李 斌

(山東科技大學(xué)，山東 青島 266590)

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·建筑材料及應(yīng)用·

透水混凝土成型方法的研究

李 斌

(山東科技大學(xué)，山東 青島 266590)

針對(duì)透水混凝土振動(dòng)臺(tái)成型的缺點(diǎn)，提出了一種新的成型方法，并通過試驗(yàn)，分析了該成型方法對(duì)透水混凝土抗壓強(qiáng)度及空隙率的影響，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。

透水混凝土，擊實(shí)次數(shù)，抗壓強(qiáng)度，空隙率

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷的提高，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐漸的增強(qiáng)，這些年來，房地產(chǎn)的發(fā)展也十分快速，相對(duì)應(yīng)的城市建設(shè)也是當(dāng)下社會(huì)所必須重視的。城市街道巷落的路面再也不會(huì)是以往的泥濘道路，都被水泥瀝青混凝土等路面所取代，但這些路面往往都是由阻水材料所鋪設(shè)，所以這些路面是不透水的，在惡劣自然災(zāi)害等條件下就會(huì)給城市的生態(tài)環(huán)境帶來巨大破壞。透水混凝土屬于綠色環(huán)保材料，是由粗骨料、水泥和水等拌制而成的一種具有連通孔徑的混凝土。它既有路面應(yīng)有的強(qiáng)度，也有良好的透水性，使其在保證混凝土透水性的同時(shí)又要兼顧其強(qiáng)度，由于有連通空隙，因此其強(qiáng)度不會(huì)很大，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的透水性混凝土多用于自行車道路、人行道路、室外停車場(chǎng)等不需要高強(qiáng)度路面的場(chǎng)地。為了更好地推動(dòng)透水性混凝土這種新路面型材料的大力發(fā)展，透水混凝土制作工藝的加強(qiáng)至關(guān)重要，尤其是透水混凝土的成型過程對(duì)其強(qiáng)度、透水性具有很大影響，因此，本文對(duì)其成型工藝進(jìn)行更加深入的相關(guān)研究。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料選定

選用沂水石灰石，采用2.36～4.75粒徑占集料質(zhì)量30%,4.75～9.5粒徑占集料質(zhì)量70%,水灰比采用0.3，設(shè)計(jì)空隙率18%，透水混凝土保證透水性為15%，根據(jù)配合好的集料堆積密度和表觀密度,通過體積法[1]可得,水泥用量為310.54 kg/m3，水用量為93.16 kg/m3。

1.2 成型

透水混凝土路面的成型不同于普通的混凝土路面,普通混凝土路面試塊成型方法是將拌合好的混凝土放入模子中，使混凝土高出模子20%，然后放到振動(dòng)臺(tái)[2]上進(jìn)行振動(dòng)密實(shí)，振動(dòng)臺(tái)的作用是密實(shí)模子中的混凝土，但振動(dòng)臺(tái)主要是密實(shí)混凝土或者混凝土砂漿密實(shí)所采用的，將振動(dòng)臺(tái)用于透水混凝土的密實(shí)會(huì)造成兩種失敗結(jié)果：第一種，最為常見，振動(dòng)太密實(shí)，透水混凝土試塊發(fā)生離析現(xiàn)象，將導(dǎo)致透水混凝土試塊底部封死，致使透水效果大大減少，而且由于水與灰過多的沉入試塊底部，導(dǎo)致底部水灰過多，試塊上部水灰過少，集料與水泥結(jié)合不充分，最終將導(dǎo)致試塊強(qiáng)度降低；第二種結(jié)果，振動(dòng)不充分，放在振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)一兩秒就取下，雖然試塊沒有發(fā)生明顯的離析現(xiàn)象，但是由于振動(dòng)不夠?qū)е略噳K密實(shí)度不夠，雖然透水性得到了保證但是試塊結(jié)構(gòu)松散，集料骨架鑲嵌松散，最終造成其強(qiáng)度不夠。這是由于振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)源來自振動(dòng)平臺(tái)底部馬達(dá)，振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)的是試塊的底部，導(dǎo)致材料紛紛聚集到試塊底部，發(fā)生離析現(xiàn)象，將底部堵死，影響試塊的透水性。

因此，實(shí)驗(yàn)組針對(duì)這個(gè)問題，將試件成型的方式進(jìn)行了調(diào)整，由于振動(dòng)臺(tái)是將試塊材料聚集到了試塊底部，但如果振動(dòng)試塊上部，混凝土集料一部分因振動(dòng)向上翻動(dòng)，另一部分由于重力作用，集料會(huì)向下移動(dòng)，這樣試塊是否就不會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，并能保證試塊強(qiáng)度。由于技術(shù)資金的限制，上部振動(dòng)器操作起來麻煩，而且與試塊不符合，試塊磨具上部開頭只有10 cm寬，振動(dòng)平板必須小于10 cm，且人工操作技術(shù)難度大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果因人而異，故排除掉這個(gè)方法。

下面將介紹第二種試塊上部密實(shí)法，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)鐵桿，在鐵桿上放上一定重量的鉛塊，鐵桿底部是一個(gè)塊鋼墊板，尺寸我們定為10 cm×10 cm[3]，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將混凝土混合料進(jìn)行填裝，邊填裝邊進(jìn)行人工插搗[4]，插搗目的是為了模子底部材料更加密實(shí)，混合料填裝到高出試塊模子20%左右時(shí)，將鐵桿底部的鋼板放在混凝土試料上，然后將鉛塊抬到一定高度，讓鉛塊進(jìn)行自由落體砸向鋼墊板進(jìn)行擊實(shí)，擊實(shí)注意高度一定，頻率一定，鐵桿擺正，并且下落高度不會(huì)對(duì)粗集料造成破壞，針對(duì)擊實(shí)次數(shù)我們?cè)O(shè)計(jì)了10次、20次、30次、40次、50次不同擊實(shí)次數(shù)的成型試件。

1.3 養(yǎng)護(hù)

試塊3 d后脫模,放常溫下養(yǎng)護(hù)7 d,養(yǎng)護(hù)期內(nèi)要保證透水混凝土的澆水充分,防止水分不充分導(dǎo)致的水泥水化不夠,從而影響其強(qiáng)度。

2 試驗(yàn)結(jié)果

透水混凝土試塊中,空隙率的測(cè)定尤為重要，在試塊的空隙中，主要分連通空隙和封閉空隙，但只有連通空隙對(duì)透水性起決定性的作用，實(shí)驗(yàn)主要測(cè)的就是連通空隙率，空隙率的大小直接決定試塊的成敗,空隙率過小,排水得不到充分,失去了透水混凝土的作用,空隙率過大,則會(huì)導(dǎo)致試塊強(qiáng)度不夠,從而影響使用壽命,造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。因此，下面用浸水天平對(duì)透水混凝土試塊進(jìn)行連通空隙率的測(cè)定，見表1。

表1 透水混凝土試塊連通空隙率測(cè)定結(jié)果

通過表1可以看出，透水混凝土試塊的連通空隙率隨著擊實(shí)次數(shù)的增加逐漸減少，當(dāng)擊實(shí)到40次后，其連通空隙率基本不再發(fā)生變化，說明40次以后試塊內(nèi)部已經(jīng)非常密實(shí)，空隙基本不再變化。

在保證空隙率的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)定，強(qiáng)度直接影響試塊的耐久性及利用的廣泛性，本次通過壓力機(jī)對(duì)透水混凝土試塊進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 透水混凝土試塊抗壓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果

從表2可以看出，擊實(shí)10次～40次時(shí),抗壓強(qiáng)度依次升高，說明透水混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著擊實(shí)次數(shù)的增加，試塊強(qiáng)度也在不斷遞增，但到達(dá)第50次的時(shí)候,強(qiáng)度突然降低，這說明擊實(shí)存在一個(gè)合理次數(shù),擊實(shí)次數(shù)過多,會(huì)破壞骨料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其強(qiáng)度變低，不利于透水混凝土成型及利用。

3 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)可以看到，擊實(shí)次數(shù)的變化，可以明確看到強(qiáng)度和連通空隙率隨擊實(shí)次數(shù)的增加，抗壓強(qiáng)度得到了提高，連通空隙率不斷變小，當(dāng)達(dá)到臨界次數(shù)之后(本次試驗(yàn)臨界擊實(shí)次數(shù)40次)，試塊強(qiáng)度不再增強(qiáng)，反而有所降低，連通空隙率則趨于一個(gè)常數(shù)，空隙率變化很小。可見，當(dāng)擊實(shí)達(dá)到臨界次數(shù)時(shí)，試塊內(nèi)部達(dá)到最優(yōu)密實(shí)，骨料間鑲嵌合理，強(qiáng)度達(dá)到最高，不僅骨料不會(huì)破壞，而且連通空隙率也得到了保證。所有通過采用試塊上表面擊實(shí)的方法，按照臨界擊實(shí)次數(shù)(本次試驗(yàn)40次)進(jìn)行，不僅解決了傳統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)導(dǎo)致離析或試塊內(nèi)部不密實(shí)的現(xiàn)象，而且能在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部最優(yōu)連通空隙。

[1] 甘冰清.透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015：26.

[2] 程 娟.透水混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能的實(shí)驗(yàn)研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006：18.

[3] 宗中南.透水混凝土及其應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑出版社，2011：46.

[4] 付培江.透水混凝土強(qiáng)度相關(guān)性試驗(yàn)研究[D].北京：北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009：19.

On forming methods for permeable concrete

Li Bin

(ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266590,China)

According to the shortages of permeable concrete’s forming methods by the vibration table, the paper points out the new forming method, analyzes the influence of the forming method on the pressure resistance strength of the concrete and its porosity by the tests, and achieves some valuable conclusion.

permeable concrete, beat number, anti-pressure strength, porosity

1009-6825(2016)24-0114-02

2016-06-10

李 斌(1989- )，男，在讀碩士

TU528

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