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(济南大学 材料科学与工程学院，山东 济南 250022)

目前我国大量的建筑垃圾采用露天堆积或掩埋的方式进行处理，仅仅不到10%的建筑垃圾能够重复利用[1-3]。这种方式处理占用很大的土地面积，浪费宝贵的土地资源，而且天然的建筑材料资源日趋短缺，在开采过程中破坏当地的生态环境，造成水土流失，容易形成人与环境相争的恶性循环[4-6]。如何能够建筑垃圾重复利用成为当今我国亟待处理的问题。随着我国海绵城市理念的提出，建筑垃圾制备再生骨料成为一条新的途径。

再生骨料是将废弃混凝土经过破碎筛选后得到的骨料，然而在破碎过程中会使再生骨料内部产生大量裂纹，内部充满大量孔隙，降低了骨料的物理性能。而海绵城市需要的并不是拥有特殊抗压强度的透水混凝土，为此将再生骨料制备成透水混凝土成为可能。针对再生骨料低物理性能的情况下，本文通过设计水泥裹浆法与丙烯酸钙浸泡两种方法提前预处理再生骨料，然后配制成相应透水目标的透水混凝土，以此研究再生骨料预处理对透水混凝土性能的影响。

1 实验

1.1 试剂、材料

碳酸钙(AR，99.5%)；丙烯酸(AR,99.9%)；普通硅酸盐水泥(P.O. 42.5)。

针对本项目研究特点，其由废弃混凝土路面经破碎筛选成5～20mm的骨料。按照国标CJ/T 400-2012《再生骨料地面砖和透水砖》及国标GB/T14685-2011《建设用卵石、碎石》，其再生骨料的物理性能指标见表1。

表1 再生骨料物理性能

1.2 方法

将碳酸钙过量加入到丙烯酸溶液中，并不断搅拌24 h，过滤得到丙烯酸钙单体。将再生骨料浸泡到丙烯酸钙溶液中，设置溶液浓度为1%、2%，设定为G1和G2组。水泥裹浆法为配制水灰比为0.8的水泥浆，其中掺入水泥质量为 0.3%的减水剂，将再生骨料倒入搅拌机中，加入一定量的水泥浆，开机搅拌3min，使水泥浆完全包裹骨料，然后养护7 d待用。水泥裹浆设定为G3组。

再生骨料透水混凝土的配比设计见表2，设计透水目标孔隙率20%。制作100 mm×100 mm×100 mm立方体试块；采用标准养护方法，测试透水混凝土28 d龄期的抗压强度与抗折强度及透水系数。

表2 再生骨料透水混凝土配比

2 结果与分析

2.1 再生骨料的压碎指标与吸水率

再生骨料预处理后的压碎指标如图1所示。

由图1可知，经过预处理工序后再生骨料的压碎指标均有所下降，其中水泥裹浆法下降1.35%，丙烯酸钙法处理后下降1%，其中G1和G2组差别S不大。

图2是经过处理的再生骨料吸收率图，由图可知，经过丙烯酸钙处理后的再生骨料的吸水率明显下降，其中G2组下降0.6%。水泥裹浆法处理的再生骨料其吸水率下降并不明显，可能是由于再生骨料表面包裹的水泥浆吸水。导致再生骨料整体吸水率增大的原因。

图1 再生骨料预处理压碎指标图

图2 再生骨料吸水率图

2.2 再生骨料预处理对透水混凝土抗压与抗折强度影响

图3为再生骨料透水混凝土的28 d抗压与抗折强度图，由图3可知，经过丙烯酸钙处理的再生骨料制备的透水混凝土抗压强度最高，比G0空白组高6.1 MPa，同样G2组的抗折强度也比G0组高1.1 MPa。水泥裹浆的G3组抗压强度比G0组高5.3 MPa，抗折强度高1.01 MPa。由此可以说明经过再生骨料预处理工序，可以提高透水混凝土的抗压强度，提高透水混凝土的力学性能。

图3 不同系列再生骨料透水混凝土的强度

2.3 再生骨料预处理对透水混凝土孔隙率的影响

图4为预处理后的再生骨料透水混凝土与空白组的再生骨料透水混凝土的孔隙率图。在目标孔隙率20%，4组混凝土配料用量相同的情况下，再生骨料的预处理对再生骨料透水混凝土的实测孔隙率有影响，实测的孔隙率随着再生骨料堆积孔隙率的变大而增大。

图4 不同组的再生透水混凝土孔隙率

由图4可知，经过水泥裹浆法处理的再生骨料混凝土孔隙率达25.7%，而空白组为20.7%，丙烯酸钙处理的G1组和G2组孔隙率分别为22.4%和22.6%。经过水泥裹浆法预处理的透水混凝土效果最好。由此可以说明经过预处理的再生骨料，在能满足一定抗压强度前提下，透水混凝土的孔隙率也能得到提高。

2.4 再生骨料预处理对透水混凝土透水系数的影响

图5为再生骨料透水混凝土的透水系数，实测的孔隙率和透水混凝土的透水性有重要关系，再生骨料透水混凝土的透水系数随着实测孔隙率的增大而增大。同样配比的再生骨料透水混凝土，经过预处理后得到不同的结果。相比未处理的G0组，预处理后的透水混凝土其透水系数得到提高，更利于透水。

图5 再生骨料透水混凝土的透水系数

3 结论

经过水泥裹浆法处理后的再生骨料制备的透水混凝土，其抗压强度提升5.3 MPa，孔隙率增加5.7%；丙烯酸钙溶液浸泡处理的再生骨料制备的透水混凝土其抗压强度提高6.1 MPa，孔隙率增加1.9%。通过以上的实验说明，再生骨料预处理，一方面可以提高骨料本身的物理性能(如吸水率、压碎指标等)，另一方面可以增强再生骨料透水混凝土的力学性能，尤其是在提高透水混凝土的抗压强度的前提下，再生骨料透水混凝土的孔隙率及透水系数，均得到了提升。