再生骨料透水性混凝土的研究
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作者: 刘建颖
1、引 言
建筑垃圾中又同时存在大量可再生利用的组分,如:废钢材、废木材、废玻璃等。因此,如何资源化利用建筑垃圾已经成为建筑行业和环境保护部门所面临的一个重要课题。将废弃混凝土用来再生循环生产混凝土对节省能源和资源,保护生态环境具有重要意义。本文主要讨论了再生骨料透水性混凝土相关问题,对于提高我国绿色建筑水平具有一定帮助。
2、再生骨料的基本性能
骨料包括粒径较大的粗骨料和粒径较小的细骨料,其通常占混凝土总体积的75%以上,是混凝土的重要组成部分。骨料不仅构成了混凝土的骨架,而且在很大程度上决定着混凝土拌和物的性能,硬化混凝土的力学性能与建筑物的耐久性能。对大量废弃混凝土进行循环再利用已成为混凝土是否绿色化的标志之一。
再生细骨料的基本特性主要包括:再生细骨料的尺寸一般为0.075mm-4.75mm,再生骨料中主要包含有砂浆体破碎后形成的表面黏附着水泥浆的砂粒、表面无水泥浆附着的砂粒、水泥石颗粒、砖粉和未发生水化反应的水泥颗粒以及破碎过程中产生的少量石粉。
再生粗骨料的基本特性主要包括:再生粗骨料一般包括表面包裹有部分砂浆的石子、少部分与砂浆完全脱离的石子、一部分砂浆颗粒。再生粗骨料一般棱角较多,且表面较粗糙,其质量是不均匀的,因为在再生骨料再加工的过程中会形成一些片状颗粒,且其内部往往会产生大量的微裂缝,因此,其基本特性与天然骨料有较大差异。再生骨料尺寸为大于4.75mm的颗粒,粒径范围可以按有关标准确定,再生粗骨科中也常含有一些有害杂质,如粘土、淤泥.细屑等。它们会黏附在再生骨料的表面,妨碍水泥与再生骨料的粘结,降低混凝土强度。同时还增加再生骨料混凝土的用水量,从而加大再生骨料混凝土的收缩,降低抗冻性和抗渗性。所以,在使用前必须对再生粗骨料进行冲洗、过筛处理将有害杂质清除。它们的含量可以参照天然骨料混凝土的标准JGJ53-92。
3、再生骨料透水性混凝土结构分析
3.1 再生骨料透水性混凝土的结构特征
与普通混凝土相比,再生骨料透水性混凝土实质上是一类非封闭性的多孔混凝土,它的内部具有大量的连通空隙以保证水能够迅速透过,不论从外形还是内部结构,再生骨料透水性混凝土与其都具有明显的不同之处。不论两者的骨料粒径的大小,单从外观来看,混凝土表面就具有很多可见的孔隙,这与密实、平滑的普通混凝土外观是有很不同的。
3.2 再生骨料透水性混混凝土的结构模型
透水性混凝土的渗透性主要是由于其内部连通孔隙的存在。孔是混凝土微结构中重要的组成之一。孔主要存在于硬化胶凝材料、骨料及硬化胶凝材料与骨料的界面上,分原生孔腺和次生孔隙两类,后者多由前者发展而成,这些孔在混凝土中形成网络分布并受内外条件影响而变化。但是普通混凝土中的孔归根结底主要由凝胶孔和毛细孔组成,而要达到快速透水,仅靠这两种孔是远远不够的,因此,透水性混凝土就需要一些大尺寸的孔,这种大尺寸的孔用眼睛就可以看出。但具有大孔这个单一条件也不能说明混凝土的渗透性好,Abbast明确指出,混凝土的渗透性与孔隙率相关,但两者之间并不是简单的函数关系,其渗透性高低一丰要取决于内部孔隙的连通状况及渗透路径的曲折性,即孔结构的特征。
要使其具有一定的强度,再生骨料与浆体之间,浆体与浆体之间必须有很好的粘结,并且被浆体包裹的再生骨料之间也应有较好的排列,再生骨料透水性混凝土骨料问的实际排列,每个再生骨料与其它骨料问均有几个点的接触,接触点越多,强度越大,但实际透水性则下降,这与实际试验结果是一样的,随着粗骨料粒径的增大,骨料制接触点减少,混凝土抗压强度降低,透水性上升。再生骨科透水性混凝土中,水泥浆体、界面和再生骨料三个环节的性质接近均匀(称之为再牛骨料透水性混凝土的个体)。于是,每个个体位于空问网格的交点处,个体与个体之间由于外层水泥浆体的胶结形成再生骨料透水性混凝土的骨架,和处于界面处的大的连通孔隙一起构成整个再生骨料透水性混凝土填充于空间网格之中。
4、透水性混凝土的应用示倒
随着经济的发展和现代化建设的进程,许多城镇被钢筋混凝土房屋、大型基础设施及各种不透水的场地和道路所覆盖。有资料表明,我国城市道路的覆盖率巳达到7%-15%,特大城市可能超过20%。在为人们提供便利的同时,这些不透水的地面给城市的生态环境带来许多负面影响。随着人们对城市生态环境认识的逐步提高,为了有效缓解城市不透水硬化地面对城市生态造成的负面影响,使城市与自然协调发展,走维护生态平衡的可持续发展道路。一些大中城市在政府部门的重视和引导下,透水性铺装开始应用于河道护坡、城市广场、公园和人行道等工程中。
4.1 透水性混凝土在城镇河道护坡中的应用
传统的城镇河道整治.一般采用单纯的工程措施护坡,主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等,护砌型式多为梯形或矩形断面。这些结构形式的护坡,在保持岸坡的结构稳定性,防止水土流失以及防洪排涝等方面,起到了一定的作用。但是它们在不同程度上,对景观、环境和生态均产生了不良的影响,造成了水体与陆地环境的恶化。
鉴于护坡材料对强度的要求不高,一般C10到C15就能满足应用要求,将透水性混凝土应用于护坡,不仅具有传统护坡在保持结构稳定性、防止水土流失及防洪排涝等作用外,还能打开地下水补充通道,使城镇地下水位难以得到补充。或将透水性混凝土应用于城镇景观岸边的人行路而。
4.2 透水性混凝土在人行道路上的应用
随着经济的发展和城市建设步伐的加快.现代城市的地表逐渐被阻水材料所覆盖,形成生态学上的“人造沙漠”。透水人行道可以提高降水资源的利用率,改善雨天行走的舒适性,调节环境温度,符合国家提出的建设安全环保型、节约型社会的要求。
北京市路政局于2005年立项开展了“北京市城镇透水人行道应用研究”,在北京市铺筑了试验路,取得了成功的应用经验。为了推动透水人行道的应用,北京市路政局编制了,“北京市透水人行道设计施工技术指南”,技术指南中是从限制车辆通行和停留角度限定了透水人行道适用范围。按北京市现行有关规定人行道是方便行人通过的道路,不允许行驶和停放机动车,同时,提出了适台北京地区特点的环保透水人行道结构设计,为北京市以后透水人行道规划、设计、推广应用,提供完整的评估参考依据。
此外,上海市市政工程管理局在2007年12月20日发布了。“透水性水泥混凝土人行道应用技术规程”,为透水性永泥混凝土人行道在上海的应用提供了技术依据。
5、结 语
透水性混凝土以其优秀的环保性能、较好的装饰效果,其发展前景是乐观的,但由于透永性混凝士结构的特殊性,使其应用领域受到了限制,应该大范围有效推广透水性混凝土的实用。
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