力，对于城市中路面排水不畅问题有着重要影响。同时这类材料的也应用还能有效降低城市环境温度，在增加空气适度的基础上改善城市现有生态环境，是城市热岛效应得以缓解的重要手段。

2  再生骨料透水混凝土的性能特点

2.1  再生骨料透水混凝土的抗压性

在再生骨料透水混凝土抗压强度中，影响最为深远的因素之一就是水灰比。如果水灰比例控制在合理范围内，其材料抗压强度也将随着水灰比的增加出现变动。基于水灰比会对水泥浆稠度产生直接影响，因此如果水灰比过大，水泥浆体中的粘结材料也会受到显著影响，出现粘稠度降低，这也意味着骨料包裹后的水泥浆体会发生改变，甚至出现硬化后再生骨料透水混凝土抗压强度下降问题。反之，如果水灰比过小，水泥浆很难实现对骨料的全面包裹，此种情况也会造成骨料粘结性下降问题，不利于混凝土材料抗压强度的提升。同时，再生骨料透水混凝体强度在再生骨料掺量增加过程中，很可能出现先增加后降低的情况。由于再生骨料的表面存在较强的粗糙度特点，因此在骨料掺入量小于30%后，可能实现和天然骨料的有效融合，此情况下骨料的摩擦力和稳定性将得到显著提升，是材料抗压强度提升的重要基础。但再生骨料的掺量增加到50%后，骨料表面会出现明显的裂缝问题，长期受到荷载影响很可能发生边界膨胀，甚至引发其他材料损伤问题。为避免此类情况的发生，在天然骨料中也要适当添加一定比例的再生骨料，只有这样才能在界面粘结力不断提升的背景下，实现再生骨料透水混凝土抗压强度的稳定提升。单一粒径范围的集料可以在专业技术操作后转变为透水混凝土，这也意味着抗压强度会根据透水混凝土粒径变化出现明显改变。所以，当再生骨料粒径出现变化后，骨料的接触面积就会逐渐减少，引发透水混凝土遮挡阻力降低，此种情况也会对混凝土抗压强度造成严重影响。

2.2  再生骨料透水混凝土的透水性

首先，在再生骨料透水混凝土内部结构中，水灰比会直接对材料结构产生影响。如果水灰比增加，水泥浆很可能出现流动性增加问题，甚至重力作用和影响下，透水混凝土的内部结构受到干扰，水泥浆直接在孔隙中进行流动，作用混凝土底部结构，这样当水泥浆完成硬化要求后就会造成渗透性明显下降问题。而水灰比较小情况下，过于粘稠的水泥浆也无法在混凝土材料中完成渗透，无法满足再生骨料透水混凝土的透水要求。其次，再生骨料粒径也会对透水性产生直接影响，换言之，骨料粒径越大意味着混凝土透水性特点越显著。这是因为大粒径再生骨料之间的骨料颗粒较大，因此材料接触点和接触面积有限，增加了相邻骨料之间的孔隙。此外，透水混凝土材料中存在大量孔隙结构，所以混凝土中集料的粘结面积较低也使得混凝土水分流通率得到明显提升。最后，再生骨料透水混凝土中应用粉煤灰和硅粉等材料的填充效果显著。在材料填充过程中，这类材料的应用可以有效降低孔隙大小和数量，这就要求施工人才在尊重透水性能标准和要求的基础上合理控制填充量，避免渗透系数受到负面影响。

3  再生骨料强化方法概述

当前常见的高品质再生育骨料高品质方法分为机械研磨法和湿处理法。无论是对水泥层表面裂缝进行去除还是填补，都可以实现对再生骨料强度提升和吸水率的降低要求。

3.1  机械研磨

在对机械研磨法进行应用过程中，可以采用选择性研磨法和空气加热研磨法，这些手段的应用都能在不同程度上实现再生骨料品质的优化，此外，这种物理手段的应用可以有效去除天然骨料的表面杂质，当水泥浆体整体质量得到优化后，其骨料强度必然得到显著提升，优势性能较为显著。

3.2  湿处理法

当前，对再生骨料强度进行提升期间，湿处理法也是常见的手段之一。所谓湿处理法指的就是对再生育骨料进行浸泡，或者直接在表面进行对应试剂涂抹，通过此种方式实现对再生骨料表面裂缝和孔隙的填补。此外，在化学手段影响下，试剂中材料可以更直接的和骨料胶结层产生反应，这对于骨料表面浆体层的去除也有着十分重要的影响。目前应用率较高的化学浆液主要有纯水泥浆、有机硅防水剂和聚合物乳液等等。

3.3  碳化反应

通过对混凝土碳化反应研究可知，二氧化碳对于再生骨料力学性能的提升有着重要帮助。纯度极高的二氧化碳在对再生骨料进行养护过程中，可以获取碳化程度不相同的再生粗骨料。且实验证明，养护时间越长，骨料碳化效果越高，这对于骨料整体强度提升也有着十分显著的积极影响。相关学者发现，经过碳化处理后的再生骨料可以显著提升骨料表面密度，降低骨料整体吸水率，这也可以帮助再生骨料实现自身性能的优化，最大程度接近天然骨料的材料标准与要求。

3.4  超声波洗涤

除了可以在工作中应用上述方法之外，在对骨料预处理过程中采用的清洗方法往往也会直接对再生骨料的强度产生影响，和其他手段相比，超声波洗涤法应用期间的经济效益更为显著，是一种高效的清洗手段。

4  再生骨料透水混凝土改性研究

4.1  再生骨料粒径改性

通过上文研究可知，再生骨料粒径越小意味着透水混凝土孔隙越小，能保证分布的均匀性，特别是骨料和混凝土接触面积的增加，使得水的粘滞阻力增加，不利于水传输效率的提升。此外，基于粒径增大孔数增加，所以骨料之间的接触面积必然有所下降，这些问题的出现也会造成透水混凝土强度降低。所以，目标孔隙度增加和再生骨料粒径提升都会造成混凝土透水性能增加，透水混凝土强度在此背景下必然会出现降低情况。作为材料施工人员，在对透水混凝土进行配置期间，更需要加强对透水性能和材料强度因素的分析，只有在全面考虑两方面因素的背景下才能有效发挥出再生骨料透水混凝土的优势特点。

4.2  胶结层水泥用量改性

与水灰比相同，在不增加粘结点基础上，利用表面积的控制，实现对水泥浆厚度和接触面积增加的方式实现透水混凝土强度的提升要求。再生骨料强度要求较高，但水泥胶凝剂的强度要求相对较低，此背景下使得骨料和水泥浆体界面的连接位置强度有限，抗压能力不佳，因此在二者交界界面发生强力外力干预，很可能受到严重影响，甚至对整体结构造成破坏。这就要求施工人员在操作期间通过对粘结点粘结强度的提升，实现界面过渡能力的提升，只有这样才能实现透水混凝土强度的增加。

4.3  再生骨料取代率改性

通過上文研究可知，再生骨料的增加会对透水混凝土孔隙度造成先减小后增加的影响。所以再生骨料置换率达到百分之四十以上后，透水混凝土的孔隙率也将明显降低。同时，基于再生骨料用量的提升，混凝土的渗透系数也将发生先减小后增加的情况。再生骨料的增加可以有效提升混凝土中的孔隙率，换言之，混凝土结构的渗透效果将不断提升，当施工人员及时进行再生骨料置换后，混凝土的抗压能力将得到显著提升，这也意味着合理、科学的材料取代率可以进一步提升再生骨料透水混凝土强度，是保证材料渗透性平衡发展的重要基础。

5  再生骨料透水混凝土材料的问题和发展方向

第一，相关学者研究发现，基于再生粗骨料替代率增加，再生骨料透水混凝土强度、密度、劈裂抗拉强度等系数均出现下降趋势，所以材料的透水性能和表面耐磨性将不断提升。第二，虽然近年来对再生骨料透水混凝土研究范围不断增加，但观点仍然没有得到统一，需要进一步加强对研究和理论的优化。再生骨料透水混凝土的强度偏低问题很可能影响材料发展和推广，这就要求工作人员在材料应用期间尽可能选择粒径较小的骨料或是在骨料中掺加多种骨料，利用不同外加剂进行水泥替代，从而实现骨料整体抗压能力和透水性效果的提升。第三，目前材料领域中对再生骨料透水混凝土的耐久性、热传导性能研究仍然比较少，因此在后续工作中需要相关人员加强对再生骨料物理特性的研究。

但需要注意的是，当前再生骨料透水混凝土仍然存在较大发展空间，除了上述提及内容外，工作人员也要对下问题进行关注：首先，再生骨料的改性可采用物理和化学手段，但物理手段的机械损耗较大，改性后效率点下，而化学技术的环保效果不佳，往往需要耗费较高成本。其次，在再生骨料透水混凝土中增加硅粉和胶结层厚度的方法虽然能一定程度上提升材料强度，但密实度的增加意味着孔隙率将受到严重影响，不利于透水性的提升。最后，当前需要应用一种高效方法实现孔隙率提升，从而在确保强度不受到影响的情况下，全面提升透水混凝土的透水率。

6  结语

综上所述，再生骨料透水混凝土材料中对抗压强度和透水性能影响最为深远的元素有很多，最常见因素为再生骨料掺量、孔隙率和水灰比。这也意味着混凝土材料和普通混凝土存在较强的性能差异。为保证再生骨料透水混凝土基本性能优势的稳定发挥，就需要工作人员加强对骨料透水混凝土的各项特点展开详细研究和探索，在充分掌握材料性能影响因素背景下，不断认识到目前材料应用中的问题，最终在制定合理应对方案基础上，实现再生骨料透水混凝土质量的全面提升，为材料领域的健康和稳定发展提供有效帮助。

参考文献

[1] 郭磊，刘思源，陈守开，等. 纤维改性再生骨料透水混凝土力学性能透水性和耐磨性研究[J].农业工程学报，2019，35（2）：153-160.

[2] 高亚丽.再生骨料透水混凝土性能及改性问题探析[J].砖瓦，2021（11）：98-99.

[3] 杨利香，韩云婷，宋兴福.多因素对再生骨料透水混凝土性能的影响及其协同优化研究[J].新型建筑材料，2020，47（4）：6-9，17.

[4] 姜洪坤，李瑶，魏东岳，等.再生陶瓷骨料透水混凝土抗压强度及透水性研究[J]. 辽宁化工，2020，49（3）：227-232.

[5] 董詩洋，李洁，肖鹏，等.再生骨料透水混凝土基本性能的研究[J].四川建材，2020，46（11）：7-8.

[6] 张卫东，王振波.粉煤灰改性透水再生混凝土力学性能试验研究[J]. 混凝土与水泥制品，2019（1）：95-100.

[7] 陆启政，欧小凡，关宇，等.再生骨料混凝土透水路面砖的生产及性能研究[J].建材发展导向（上），2018，16（4）：1-3.