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    透水性混凝土抗壓性能影響因素研究

    作者:彩色透水混凝土 時間:2019-05-05

       近年來,海綿城市建設在各地如火如荼地進行,我們對于用于海綿城市建設的透水混凝土進行了深入研究,發現其仍然存在有待完善的地方。目前的透水混凝土最多只能承受4噸的持續荷載,這大大限制了透水混凝土的推廣運用。本文將從多個角度分析透水混凝土的抗壓性能,旨在深入了解影響透水混凝土抗壓強度的因素。

      2透水性混凝土的主要性能指標

      2.1透水性

      透水混凝土是用水泥作為膠凝材料,使用單一或不連續級配的粗骨料并含有少量或不含細骨料配制而成的多孔混凝土,孔隙率較高,透水性良好。透水混凝土路面一般含有15%~25%的貫通孔隙,透水量一般能達到200L/(m3·min)。透水性是衡量透水性混凝土透水性能的主要指標,同時也是其在施工運用中首要考慮的因素。

      2.2抗壓性

      當下對透水混凝土的研究,大致集中在兼顧透水性與抗壓強度的問題上。高強高透水是透水混凝土未來的發展趨勢。受限于透水性的要求,透水混凝土在抗壓強度上要明顯弱于其他類型的混凝土,主要受孔隙率、骨料粒徑、水灰比等因素影響,且大致隨著孔隙率的下降,抗壓強度會隨之提高。綜合現有的研究我們發現,當粗骨料粒徑為5~10mm,砂率為3.5%~4.0%,水灰比在0.29~0.31之間以及硅灰摻量為11%~13%并摻入適量的透水混凝土專用增強劑,此時制作的透水混凝土在透水性與抗壓性兩方面均具有較好的性能。

      2.3耐凍性

      凍融循環是破壞混凝土的常見因素。透水混凝土因其結構的特殊性,對耐凍性要求較高。根據《透水性混凝土路面技術要求》,透水混凝土要達到預期性能,需滿足25次凍融循環后抗壓強度損失率不高于20%、質量損失率不高于5%。研究發現,摻入一定量的SR-3添加劑或橡膠對混凝土的耐凍性能有明顯改善。粒徑為3~4mm的橡膠粉作用與引氣劑相近,當用質量相等的橡膠粉替代10%~15%的水泥用量時可提高其約60%的耐久性,且10%~15%為最佳比例。

      3影響抗壓性的主要因素

      3.1膠凝材料

      透水混凝土中常使用的硅酸鹽水泥屬于水硬性膠凝材料。膠凝材料會對混凝土強度產生較大的影響,水膠比一定時,增加膠凝材料用量,混凝土拌合物流動幅度會隨之增大。研究表明,42.5的普通硅酸鹽水泥,能較好地保證透水混凝土的抗壓強度。此外,若在混凝土中摻入硅灰、粉煤灰等摻合料,不僅可以提高混凝土后期性能,還能夠節約水泥,具有經濟和環境雙重效益。

      3.2細骨料

      根據相關文獻和實驗,可以看到提高砂率的時候混凝土強度呈正相關提升,但透水系數呈負相關下降,可見適當加入細骨料可以提高透水混凝土的抗壓強度,從而改善透水混凝土易碎、整體性差的劣勢。

      3.3粗骨料

      當骨料粒徑小于強度極大值對應的骨料粒徑時,卵石優于碎石;當大于此值時,碎石優于卵石。且就強度來講粗骨料最佳粒徑為4.8~9.5mm,在考慮透水性后,我們分析出最佳粗骨料粒徑為9.5mm。

      3.4水灰比

      當水灰比為0.28時,透水混凝土抗壓強度達到極大值,水灰比為0.25時達到最小值。水灰比從0.25增大到0.28,透水混凝土的強度不降反升,抗壓強度有約55.7%的提高。但當水灰比達0.31時,28d抗壓強度又降低22.4%??梢娫谝欢ǚ秶鷥?,透水混凝土的抗壓強度隨著水灰比的增加先增大后減小,這是由透水混凝土高孔隙率的結構特點造成的。水灰比過小或過大均不利于強度的提高,所以對于透水混凝土而言,選擇合適的水灰比至關重要。

      如何在使用透水混凝土的過程中兼顧抗壓性、透水性和抗凍性一直以來困擾著諸多學者。綜合分析后我們發現,采用42.5的普通硅酸鹽水泥,同時混入一定量的硅灰或粉煤灰等摻和料,采用9.5mm碎石粗骨料并將砂率控制在2.5%~3.5%,水灰比控制在0.26~0.31,摻入一定的透水混凝土專用增強劑,在此條件下能使透水性混凝土具有較好的綜合性能。

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