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透水混凝土的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用


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    1. 透水混凝土的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用

透水混凝土的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用

城市道路、人行道、廣場等城市設(shè)施無論是在設(shè)計(jì)還是在施工上,歷來都強(qiáng)調(diào)要求混凝土密實(shí)、不透水。這種觀念在我國諸多建設(shè)領(lǐng)域被廣泛接受...

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城市道路、人行道、廣場等城市設(shè)施無論是在設(shè)計(jì)還是在施工上,歷來都強(qiáng)調(diào)要求混凝土密實(shí)、不透水。這種觀念在我國諸多建設(shè)領(lǐng)域被廣泛接受,殊不知這種不透水地面會(huì)給城市環(huán)境帶來很多危害,其中典型的是造成了城市的“熱島效應(yīng)”。因此,開發(fā)應(yīng)用一種適合于路面工程的透水混凝土顯得尤為重要和緊迫。透水混凝土具有良好的透氣性和透水性,可用于鋪筑路面工程,對改善環(huán)境降低路面噪音和提高行車舒適性均具有良好的效果,屬于一種環(huán)保型綠色的建筑材料,它能擴(kuò)大城市的透水、透氣面積,對調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度,維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用。

我國在近幾年對透水混凝土進(jìn)行了一定的研究,但在實(shí)踐工程中的應(yīng)用還是非常有限。本研究選用單粒級(jí)的粗集料構(gòu)建混凝土強(qiáng)度架,以一定量水泥漿作為包敷潤滑材料,添加適量水及其他輔料,拌制而成透水混凝土,研究其特性,并應(yīng)用到工程實(shí)踐中去。

2透水混凝土的結(jié)構(gòu)特征 透水混凝土主要是由水、水泥、粗骨料組成的,采用單粒級(jí)粗骨料作為骨架,水泥凈漿或加入少量細(xì)骨料的砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面,作為骨料顆粒之間的膠結(jié)層。骨料顆粒通過硬化的薄層水泥漿膠結(jié)而形成多孔的堆積結(jié)構(gòu),因此混凝土內(nèi)部存在著大量的連通孔隙,且多為直徑超過l.0mm的大孔。

透水混凝土具有高透水性、高承載能力、易維護(hù)性、抗凍融性、耐用性、高散熱性、良好的裝飾效果等特性。透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖1所示。[]根據(jù)結(jié)構(gòu)模型示意圖可知,透水混凝土受力時(shí)通過骨料間的膠結(jié)點(diǎn)傳遞力的作用,由于骨料本身的強(qiáng)度較高,水泥凝膠層很薄,水泥凝膠體與粗骨料界面之間的膠結(jié)面積小,其破壞特征是骨料顆粒間的連接點(diǎn)處被破壞,因此在保證一定空隙率的前提下,增加交接點(diǎn)的面積,提高交接層的強(qiáng)度是提高透水性混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵。

3 試驗(yàn)配制

3.1 原材料的品種與選擇

3.1.1 水泥 在透水混凝土中,水泥石與骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度是混凝土的薄弱環(huán)節(jié), 是決定混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素,因此水泥的選擇尤為重要,透水混凝土應(yīng)采用強(qiáng)度較高的普通硅酸鹽水泥。水泥的用量以漿體剛能完全包裹骨料的表面為zui佳,不宜出現(xiàn)流漿和滴漿現(xiàn)象,形成一種均勻的水泥漿膜層,如水泥用量過大會(huì)形成不透水的水泥層,減小孔隙率,影響透水效果,同時(shí)還會(huì)增加成本,造成水泥石收縮量增大,容易開裂,使混凝土的強(qiáng)度反而降低。

3.1.2粗骨料 粗骨料是透水混凝土的結(jié)構(gòu)骨架,骨料粒徑大小的選擇要根據(jù)工程實(shí)際情況而定。從理論上分析骨料粒徑越小,其比表面積越大,所形成的結(jié)構(gòu)骨架單位體積內(nèi)骨料顆粒之間接觸點(diǎn)數(shù)量越多,膠結(jié)面積越大,混凝土強(qiáng)度越高,透水性能會(huì)降低;骨料粒徑越大,比表面積越小,所形成的結(jié)構(gòu)單位體積內(nèi)骨料顆粒之間接觸點(diǎn)數(shù)量減少,膠結(jié)面積小,從而可提高透水性,但會(huì)降低強(qiáng)度。使用連續(xù)級(jí)配骨料,骨料之間填充效果良好,混凝土孔隙率會(huì)降低,強(qiáng)度較高;單粒級(jí)骨料配制的透水混凝土,骨料顆粒間缺乏級(jí)配石的填充,因而,孔隙率較大,強(qiáng)度偏低。本試驗(yàn)中采用5-25mm、5-16mm及10-16mm三種粒級(jí)的骨料配制透水混凝土。

3.2 試驗(yàn)過程

3.2.1骨料對透水混凝土影響 本試驗(yàn)過程中,選用三種不同粒徑的粗骨料,研究了骨料粒徑對透水混凝土性能的影響,不同骨料粒級(jí)對透水混凝土性能的影響 注:配合比是材料用量之間的質(zhì)量比 表3表明在相同配合比時(shí)幾種不同粒徑骨料配制出的透水混凝土性能指標(biāo),從表中數(shù)據(jù)可看出:粗骨料粒徑級(jí)配直接影響到了透水混凝土的相關(guān)性能,連續(xù)級(jí)配骨料配制的透水混凝土孔隙率較低,填充相對密實(shí),強(qiáng)度相對較高;單級(jí)配骨料填充性相對較差,混凝土孔隙率較高,而強(qiáng)度相對較低。因而,在配制透水混凝土?xí)r,可以根據(jù)實(shí)際工程需要,合理選擇骨料級(jí)配。

3.2.2不同水灰比試驗(yàn) 本試驗(yàn)研究相同骨料用量,不同水灰比對透水混凝土性能的影響。不同水灰比對透水混凝土性能影響 注:配合比是材料用量之間的質(zhì)量比 通過對多組試塊的試壓比較,驗(yàn)證得知透水混凝土類同常規(guī)混凝土,水灰比是決定強(qiáng)度的一個(gè)重要因素,隨水灰比降低,強(qiáng)度逐漸提高,但透水混凝土試塊離散性較大,試塊成型過程及成型方式對試塊后期的強(qiáng)度有很大影響,同時(shí)透水混凝土的施工過程對其成型后的透水性及強(qiáng)度也會(huì)產(chǎn)生較大影響,施工過程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工程特點(diǎn)制定施工方案。


透水混凝土的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用 2022-12-16 本文被閱讀 411 次
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