泰州中海建材有限公司
摘要:本文通过设定4个不同的透水混凝土水灰比,探究其对透水混凝土强度及孔隙率的影响规律,试验结果表明:随着水灰比的增加,透水混凝土的强度出现先增加后减小的规律;透水混凝土的孔隙率出现减小的规律。当水灰比为0.28~0.30时,制备出的透水混凝土有着良好的强度值及孔隙率。
1 前言
随着我国城镇化建设的不断发展,大量的人行道、商业街、花园广场等市政设施被相继建立,其多数采用的是密实的混凝土路面、沥青路面[1,2],这些路面热岛效应高,并且容易导致积水积污,2014年6月20日[3],湖北长沙突降大雨,长沙城区道路和居民区多处出现积水现象,将街道变成“小河”,对行人及车辆出行安全带来了严重的影响。
因此制备出一种透水透气的路面材料显得尤为重要,经过各学者多年的研究与验证[4-6],提出了透水混凝土的概念,透水混凝土是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土,具有透水透气的性能,但其强度深受其孔隙率的制约,对透水混凝土强度及孔隙率的影响因素主要有水灰比、水泥用量、骨料用量、骨料粒径等[7,8],本文就水灰比对透水混凝土强度及孔隙率的影响进行了研究,以期探讨出水灰比对透水混凝土强度及孔隙率的影响规律,寻求出一个合理的透水混凝土水灰比。
2 试验原材料与测试方法
2.1 原材料
2.1.1 水泥
采用泰州海螺水泥厂生产的P•Ⅱ52.5硅酸盐水泥,水泥物理力学性能见表2.1。
表2.1水泥物理力学性能检测成果表
检测项目凝结时间/min安定性抗压强度/MPa抗折强度/MPa
初凝终凝3d28d3d28d
检测结果135195合格32.258.66.18.2
2.1.2 细骨料
采用江西赣江河砂,含泥量为0.2%,细度模数为2.5。
2.1.3 粗骨料
采用为海(泰州)建材有限公司的(5~10)mm碎石,含泥量为0.2%;
2.1.4 外加剂
采用巴斯夫中国有限公司生产的聚羧酸外加剂,型号为WH-1。
2.1.5 拌和用水
采用城市生活自来水。
2.2 试验方法
2.2.1 强度测试
参照建材行业标准JC446-91测定试件的抗压强度,采用YAW4360微机控制电流伺服压力试验机测试透水混凝土的各龄期的强度值。
2.2.2 孔隙率测试
透水混凝土孔隙率的测定方法如下:
(1)用直尺量出试件的尺寸,并计算出其体积v0;
(2)称出试件浸水饱和状态下在水中的质量m1;
(3)称量试件在饱和面干状态时的重量m2;
(4)按下式计算试件的孔隙率P(精确到0.1%):
P =[1-(m2-m1)/v0]× 100%
2.2.3 试验方案
透水混凝土配合比设计参数见表2.2,其中水泥用量为260kg/m3,细骨料用量为80 kg/m3,粗骨料用量为1470 kg/m3,外加剂WH-1用量为0.8 kg/m3。水灰比分别选择为0.25、0.28、0.30、0.32。
3 试验结果与讨论
3.1 试验结果
图3.1为不同水灰比对透水混凝土强度及孔隙率的影响,从图3.1(a)中可以得出,随着水灰比的增加,透水混凝土的强度出现先增加后减小的规律,其中水灰比为0.30时,制备的透水混凝土强度最大,其7d强度为12.9MPa,28d强度为14.0MPa;水灰比为0.25时,制备的透水混凝土强度最小,其7d强度为4.9MPa,28d强度为4.4MPa。当水灰比为0.25、0.28、0.32时,制备的透水混凝土的28d强度值略低于7d的强度值,仅有水灰比为0.30时,制备的透水混凝土28d强度值高于7d强度值。从图3.1(b)中可以得出,随着水灰比的增加,制备的透水混凝土的孔隙率出现减小的规律,其中水灰比为0.25时,制备的透水混凝土的孔隙率最大,为26.9%,水灰比为0.32时,制备的透水混凝土的孔隙率最小,为22.7%,水灰比0.28与0.30制备的透水混凝土孔隙率相差较小,差值为0.2%。
(a)水灰比对透水混凝土强度的影响 (b)水灰比对透水混凝土孔隙率的影响
图3.1 水灰比对透水混凝土强度及孔隙率的影响
图3.2为不同水灰比制备的透水混凝土的外观图示,从图3.2中可以得出,水灰比为0.25制备的透水混凝土表面较干涩,骨料间连接点较少,水灰比为0.28和0.30制备的透水混凝土表面具有金属光泽,骨料间连接点较多,水灰比为0.32制备的透水混凝土出现了封面现象,显著降低了其透水性能。
图3.2 不同水灰比制备的透水混凝土的外观图示
3.2 讨论
根据3.1试验结果,表明随着水灰比的增加,透水混凝土的强度表现出先增加后减小的规律,这可能是因为当水灰比较小时,水泥浆体流动度小,包裹骨料的能力较弱,从而使得骨料与骨料间的连接点较少,凝结力较小,因此当水灰比较小时,透水混凝土的强度较低;随着水灰比的增加,水泥浆体流动度也随之增加,包裹骨料的能力也增强,使得骨料与骨料间的连接点增多,凝结力增加,从而透水混凝土的强度随之增加;当水灰比过大时,水泥浆体的流动度也过大,使得水泥浆体在重力的作用下在骨料表面流动,最终沉降在一起,使得透水混凝土出现封面现象,由于过多的浆体沉降于混凝土试件底部,使得试件其他部位浆体量较少,从而骨料与骨料间的连接点较少,凝结力较小,因此其强度也随之出现了降低。另外可见随着水灰比的增加,透水混凝土的孔隙率随之减小,这可能是因为随着水灰比的增加,其水泥浆体的体积也是增加的,从而降低了透水混凝土的孔隙率。
根据以上试验结果与分析,可以得出水灰比对透水混凝土的强度及孔隙率的影响是显著的,当水灰比为0.28~0.30时,制备出的透水混凝土具有良好的强度值及孔隙率。
4 结论
(1)随着水灰比的增加,透水混凝土的强度出现先增加后减小的规律;
(2)随着水灰比的增加,透水混凝土的孔隙率随之减小;
(3)当水灰比为0.28~0.30时,制备出的透水混凝土具有良好的强度值与孔隙率。
参考文献:
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[2]张瑶,刘荣桂,徐荣进.透水型生态混凝土性能试验研究[J].混凝土,2012,(4):97-99.
[3]网易新闻.长沙暴雨全城“看海”市区道路积水成河[EB/OL].http://news.163.com/photoview/00AN0001/67924.html#p=9V6LUGP000AN0001,2014.
[4]雷丽恒,刘荣桂.透水性道路用生态混凝土性能的试验研究[J].混凝土,2009(9):99-101.
[5]孟刚,张凯峰,李预奇等.C30透水路面混凝土性能试验研究[J].广东建材,2014(5):8-10.
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[8]王智,钱觉时,张朝辉等.多孔混凝土配合比设计方法初探[J].重庆建筑大学学报,2008,30(3):121-124.
论文作者:唐维前
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/30
标签:透水论文; 水灰比论文; 混凝土论文; 孔隙论文; 强度论文; 骨料论文; 水泥浆论文; 《基层建设》2016年5期论文;