骨料粒径对透水混凝土的力学性能与透水性能的研究.docx

? ? 骨料粒径对透水混凝土的力学性能与透水性能的研究 ? ? 关键词：骨料；粒径；透水；混凝土；力学性能 在海绵城市的建设中，透水混凝土应用广泛，它不仅需要满足普通混凝土的强度要求，还得有一定的透水率满足渗水要求。在武汉青山海绵城市的建设中，我们对透水混凝土做了一些试验，就骨料的粒径对透水混凝土的力学性能与透水性能的影响做了一些研究。 1原材料 1.1、水泥 在透水混凝土的组成成分中，水泥为主要成分，而且由于骨料成分中的细骨料含量较少，或者有的工程建设中所用的透水混凝土中没有细骨料成分，所以说透水混凝土就是一个由水泥浆体将粗骨料进行包裹的非封闭的结构。经过对透水混凝土进行破坏试验分析可知，透水混凝土结构中容易发生破坏的部位主要位于强度等级较低的水泥和粗骨料的粘结界面，这主要是因为其结构中所用的骨料的强度比水泥的强度要高，所以导致出现破坏的结构通常位于骨料界面间的水泥石层中。由以上试验和分析可知，水泥的活性、品种、性能和质量对透水混凝土的性能有着较大的影响，所以在进行透水混凝土的制作时，应选用强度高、其他掺合材料较少的硅酸盐水泥，综上所述，在本项目中采用的是PO42.5水泥。 1.2、骨料 透水混凝土与普通的混凝土最大的不同就是骨料级配的不同，其主要采用的是间断级配或单一级配的骨料，这些骨料在水泥中进行堆积会造成大量的孔隙，就是透水混凝土具有透水特性的重要原因。所以说骨料的性质直接决定透水混凝土的透水性能，其主要分为普通骨料和特种骨料两种，前者主要包括砂和碎石，而后者主要包括各种人造骨料和天然骨料等。本项目采用的级配碎石，粒型圆润，针片状含量宜为8%以下，压碎值宜为10%以下。 1.3、矿物掺合料 经过对透水混凝土性能试验可知，其组成成分中所含有的矿物掺合料是决定透水混凝土具有某些特殊性能的主要原因，并对其力学性能和耐久性等具有增强的作用。试验中所采用的掺合料主要有粉煤灰、矿渣、硅灰。为了达到不同的性能特点，可以在混凝土中加入一种或几种掺合料，而且加入的掺合料的数量也会所有不同。而且在加入上述掺合料的时候，需要按照透水混凝土制作的相关规范要求进行。这是由于虽然说矿渣、粉煤灰以及硅灰等物质可以提高透水混凝土的某些性能，但是以硅灰为例，其添加量过多还会影响混凝土的流动性，所以在掺入了硅灰之后，需要加入减水剂来对硅灰的不利作用进行弥补，确保混凝土的流动性符合设计要求。但是硅灰是一种价格昂贵的材料，所以鉴于以上原因，通常可以采用粉煤灰进行代替，本项目所釆用的矿物掺合料为粉煤灰。 1.4、外加剂 透水混凝土的成分中除了具有上述基本材料以外，还有少量的其他外加剂，而且根据所加入外加剂所起到的作用的不同，具有不同的外加剂种类，以增强剂为例，其主要是提高水泥浆和骨料之间的界面强度；而上文中所介绍到的减水剂则是为了对混凝土的流动性进行改善；着色剂是为了提高混凝土的美观性‘消石灰则是为了提高水泥浆的粘性以及面层的平整度，还会对酸性物质起到中和作用，提高其耐久性；此外，还有硫酸钠、氯化钙等早强剂，其可以提高混凝土的硬化速度。本项目在试验过程中采用了聚羧酸类减水剂和混凝土增强剂。 2配合比 3试件成型及养护 3.1、搅拌工艺 搅拌工艺通常被理解为两种。 第一种称为一次投料法：第一步，按试验计算出的配合比的数据把相应的材料的量称好，第二步把这些材料除了水都放入搅拌机中，开始搅拌1min，1min后再将称好的水倒入搅拌机中搅拌，称好的水不能一次性的倒入，要分为2~3次倒入，每次倒入水后都搅拌一定时间再接着倒入，搅拌时间总和要控制在2~5min。 第二种搅拌工艺被称为二次投料法：第一步仍然是按配合比参数将材料的量称量好，第二步将称好的粗骨料的量以及大约一半的水加入到搅拌机中搅拌，半分钟后再加入水泥、粉煤灰、减水剂等材料，搅拌一定时间后再最后加入剩下的约一半的水进行搅拌，大约再进行搅拌50s后暂停。 3.2、成型工艺 常用透水混凝土的成型选取两种方法： 第一是静压成型工艺，其原理是在成型时采用特定的压头，在经过压力试验并确定所采用的压力大小之后，在保持一定的压力大小的状态下持续一定时间进行起到成型的目的。所以说此种成型方式中压力大小和时间是两个最重要的因素，压力过大会对模具造成破坏，而太小则无法满足成型的要求，引起试件疏松，无法满足强度要求。如果静压的时间过长则会造成时间的浪费，而时间太短则会导致强度不足。 第二滑丝在实验室进行的成型工艺是振动成型，将装好混合料的模具放在振动台上振动段时问，停止振动后用抹刀修平表面。在确定振动时间的试验中注意到，振动时间叫过短试件比较疏松，强度太低：振动时间过长试件底部浆体沉积多，透水性太差。经过振动效果比较，本研究采用振动时间为15s。 3.3、养护方式 本研究的养护方式采用水中养护，试件成型24小时后拆模放入水中