摘要：以超细的矿渣粉为主料制备透水水泥砼增强材料，分析不同掺量增强材料对于透水水泥砼强度及透水性影响，讨论作用机理。试验研究结果表明了增强材料自制比例为V8000 矿渣粉：VAE：SM：MK=640：50：150：160，可将透水水泥砼强度提高，维持透水性能的稳定状态。在试验研究基础之上对于透水水泥砼增强材料标准化的研究提出合理化建议。
关键词：透水；水泥；混凝土；增强材料
前言：
因现阶段市场上所有增强料并无统一的产品及应用标准，价格高。故本文主要针对透水水泥的混凝土（砼）增强材料进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
1、试验操作
1.1 材料
增强料的原料：超细的矿渣粉择选鲁新建材所生产矿渣粉V8000，比表面积为800-1000kg/m3；减水的组分即为：江苏兴邦所生产粉剂三聚氰氨胺的高效性减水剂（SM）；增粘组分择选为可再分散性乳胶粉（VAE）；其余组分择选：内蒙古的超牌偏高岭土（MK）K-1100，比表面积为15000m3/kg；透水水泥砼其余材料为：海螺 P•Ⅱ52.5水泥；5-10 mm范围花岗岩的反击破碎石；紧密堆积的密度为1580 kg/m3。；紧密的空隙率即为41%。
1.2 试验操作方法
透水砼配比设计根据透水水泥砼路面技术CJJ/T 135-2009的规程，目标的孔隙率择选25%，水胶比例根据拌合物质性能予以确定；A1-A3试验，主要用来讨论并确定材料的配方，增强剂的掺合量为该胶凝材料2%，B0-B4五组实验操作主要应用于比较不同的增强剂掺合量对于透水砼性能影响，具体如图1所示。
透水水泥砼抗压强度、透水系数、抗折强度等试验根据CJJ/T 135-2009。根据现行标准体系，透水砼试件成型操作工艺包含着模压方法、振动台的振实方法、插捣方法。试验操作期间，透水砼拌合物的状态会因增强料掺合量的不同而发生相应变化，借助振动台来振实会致使水泥浆不均匀性的分布更为突出，会对透水砼综合性能产生影响。模压成型压力择选，对透水砼中强度有着较大影响，尚且无相应统一标准。故此次试验研究试块成型加工工艺主要运用的是分层插捣加工成型方法。
图1 透水水泥砼配比示图
2.试验结果及分析
2.1 确定增强材料配方
因透水水泥砼属于干硬性砼，减水组分及增粘组分的掺合量相对较小一些，依据厂家所推荐的掺合量0.1%、0.3%，增强材料整体掺合量，结合成因方面因素，固定每1000分的增强材料当中SM减水剂实际用量即为150份、V8000矿渣粉及MK质量比例分别择选5：1、4：1、3：1，VAE的用量即为50份开展试验研究操作，如图2-1、2-2所示，为透水砼强度及透水系数的试验研究结果。从图2-1、2-2当中即可了解到，伴随V8000 矿渣粉及MK质量比例逐渐增加，透水砼强度会逐渐降低，透水性能呈现出由高至低变化趋势。质量比例4：1抗压强度及抗折强度，相比较质量比例3：1略低0.2MPa、0.7MPa。但是，与质量比例5：1略高于0.4MPa、6.2MPa。透水系数的性能，其最高与最低的差距即为0.08mm/s，实际变化相对较小。MK市场价是 V8000矿渣粉3倍以上。在充分考虑到该成本的情况之下，V8000矿渣粉与MK质量比例可确定为4：1、经过以上分析论述之后，该增强材料配方方案可确定为1000份，V8000 矿渣粉：VAE：SM：MK=640：50：150：160。
图2-1 V8000 矿渣粉及MK质量比例对于强度影响示图
图2-2 V8000 矿渣粉及MK质量比例对于透水系数影响示图
2.2 增强材料的掺量对于透水水泥混凝土性能影响
如图3-1、3-2所示，掺入的增强材料能够将透水砼强度有效提升，伴随增强材料实际掺合量不断增加，透水系数及强度均会呈现着增长趋势，掺合量在超出2%时，强度放缓增长；透水系数伴随增强材料实际掺合总量变化相对较小，掺合量在低于2%时，透水系数差异不可超出0.1mm/s范围，掺合量超出3%时，期透水系数会有所降低，降低的幅度一般在10%左右。透水系数的变化相对较小且并没有明显规律，这主要是因五组试验研究整体水泥浆体的总量实际差异相对较小，拌合物的性能较为接近情况之下，孔隙率也相对较为接近。故透水性能差异相对较小，在增强材料实际掺合量相对较大时，砼内部可能会有一些致密结构形成，对透水性能及孔隙率均会产生影响。
图3-1 增强材料实际掺合量对于强度影响示图
图3-2 增强材料实际掺合量对于透水系数影响示图
3.增强材料的作用机理
通过以上性能试验研究足可以证明此次试验制备增强材料，能够明显提高透水砼强度在，维持透水性能稳定状态。研究者针对增增秋季材料作用机理的研究结论为：添加聚合物，能够形成有着高粘结性膜，导致水泥的水化产物及聚合物膜逐渐形成网络结构钢，对水泥浆及骨料界面的过渡可起到改善作用，增强胶结力、界面区的性能及力学性能；增强剂主要地通过消耗大量氢氧化钙，对结晶生长产生抑制作用，并加快水泥熟料水化，将界面的过渡区域及浆体内部微观缺陷减少，促使透水砼自身性能提升；矿物质掺料颗粒，能够分散至界面的过渡区域粗糙孔隙的结构区域内，将界面的过渡区域层致密度提升，超细矿物质掺合料具备着复合水化的作用，导致界面结构状态有所增强，聚合物柔性组织结构的内部裂纹逐渐延伸，将透水砼内界面的韧性提升。
综合上述学者研究结论及本次试验研究增强材料实际所使用原材料的基本特征，笔者可推断出此次试验研究增强材料的作用机理具体表现为：①V8000的矿渣粉及MK均有着强大火山效应矿物质掺合料，能够通过氢氧化钙的消耗，导致水泥水化反应加速，进一步提高水泥浆体的强度系数；②V8000的矿渣粉及MK均属于超细粉体，能够填充在过渡区域孔隙结构当中，并形成相应致密层，促使界面强度提高；③添加VAE可增强水泥浆体及骨料自身粘结力，促使界面韧性提高；④SM减水剂，可通过水胶比例的降低，促使浆体强度提高，凭借着其自身所具有着旱强的功能，可提高透水砼性能。
4.建议
笔者认为，重点研究范围如下：确定好产品原料的标准体系与适用法范围，常见透水砼增强材料包含着的原料体系有两种，即为以矿物质掺合量及各种功能特性外加剂经过混配所成的粉剂，外加剂的半成品材料及矿物质掺料、复配各项功能的外加剂，处于溶液条件下合成液剂；加速作用机理方面，明确该增强材料性能的参数标准，粉剂的增加剂试验研究逐渐增多，机理研究走向成熟化，液剂产品市场供应逐渐扩大，作用机理报道应有所增多；制定对增强材料各项性能瓶颈的试验研究方法。
5.结语
通过上述针对于增强材料成分及透水水泥砼自身强度、透水系数试验研究、标准化及作用机理探讨等，可得出下述研究结论：增强材料自制配方的工艺即为：V8000 矿渣粉：VAE：SM：MK=640：50：150：160；增强材料自制，可将透水水泥砼强度提高，维持透水性能处于稳定状态；增强材料作用机理，是通过将浆体强度提高，改善其截面韧性及强度；建议可通过机理研究、原材料的体系、试验评价各个方面入手，加速产品标准化方面的研究。
参考文献：
[1]王培新，黄洪财，桂苗苗. 道路透水混凝土材料的影响因素及力学性能研究[J]. 混凝土与水泥制品，2017，25（3）：113-114.
[2]刘松柏，习海平. 透水水泥混凝土性能及专用添加剂研究[J]. 混凝土世界，2017，25（9）：112-113.
论文作者:田爱文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：透水论文; 材料论文; 矿渣论文; 强度论文; 水泥论文; 性能论文; 系数论文; 《基层建设》2019年第10期论文;