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高强透水性混凝土的配制方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-11-12  来源:《江宁建材》  作者:任福民
核心提示:高强透水性混凝土的配制方法

〔摘要〕本文依据当前国内外对透水性混凝土的研究现状,利用高强水泥、外加剂和特殊的成型方法配制了透水性混凝 土 。 实 验 结 果 表明,其抗压强度可达混凝土标号中的C40,不但满足《凝土路面砖》JC/T446-2000性能,而 且 还 满 足 透 水 性混凝土的技术要求。

〔关键词〕透水性混凝土;抗压强度;透水系数;空隙率

[中图分类号〕TU528.59;TU528.33 [文献标识码]A [文章编号]1(X)9-0142(2007)06-0028-02

1 前言

  我国是人口最多,自然水资源极度缺乏的国家。随着现代工农业的迅猛发展地下水大量地被抽取,而补充地下水的地表面日益被不透水的沥青或水泥混凝土材料所覆盖,使日益减少的水资源越来越趋于枯竭。如果这种情况持续下去,必将引起地表下沉,导致地面结构物的变形和破坏,直接影响人类的生存空间。而且,每逢雨季降落在不透水地面上的雨水,不但加重城市排水系统的负担,而且集中排放在江河里,即浪费了水资源又成了洪水泛滥的原因之一。

  为解决这些问题,发这国家从上世纪80年代开始研究透水性混凝土,试图将其研究成果试用在公园、人行道、停车场及各种体育场地。由于透水性混凝土具有空隙率大、连通空隙多的特点,因而在雨季可以积蓄大量的地下水,也可以调节城市里的温度和湿度。但关键问题在于这种混凝土普遍存在抗压强度小的缺点。目前,国内研制的透水性混凝土路面砖的抗压强度一般在加-25MPa,与国家建材行业标准葫昆凝土路面嘟JC厂1妈46-2(X)0规定的抗压强度最低值(30Mpa)尚有差距。

2 试验概要

2.1 原材料

  本实验所用原材料分别为:42.5级普通硅酸盐水泥;粒径分别为10.0-13.omm、5.0-10.omm、2.5-5.0mm的碎石;NNO型减水剂和JM一SCA型增强剂。

2.2 配合比

  表 1表 示 了本试验配合比。其中,为考察不同水灰比对透水性混凝土强度的影响,编号为CI-C3的WIC分别采用了20%、25%及30%。同时,为探讨骨料颗粒粒径与透水性混凝土强度的关系,分别采用了3种不同的骨料配合比方式。

2.3 试件制作与养护

  C1- C4 是 根据配合比现配制水泥浆,再倒入骨料并强制

  搅拌3min后,利用中lommxZomm模具加压成型的方法制作了试件。至于第三种配合比(CS),则采用先用粒径为2.5一5.0mm的碎石混凝土摊铺在模具底面50mm 后,再用粒径为5一10mm 的碎石混凝土填满模具,并一次性加压成型的方法来制作了试件。成型后的试件在温度20玖℃,湿度50%的条件下养护ld后,在标准条件下分别养护了3、7、28d.

2.4 试验内容

(1) 透 水 系数:

  依据 日本 道路协会“透水性沥青混合物的透水试验方法”,利用自制透水仪器,计量3个透水性混凝土为一组的透水量并取用其平均值计算了透水系数。图1表示适水性混凝的N/C与抗压强度关系。

Kt=QL//[HA(T2-T1]

  其中,Kt:透水系数(cIn/s),H:水头差(cm)。Q: (九一习时间内流出的平均透水量(cm/s) ;A: 试 件 截面积(cm2) ;叽:测量开始时间(s);兀: 测 量 终了时间(s);L:试件高度(cm);(2) 抗 压 强度:

  参照 规 范 辊凝土路面嘟JC邝科6一20(X)测定了试件抗压强度。表2表示了透水性混凝土的主要物理力学性能要求。

(3) 空 隙 率:

  P=1-[(W1-W2)/V]其中,p:孔隙率;wl:试件在空气中的质量(kg);w2:试件在水中的质量(g);v:试件体积(cm3)。

3 结果与分析

3.1 相对密度、空隙率与透水系数

  图2 透水性混凝土的骨料粒径与抗压强度3., 相对密度、空隙率与透水系数在本 试 验 中,透水性混凝土的平均密度为2040kg/m3,为普通混凝土密度(240kg/m3)的84%左右;平均空隙率为29%;系数为18.4mm/s(见表3),均满足表2所规定的技术要求。

3.2 强度

3.2., W/C影响

  图 1表 示 了研7C与透水性混凝土强度之间的关系。W尹C为25% (C2) 的抗压强度大于WIC为20% (CI)和30%(C3) 的抗压强度。如果采用过小的W/C,就不能有效地包裹骨料颗粒表面而降低颗粒之间的粘结力,从而导致强度降低。WIC为20%(CI)的情况属于这一类;随着水灰比的增加,水泥浆体逐渐变稠,当稠度达到均匀包裹骨料表面而不淌流时,密实度以及骨料间的粘接力达到最大值,因而强度也随之提高WZC为25% (C2) 的情况属于这一类;但水灰

  比过大将会出现水泥浆体汤流到时间底面,不但减少水泥浆体的数量,还影响到骨料之间的粘结力,也同样导致强度降低。30% (C3) 的情祝属于这一类。

3.2.2 骨料粒径影响

  图 2表 示 了透水性混凝土的骨料粒径和强度之间的关系。由于透水性混凝土中没有使用细骨料,骨料颗粒间是以点式接触形成混凝土骨架,包裹在骨料表面上的水泥浆起到胶结作用而形成多孔堆积结构。所以,当外部荷载作用在透水J幽昆凝土时,其内部的受力是通过骨料之间的胶结点来传递的。

  由于骨料本身的强变较高,骨料之间的水泥凝胶层很薄且胶结面移刊、,所以破坏面就发生在骨料颗粒之间的连接点处。

3.2.3 提高强度的方法

  因此 , 在 保证一定空袭率的前提下,增加胶结点的数量和面积,提高胶结强度是提高透水性混凝土强度的关键。骨料粒径越小,单位体积内骨料颗粒之间的接触点数量就越多,所形成的结果骨架越密,胶结面积就越大,从而提高透水性混凝土的整体强度。这就是编号C4、CS的抗压强度远远高于编号C1-C3的抗压强度的原因。

  其次 ,本试验用了利用强制式搅拌机预先拌好比需要量大3-4倍的水泥浆后,将骨料放进去一起搅拌,再利用具有一定频率的振动筛除去多余的水泥浆,只留骨料颗粒表面所需的水泥浆。这样,不但保证搅拌均匀性,提高了透水性混凝土的强度,而且又提高了水泥浆的有效利用率。

  再次 , 作 为路面材料,通常要求表层具有良好的耐磨性和平整度,由于透水性混凝土的表层颗粒间的结合面长期受到摩擦力,很容易发生骨料脱落,使道路表面出现凸凹不平的现象,不但影响市容,增加噪音,而月加速汽车轮胎 的 磨 损。若采用不同粒径两次布料,一次成型的方法,就能克服透水性混凝土的这些缺点,满足心昆凝土路面石郭JC汀46-2O0()规范的技术要求,抗压强度可高达C40以上的标准。

4 结论

  经以上分析,要配制高强透水性混凝土应采取如下方法:

  (1) 为 保 证骨料颗粒表面充分地被水泥浆所包裹,应采用充足的水泥浆。

  (2) 为 保 证骨料颗粒表面均匀地被水泥浆所包裹,应筛去多余的水泥浆。

  (3) 应 采 用不同粒径两次布料,一次成型的方法。

参考文献:

[1]王武祥.透水性混凝土路面砖的生产与应用[J].混凝土与水 泥 制 品,1998,4.
[2]李耀荣.透水性混凝土及其性能「J].天津建设科技,2(X) 2 ,2 .

 
 
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