绿色环保透水混凝土试验研究
【摘要】透水混凝土作为一种环保型混凝土,在国内外受到越来越广泛的发展,本文通过设计不同的配合比,研究了透水混凝土的两大性能指标—抗压强度和透水性能,为高性能透水混凝土的研究开发提供理论参考。
【关键词】透水混凝土;骨料粒径;抗压强度;渗透系数
当今世界经济不断繁荣和发展,城市建设日新月异,迅猛发展。
但是道路建设使得地表环境硬化,改变了人类居住的生态环境,大气蒸发循环受到影响,导致城市区域内空气湿度降低,气温升高。
人们生活越来越感到不舒适,威胁着人类的健康。
另外,地面硬化使雨水几乎无法对地下水进行补充,水资源流失将会导致逐年干旱,使沙尘暴愈加频繁。
透水混凝土作为一种多孔混凝土,由于具有透水,透气和重量轻等特点,将其应用于广场、步行街道路的两侧和中央隔离带公园内道路以及停车场等地,对调节城市微气候、保持生态平衡能够起到良好的效果。
本文通过改变骨料的粒径,研究了透水混凝土的两大性能指标—抗压强度和透水性能,为高性透水混凝土的研究开发提供理论参考。
1试验用原材料
通过对国内外研究成果的分析可以看出,大量研究均集中在骨料粒径为5-10mm,本次研究增加了2.5-5.0mm、10.0-20.0mm和16.0-31.5mm三种粒径的石子,依据规范要求,设计了四种不同骨料粒径的配合比,重点研究了骨料粒径对透水混凝土抗压强度和透
水性能的影响。
1.1 原材料选择
1.1.1 水泥:唐山六九水泥厂生产的六九牌p.o4
2.5水泥,其主要测试指标如表1.1所示;
1.1.2 骨料:选用了四种粒级的碎石,具体如表1.2所示;
1.1.3 水:自来水。
1.1.2 原材料用量确定
根据《透水水泥混凝土路面技术规程》(cjj/t135-2009)中主要参数的确定方法,以及前期研究中确定的最佳水灰比0.30,设定目标孔隙率为15%,得出了如表1.3所示的各种原材料的用量。
1.2 试验结果及数据分析
通过试验得出如表2.1示的试验结果。
2.1 骨料对透水混凝土抗压强度影响
从图2.1中可以看出,透水混凝土28d抗压强度在骨料粒径为5.0-10.0mm时达到最大值,当骨料粒径为16.0-31.5mm时,抗压强度最小。
这是因为骨料粒径较小时,骨料的堆积密度越大,颗粒间的接触点越多,配置的无砂混凝土强度也就越高。
对于骨料粒径为16.0-31.5mm的无砂混凝土,由于其比表面积较小,颗粒间的接触点数量少,在水灰比一定的情况下,骨料表面包裹的水泥浆体较薄,受压时水泥石易于破坏,因此抗压强度降低。
从本次试验中可以看出,骨料粒径为5.0-10.0mm和10.0-20.0mm时,形成的透水混凝土结构可以获得较高的28d抗压强度。
2.2 骨料对透水混凝土透水性能影响
骨料对透水混凝土透水性能有很大的影响,从图2.2中可以看出,随着骨料粒径的增大,配置的透水混凝土28d透水系数逐渐增大。
透水混凝土的透水系数主要依赖于混凝土内部的连通孔隙来透水,骨料粒径越大,骨料间的接触点就少,在水灰比一定的情况下,配置的透水混凝土空洞尺寸越大,总孔隙率增大,因此透水性能也就越好。
从图2.1和图2.2可以看出,粒径为2.5-5.0mm的骨料所形成的透水混凝土结构不理想,抗压强度和透水性能都较小。
而骨料粒径为16.0-31.5mm的透水混凝土结构透水性能较好,但是抗压强度非常低。
3 结论
3.1 骨料的粒径对透水混凝土抗压强度的影响不是成正比例关系,从本次试验中可以看出,在水灰比为0.30时,骨料粒径为
5.0-10.0mm和10.0-20.0mm时,形成的透水混凝土结构可以获得较高的28d抗压强度。
3.2 在水灰比一定的情况下,骨料的粒径越大,透水率越大,反之,透水率则越小,骨料粒径不宜超过40mm。
3.3 从本次研究中可以看出,粒径为10.0-20.0mm的骨料也可以获得较高的透水混凝土抗压强度和渗透系数。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部,《透水水泥混凝土路面技术规程》,中国建筑工业出版社,2009.
[2] 张永强,鲍国栋. 路面透水混凝土性能研究,山西建筑,2010.
作者简介:
仪明金,男,工程师,现工作于中交一航局四公司检测中心,主要从事混凝土各项性能试验工作。
刘伟,女,研究生,工作单位:中交一航局四公司检测中心,主要从事建筑材料方面的试验工作。