透水地坪罩面劑，雙丙聚氨酯密封劑首選邦偉建材BW303，耐黃變性能好，使用進(jìn)口固化劑。
【來 源】 《商品混凝土》 2017年第5期P47-49,54頁
【分 類 號(hào)】 TU528
【分類導(dǎo)航】 工業(yè)技術(shù)->建筑科學(xué)->建筑材料->非金屬材料->混凝土及混凝土制品
【關(guān) 鍵 字】 透水混凝土 配合比 性能 影響因素
【摘 要】 透水混凝土是一種環(huán)境友好型建筑材料，但強(qiáng)度普遍較低限制了其應(yīng)用。為配制出強(qiáng)度高于 30MPa 并滿足透水要求的透水混凝土，本試驗(yàn)分別從目標(biāo)孔隙率、水灰比、砂率和摻合料摻量幾個(gè)方面研究了這些因素對(duì)透水混凝土強(qiáng)度和透水系數(shù)的影響，為透水混凝土的應(yīng)用提供一定的參考。
0 引言
混凝土是現(xiàn)今工程領(lǐng)域中應(yīng)用最多也是最為廣泛的一種建筑材料，一直以來，混凝土在應(yīng)用時(shí)總是要求密實(shí)、不透水，這種觀念在工程建設(shè)領(lǐng)域存在了很久[1]，但是隨著城市化與工業(yè)化的發(fā)展，環(huán)境負(fù)荷不斷增大，城市道路、廣場、停車場、公園等公共場所大都采用密實(shí)不透水的石材或混凝土鋪設(shè)路面或地面，這些地面對(duì)城市環(huán)境造成了一定的危害，增加了城市熱島效應(yīng)[2]，因此，建設(shè)海綿城市的理念應(yīng)運(yùn)而生。
透水混凝土是海綿城市建設(shè)的重要組成部分，是一種有利于促進(jìn)水循環(huán)，改善城市生態(tài)環(huán)境的環(huán)境友好型建筑材料，由骨料、水泥、摻合料、水、外加劑等拌制而成，骨料表面包裹漿體粘結(jié)形成孔隙均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，又稱多孔混凝土，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）保護(hù)地下水；（2）降噪吸聲；（3）緩解城市熱島效應(yīng)；（4）改善土壤生態(tài)環(huán)境；（5）緩解地表徑流，凈化水體等。
20 世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)開始研究透水混凝土，在保證一定透水性能的前提下，透水混凝土的強(qiáng)度普遍較低，通常不超過 20MPa，嚴(yán)重影響了其應(yīng)用范圍[3]。本文通過調(diào)整目標(biāo)孔隙率、水灰比、砂率、摻合料用量幾方面因素，配制出強(qiáng)度 30MPa 以上，并滿足透水要求的透水混凝土。
1 試驗(yàn)設(shè)備、原材料與方法
1.1 試驗(yàn)設(shè)備及原材料
試驗(yàn)用攪拌機(jī)為 SJD60 型單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)，電機(jī)功率為 2.2kW，攪拌軸轉(zhuǎn)速 47r/min，出料容量 60L。
水泥：華潤水泥有限公司潤豐牌 P·O42.5 水泥，其物理性能見表 1。
粗骨料：天然碎石，粒徑 5～10mm。
細(xì)骨料：天然河砂，中砂。
摻合料：透水混凝土增強(qiáng)劑。
外加劑：透水混凝土專用減水劑，摻量 0.6%。
水：自來水。
表 1 水泥的物理性能
1.2 試驗(yàn)方法
（1）成型方法
透水混凝土中水泥漿體較少，若采用機(jī)械振搗方式，易將水泥漿體振到底部，封閉混凝土底部，導(dǎo)致無法透水。因此采用“壓力成型法”，將拌合物裝入 150mm×150mm× 150mm 的成型模具中，然后置于壓力機(jī)下施加壓力至試驗(yàn)值并維持 5s 后卸荷，最后取下試模套具，用Φ40mm 的鐵棒“滾壓”成型面至平整，并用抹刀抹平[4]。
（2）抗壓強(qiáng)度測試方法
透水混凝土拆模后養(yǎng)護(hù)至 28d 齡期測試抗壓強(qiáng)度，測試方法按照 GB/T 50081—2001《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。
（3）透水系數(shù)測試方法[5]
采用固定水量法測試透水系數(shù)。具體步驟為：（1）將試塊的四個(gè)側(cè)面用凈漿（或石蠟）密封，成型面和底面作為測試表面；（2）按照圖 1 安裝測試裝置，將透明套筒底部與試塊頂部邊緣密封，保證水只能通過試塊，并從下方排水筒排出；（3）向套筒內(nèi)注滿水，記錄套筒中水位由 h 降至0mm 所用時(shí)間t；（4）依據(jù)公式 (1) 計(jì)算透水系數(shù) v，其中h=155mm。
圖 1 固定水量法
2 配合比設(shè)計(jì)
配合比設(shè)計(jì)常用的方法有質(zhì)量法、比表面積法和絕對(duì)體積法。對(duì)比分析幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)[2]，如表 2 所示。
表 2 三種配合比設(shè)計(jì)方法的對(duì)比[2]
本試驗(yàn)依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》和廈門市地方標(biāo)準(zhǔn) DB3502/Z 5006—2015《透水水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定采用絕對(duì)體積法來設(shè)計(jì)透水混凝土配合比，基準(zhǔn)配合比如表 3 所示。
表 3 基準(zhǔn)配合比
3 結(jié)果與討論
3.1 目標(biāo)孔隙率對(duì)透水混凝土性能的影響
采用基準(zhǔn)配合比，選擇不同的目標(biāo)孔隙率，透水混凝土強(qiáng)度和透水系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果如表 4 和圖 2 所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著孔隙的增多，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度降低，而透水系數(shù)則逐漸增大。這與透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在很多孔隙，在目標(biāo)孔隙率較小的情況下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度會(huì)有所增加，因此強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)增加；而目標(biāo)孔隙率較大的情況下，強(qiáng)度則相應(yīng)降低[6]。透水系數(shù)的變化規(guī)律正好與強(qiáng)度相反，而對(duì)于透水混凝土，首先要保證的就是透水系數(shù)，然后以此為前提獲得最大強(qiáng)度。
表 4 配合比及試驗(yàn)結(jié)果
圖 2 目標(biāo)孔隙率對(duì)透水混凝土性能的影響
3.2 水灰比對(duì)透水混凝土性能的影響
選取目標(biāo)孔隙率 20%，選擇不同水灰比進(jìn)行試驗(yàn)，得到透水混凝土性能結(jié)果如表 5 和圖 3 所示?？梢钥闯觯S著水灰比的增大，抗壓強(qiáng)度先增大后減小，透水系數(shù)則逐漸減小。水灰比較小時(shí)，透水混凝土?xí)蚋捎捕鴶嚢璨痪鶆?，骨料表面包裹不完全，降低了顆粒間的粘結(jié)[7]，也相應(yīng)增加了骨料間的孔隙，這樣影響了強(qiáng)度的提高，卻有利于透水性能；而水灰比較大時(shí)，透水混凝土的和易性比較好，水泥漿量過多，多出的水泥漿有可能填堵孔隙，這樣對(duì)強(qiáng)度和透水性能都有不利影響[6]。因此，應(yīng)選擇最優(yōu)水灰比，以保證透水混凝土性能。
表 5 配合比及試驗(yàn)結(jié)果
圖 3 水灰比對(duì)透水混凝土性能影響
3.3 砂率對(duì)透水混凝土性能的影響
選取目標(biāo)孔隙率 20%，水灰比 0.28，通過調(diào)整砂率得到砂率對(duì)透水混凝土性能影響，試驗(yàn)結(jié)果如表 6 和圖 4 所示。隨著砂率的增加，透水混凝土的強(qiáng)度逐漸增加，透水系數(shù)則逐漸降低。這是由于細(xì)骨料增加了粗骨料之間的接觸點(diǎn)與包裹在骨料外的砂漿厚度，增強(qiáng)了骨料間的粘結(jié)力，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，提高了強(qiáng)度[3]，但是細(xì)骨料不能加入過多，若超過一定范圍，內(nèi)部結(jié)構(gòu)將變得密實(shí)，對(duì)透水性能影響不利[8]。
表 6 配合比及試驗(yàn)結(jié)果
圖 4 砂率對(duì)透水混凝土性能影響
3.4 摻合料對(duì)透水混凝土性能的影響
選取目標(biāo)孔隙率 20%，水灰比 0.28，砂率 5%，因?qū)ν杆炷翉?qiáng)度要求較高，試驗(yàn)選擇透水混凝土增強(qiáng)劑作為摻合料，通過調(diào)整摻量研究對(duì)透水混凝土性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表 7 和圖 5 所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著增強(qiáng)劑摻量增加，抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)都是先增后減。當(dāng)增強(qiáng)劑摻量超過2.5% 時(shí)，強(qiáng)度變化趨勢較為平緩；透水系數(shù)雖然也是先增后減，但總體相差不大，可能是由于增強(qiáng)劑摻量比較少，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響較小。
圖 5 摻合料對(duì)透水混凝土性能影響
表 7 配合比及試驗(yàn)結(jié)果
4 結(jié)語
（1）透水混凝土的透氣、透水性能良好，是海綿城市建設(shè)的重要組成部分，作為環(huán)境友好型建筑材料具有廣闊的應(yīng)用前景。
（2）設(shè)計(jì)透水混凝土配合比時(shí)，應(yīng)采用以目標(biāo)孔隙率為指標(biāo)的絕對(duì)體積法，以便能較好的控制透水性能，同時(shí)調(diào)整水灰比、砂率、摻合料摻量等因素，得到最佳配合比，制備出透水性能良好且強(qiáng)度較高的透水混凝土，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
（3）從上述研究可以看出，影響透水混凝土性能的因素很多，本文僅研究了配合比設(shè)計(jì)時(shí)幾個(gè)主要的因素，其他還有骨料級(jí)配、原料種類、攪拌方式、成型方式、養(yǎng)護(hù)方式等，都會(huì)對(duì)透水混凝土性能有一定的影響，雖然影響程度各不相同，但在制備透水混凝土?xí)r，尤其是制備強(qiáng)度較高的透水混凝土?xí)r，應(yīng)充分考慮。
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