透水混凝土性能試驗研究

透水混凝土性能試驗研究

透水混凝土是由粗骨材料、水泥和水混合而成的非封閉多孔混凝土。內(nèi)部包含一定的貫穿孔。它具有通風(fēng)、透水、吸聲、重量輕等特點。它在改善城市的土壤環(huán)境、表面土壤的生態(tài)環(huán)境以及聲音傳播方面取得了顯著成效。在城市透水道路、水工建筑物和排水系統(tǒng)的反濾層的應(yīng)用中得到了高度重視。作為綠色生態(tài)混凝土,透水混凝土的研究開發(fā)受到越來越多的重視抗壓強度作為混凝土重要的力學(xué)性能之一,它直接關(guān)系到混凝土承載能力和結(jié)構(gòu)耐久性的評定;透水系數(shù)反映透水混凝土的透水性能11.1原材料1水泥水泥采用袋裝海螺P.O42.5R,水泥性能檢驗合格。20.10mm礫石龍穴山石場0～10mm花崗巖碎石。堆積密度1330kg/m1.2測試方法1抗壓強度抗壓強度采用10×10×10cm立方體試塊,試驗方法參考GB。2試樣的表面面積、表面溫度和溢流水質(zhì)的測量透水性能測試參考建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水磚》(JC/T945—2005)中透水系數(shù)測定方法,試驗裝置如圖1所示(1)用卡尺測量圓柱試樣的直徑(D)和厚度(L),分別測量兩次,取平均值,精確至0.1cm(可同孔隙率尺寸測試數(shù)據(jù)),計算試樣的上表面面積(A);(2)將試樣的四周用密封材料或其它方法密封好,使其不漏水,水僅從試樣的上下表面滲透。待密封材料固化后,將試樣放入水中浸泡至飽水狀態(tài);(3)將其取出,裝入透水系數(shù)裝置,將試樣與透水圓筒連接密封好。放入溢流水槽,打開供水閥門,使水進入容器中,等溢流水槽的溢流孔有水流出時,調(diào)整進水量,使透水圓筒保持一定的水位,待溢流水槽的溢流口和透水圓筒的溢流口流出水量穩(wěn)定后,用量筒從出水口接水,記錄時間t(秒)內(nèi)流出水量(Q),測量三次,取平均值。(4)用鋼尺測量透水筒的水位與溢流水槽水位之差(H),精確至0.1cm。記錄測量試驗中溢流水槽水的溫度(T),精確到0.5℃。(5)計算透水系數(shù):=式中:1.3無砂混凝土的性能試驗主要研究的因素有砂率、石子級配以及攪拌與成型工藝對無砂混凝土的抗壓強度和孔隙率與滲透系數(shù)的影響;無砂混凝土主要配合比如下表2所示。22.1抗壓強度的影響基于尋找提高無砂混凝土抗壓強度的目標(biāo),試驗研究了在混凝土中摻用少量砂(滿足普通混凝土用砂要求)對抗壓強度的影響。試驗結(jié)果見圖2。由試驗結(jié)果可知:在無砂混凝土中加入一定量的砂可顯著提高其抗壓強度,在試驗選用的3%、6%及9%三種砂率中,6%含砂率的效果最好,28d最高抗壓強度達到18MPa,較不摻用砂的無砂混凝土強度提高約77%。但摻砂對力學(xué)性能的改善是以降低無砂混凝土孔隙率和滲透系數(shù)為代價的。2.2不同粒級的充填料基于提高無砂混凝土抗壓強度的同一目標(biāo),試驗還研究了碎石級配對抗壓強度的影響。試驗對自然級配的碎石進行篩分,分選出0～5mm及5～10mm兩個粒級,將該兩種粒級以不同的比例混合為具有新顆粒級配的碎石,試驗結(jié)果見圖3。由試驗結(jié)果可知:優(yōu)化碎石級配有利于提高無砂混凝土的抗壓強度,且隨0～5mm碎石含量的增加,無砂混凝土的抗壓強度遞增,0～5mm碎石含量為24%、30%及36%分別較原級配無砂混凝土抗壓強度提高35%、57%及65%,且獲得了所有試驗用無砂混凝土配合比中的最高強度值,其28d抗壓強度達到23.8MPa。2.3加料順序及攪拌工藝試驗及結(jié)果在預(yù)備試驗階段,對攪拌時加料順序、攪拌方法以及成型工藝等對無砂混凝土性能的影響進行了試驗研究。該部分試驗共設(shè)計了3種加料順序及攪拌工藝:1)工藝1為先加水與水泥攪拌1分鐘,再加碎石攪拌2分鐘;2)工藝2為先加碎石與水泥攪拌1分鐘,再加水?dāng)嚢?分鐘;3)工藝3為人工攪拌3～5分鐘;2種成型工藝:機械振搗與人工插搗。試驗結(jié)果見圖4。由試驗結(jié)果可知:3種加料順序及攪拌工藝的比較中,工藝1效果最好,其次為工藝2;2種成型工藝中,機械成型方法則要明顯好于人工插搗成型方法,與機械成型方法相比,人工插搗成型方法對抗壓強度的降低幅度在17～31%之間。2.4試驗結(jié)果試驗研究了在混凝土中摻用少量砂(滿足普通混凝土用砂要求)對孔隙率與滲透系數(shù)的影響。試驗結(jié)果見圖5。由試驗結(jié)果可知:在混凝土中加入一定量的砂后,其孔隙率及滲透系數(shù)均顯著降低,砂率分別為3%、6%及9%時,混凝土孔隙率分別降低-12%、8%及42%,混凝土滲透系數(shù)分別降低38%、57%及80%,滲透系數(shù)系數(shù)最低值達到0.05cm/s。2.5新顆粒級配碎石級配不同,其堆積密度及空隙率也會不同,而無砂混凝土的孔隙率與碎石的空隙率具有一定的相關(guān)性。試驗對自然級配的碎石進行篩分,分選出0～5mm及5～10mm兩個粒級,將該兩種粒級以不同的比例混合為具有新顆粒級配的碎石,試驗結(jié)果見圖6。由試驗結(jié)果可知:優(yōu)化碎石級配使無砂混凝土的孔隙率降低,尤其是可使無砂混凝土的滲透系數(shù)降低,且隨0～5mm碎石含量的增加,無砂混凝土的孔隙率先增后減,而其滲透系數(shù)則是遞減,0～5mm碎石含量為24%、30%及36%分別較原級配無砂混凝土滲透系數(shù)降低35%、80%及90%,當(dāng)無砂混凝土28d抗壓強度達到最大值23.8MPa時,其滲透系數(shù)也達到最低值0.02cm/s。2.6加料順序及攪拌工藝優(yōu)化攪拌時加料順序、攪拌方法以及成型工藝等對無砂混凝土性能的影響的結(jié)果見圖7。由試驗結(jié)果可知:3種加料順序及攪拌工藝的必較中,工藝2滲透系數(shù)最高,其次為工藝1;2種成型工藝中,機械成型方法由于能使無砂混凝土更為密實,故滲透系數(shù)也較低,與機械成型方法相比,人工插搗成型方法可使?jié)B透系數(shù)提高約13～58%。3無砂混凝土抗壓強度試驗研究了砂率、石子級配以及攪拌與成型工藝對透水混凝土的透水性及抗壓強度的影響,通過試驗分析,可得出如下結(jié)論:(1)在無砂混凝土中加入一定量的砂可顯著提高其抗壓強度,(2