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透水混凝土施工工艺以及性能介绍

透水混凝土是一种针对现有城市路面缺陷,开发使用的一种优良道路铺装材料。透水混凝土能让雨水流入地下,有效补充地下水,缓解城市地下水位急剧下降等城市环境问题,并能有效消除地面上的油类化合物对环境的危害,同时具有保护地下水,维护生态平衡,缓解城市热岛效应等功能。其性能特点为具有多孔、透水性好、具有一定的强度并可承受适当的荷载。本次试验对透水混凝土的配合比设计及施工工艺进行了多方面试验研究,分析影响混凝土强度及渗透系数的因素。

一、原材料的选择

水泥选用PO42.5普通硅酸盐水泥,矿物掺合料选用S95级矿粉,粗骨料选用4.75~9.5mm碎石,外掺料选用透水混凝土增强剂和粉剂增强料。

二、混凝土配合比设计及优化

2.1配合比设计
确定水胶比范围。根据试验混凝土水胶比控制的0.25~0.35比较合适。我们选择0.25、0.275、0.30、0.325、0.35五个个水胶比。通过变动用水量、胶凝材料用量,得到不同的抗压强度、透水率、孔隙率寻找一个最佳水胶比。
2.2透水系数及孔隙率测定
(1)透水系数。采用定水位透水系数测定方法。透水系数按照以下经验公式计算,精确至1mm/s。
 
(2)孔隙率。对于硬化后透水混凝土的孔隙率假定连通孔隙体积占绝大多数。因此我们采用静水力学方法进行测定。将试件在水中浸泡24h后,在水中测试试件的质量m1;然后将试块烘干至恒重后重量,测其质量m2;根据公式计算计算混凝土孔隙率P:
 

三、透水混凝土试验结果分析

经过多次透水混凝土配合比试验调整,共制作混凝土抗压试块50多组,寻找混凝土拌和物各种性能好的配合比,确定了透水混凝土配合比各种材料用量,得出不同混凝土配合比试验数据。通过数据分析得出以下影响因素:
3.1对抗压强度的影响
从试验结果看,透水混凝土的抗压强度比普通商品混凝土偏低,主要与水胶比、水泥用量、孔隙率有关:
水胶比的变化对强度的影响。水胶比的变化对强度的影响很大,其最佳水胶比在一定范围内,强度随着水胶比减少而增大。但当水灰比太小时,透水混凝土因干燥拌料不宜均匀,水泥浆不能均匀地包裹在粗骨料表面,达不到适当密度,反而不利于强度的提高。如果水灰比过大,水泥浆又会从骨料上滑下,也不利于强度的提高。
3.2孔隙率
透水混凝土表观体积由粗骨料堆积而成,对于同一粒级碎石,由碎石的紧密堆积密度确定,孔隙率受骨料表面水泥浆体体积影响。水胶比越小,浆体体积越大,透水混凝土的孔隙率就越小。随着水泥用量增加,孔隙率降低,强度提高。
3.3透水系数
透水系数随着孔隙率的增大而增大,其主要是受连通孔隙的影响,透水系数随着水胶比的减少而减少。水胶比越小,在透水混凝土试块中的水泥浆就越多,导致有效孔隙率减少,透水系数也随之减少。水泥用量试验结果表明,随着水泥用量的不断增加,有效孔隙不断减少,透水系数显著减少。

四、透水混凝土配合比

根据以上试验结果比较分析得出透水混凝土配合比见下表。
 

五、透水混凝土施工工艺

一般按8cm厚度作为道路的基准厚度,在此基础上按不同功能,设计不同的厚度。

六、结论

透水混凝土的强度与水泥用量、掺合料用量和水灰比有关,对同一粒径的骨料拌制透水混凝土,存在着最佳水泥用量和水灰比。透水混凝土的孔隙率、透水性随水泥用量增大而降低。透水混凝土的渗透系数与连通孔隙率有较好的对应关系。
 
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