透水水泥混凝土性能研究

透水水泥混凝土性能研究

【摘要】透水水泥混凝土是海绵城市建设的重要铺路材料。通过实验研究,本文分析了影响渗透水泥混凝土性能的各种因素,并为渗透水泥混凝土选择了几种可以大大提高渗透水泥混凝土性能的特殊添加剂。

【关键词】透水混凝土;添加剂;试验方法

与普通混凝土相反,透水混凝土是骨架空腔结构。它以单粒粗骨料为骨架,裹在粗骨料颗粒表面的稀浆薄层用作粘结层,使粗骨料结合成一个整体。尽管透水混凝土具有较高的渗透性,但其机械性能却低于普通混凝土。由于透水混凝土混合物松散且多孔,因此在施工过程中水很容易蒸发并迅速流失,从而缩短了建筑物的开放时间、成型困难或成型后强度差。为了确保透水率基本保持不变,当前的研究重点是如何提高强度和保证结构的问题。笔者认为,将研究提高透水混凝土强度和施工性能的有效成分,对于提高施工质量具有重要意义。

1原材料和测试方法

1.1原材料。水泥为PO42.5级普通硅酸盐水泥,粗骨料为砾石,粒径为2.5mm×5mm,5mm×10mm和10mm×15mm。减水剂是巴斯夫多元羧酸的减水剂粉末,其余化学原料是工业品质的化学原料,由不同地区的化学原料制造商提供。

1.2测试方法。1.2.1混合和成型。该测试使用一次性添加方法,即将称量的骨料,水泥和粉末混合物在混合机中干燥混合30秒,添加水并混合3分钟,然后将材料沥干并装入测试模板中。通过手动插入两层来形成测试块。混合物充满测试组件,比测试组件高2cm。将平板振动器放在测试台上。振动20秒后,用刮刀抹平表面。试件覆盖有塑料薄膜,并放置在标准固化室中进行固化。样品成型48小时后,将模具取出,取出模具后,样品仍存储在标准固化室中。1.2.2强度测试。透水混凝土的抗压强度由100mm×100mm×100mm的试验形状确定,抗折强度由100mm×100mm×400mm的试验形状确定。根据GB/T50081-2002对试块进行测试。分别测试样品的7d和28d抗压强度和28d抗折强度。1.2.3渗透系数的确定。透水混凝土的渗透系数根据标准“透水混凝土路面技术规范”(CJJ/T135-2009)附录A中所述的设备和方法进行测试。

2结果与讨论

2.1基本混合比的优化与确定。2.1.1骨料级配的优化。水泥的固定剂量为360kg/m3,水灰比为0.3,不添加任何添加剂,碎石使用两种类型的碎石,分别为2.5mm×5mm和5mm×10mm。通过调节碎石中2.5mm×5mm和5mm×10mm的比例进行比较试验。经过试验数据分析,随着粒度为2.5mm至5mm的碎石量的减少,测试块的堆积密度和强度均先增加,然后降低。混凝土的渗透系数越低,混凝土的体积密度越大,强度越高。渗透系数与抗压强度之间存在明显的相反关系。在实际使用中,需要根据实际功能要求在两者之间取得平衡。2.1.2优化体积比。选择2.5mm大小的5mm和5mm〜10mm的压载物以1:3的比例混合。固定的压载物剂量为1600kg/m3。将水与水泥的比例设置为0.3,不添加任何添加剂,并更改每立方体积的浆料(水泥浆)的量进行测试。确定每组的抗压强度和透水系数。经过试验数据分析,透水混凝土的砂浆比与透水混凝土的强度和渗透性之间存在显着的相关性。随着灌浆与骨料的比率降低,混凝土的渗透系数显着增加。同时,当水泥浆与骨料的比率降低时,混凝土强度显着降低。在实际应用过程中,必须同时考虑透水性和强度因子,并应根据骨料的孔隙率选择合适的浆骨比。2.1.3最佳水灰比。根据上面的测试结果,以380kg/m3的水泥比例选择2.5mm×5mm和5mm×10mm的碎石,并通过改变水结合剂来比较对透水混凝土强度的影响。经过试验数据分析,与普通混凝土不同,水胶比与透水混凝土的强度之间没有线性关系。如果水与粘合剂的比例太大,则浆液的粘度将降低,并且仅一薄层浆液将被包裹在聚集体的表面上。如果水粘合剂的比例太小,则浆料将变干并且透水混凝土骨料将不能很好地粘结,从而导致难以成型,并且胶凝材料也不会被充分水合,从而导致强度降低。应根据混合物的状态选择水结合剂的比例,以使浆料均匀地包裹聚集体,并且不会流下并沉积。当添加适量的减水剂时,透水混凝土的强度显着提高。原因可能是,在加入减水剂后,即使在低水合比的条件下,该浆料也具有较高的强度,并且该浆料更加粘稠,并且骨料完全包裹在该浆料中,从而使透水混凝土的整体强度更大。

2.2优化分析。根据透水混凝土的强度形成机理,已经根据以下目的或思想进行了大量实验:通过增加连接骨料的浆料强度,增加浆料的粘度,以增加浆料包裹骨料的能力,并改善混凝土的保水性。采取了补水措施,以减少施工过程中失水对混凝土强度的影响。选择以下特定的多孔混凝土增强材料并进行比较测试。该实验使用上述材料比率,并添加了不同类型的添加剂进行比较。经过试验数据分析,添加剂JTJ-01,JTJ-02,JTJ-03和JTJ-04显着提高了混凝土的抗压强度和抗折强度。其中,添加剂JTJ-02最明显地提高了抗折强度,添加剂JTJ-03最明显地提高了抗压强度。四种添加剂的使用对透水混凝土的渗透系数没有明显的影响。露天放置1小时后,该结构对透水混凝土的性能,特别是其机械性能有非常明显的影响。这是因为透水混凝土混合物是疏松,多孔,干燥和坚硬的混合物。随着高温和空气循环,水迅速蒸发,水泥材料无法充分水合,并且混合物的干燥不易形成和致密,从而产生可渗透的水,混凝土的强度明显下降。因此,在建造透水混凝土的过程中,重要的是要确保在混合后能够以最快的速度进行混凝土的建造和维护。

参考文献

[1]蒋正武,孙振平,王培铭.若干因素对多孔透水混凝土性能的影响〔J〕建筑材料学报,2005,8(5):513-519

[2]宋中南,石云兴.透水混凝土及其应用技术北京〔M〕:中国建筑工业出版社,2011.

作者:周仕权 单位:盐城市久泰商品混凝土有限公司