于國(guó)慶 李書(shū)林 謝 雪 尹宜勝 蔣明芳

（西藏大學(xué)，西藏 拉薩850000）

1 研究現(xiàn)狀

Zaetang 等[2]探討了透水混凝土的強(qiáng)度、透水性和表面耐磨性。結(jié)果顯示，再生骨材混凝土的耐壓強(qiáng)度隨著可替代材料的增加而增大后減小，耐磨性隨著可替代材料的增加而提高。

郭磊等[3]研究了再生骨材透水混凝土的力學(xué)性能、透水性和耐磨性。

王雅思等[4]研究了集料類(lèi)型、目標(biāo)孔隙率和不同成型方法對(duì)再生骨料透水混凝土力學(xué)性能和物理性能的影響。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)材料選擇及配比設(shè)計(jì)

采用P.O42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥；子石料的選擇應(yīng)滿足4.75～9.5mm 的粒徑。天然粗骨料的選擇應(yīng)注意外觀密度，要求密度為2710kg/m3。通過(guò)破碎獲得粗骨料礫石。采用ISO 標(biāo)準(zhǔn)細(xì)砂骨料，細(xì)砂骨料的細(xì)度為2.66。粗骨料的使用量為基準(zhǔn)8%。與微粉混合時(shí)，要求二氧化硅含量為94.33%。FDN- 萘系高效減水劑，減水率穩(wěn)定在21%，試驗(yàn)均采用普通自來(lái)水關(guān)于具體的配制成本及其要求如表1 所示。

2.2 試驗(yàn)流程

表1 再生骨料透水混凝土配合比/（kg/m3）

（1）試驗(yàn)測(cè)試主要方法

根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程制作透水混凝土，將制作好的透水混凝土分為10 組，每組透水混凝土均為4 塊，規(guī)格為100mm 邊長(zhǎng)的長(zhǎng)方體，采用隨機(jī)選取的方法在每組混凝土塊中選擇3 塊，進(jìn)行多次凍融處理，再分別檢驗(yàn)各自的單軸抗壓強(qiáng)度。24d 為創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件及最佳持續(xù)時(shí)間，24d 結(jié)束后轉(zhuǎn)入至室溫環(huán)境中，對(duì)其進(jìn)行為期4 天的飽水處理，每組透水混凝土在此條件下進(jìn)行10次凍融循環(huán)試驗(yàn)。全程的檢測(cè)工作，有抗壓強(qiáng)度、連續(xù)孔隙率及透水系數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)，具體方式為每檢驗(yàn)一次指標(biāo)需要完成10 次凍融循環(huán)。

（2）孔結(jié)構(gòu)測(cè)試方法

再生骨料多孔混凝土的內(nèi)部研究，因?yàn)榭紫堵实淖兓?，采用螺旋ct 機(jī)不同透水性對(duì)混凝土試件凍融次數(shù)（100mm×100mm×100mm）掃描,掃描間距2.5mm，然后導(dǎo)入圖像的模擬軟件，調(diào)整后，骨料透水混凝土內(nèi)部的真實(shí)感與醫(yī)療分布直觀的具體的ct 掃描測(cè)試的過(guò)程，如圖1。另外，利用圖像處理軟件image-proplus6，進(jìn)一步分析CT 圖像，得到了冷凍融化次數(shù)循環(huán)中透水混凝土樣品間隙結(jié)構(gòu)的特征。

3 結(jié)果與討論

3.1 透水系數(shù)與凍融次數(shù)的關(guān)系

圖2 展示出了伴隨凍結(jié)融化循環(huán)次數(shù)的滲透系數(shù)和連續(xù)間隙度的變化曲線。其結(jié)果，再生骨材透水混凝土的滲透系數(shù)和連續(xù)空隙率隨著凍結(jié)融解次數(shù)的增加而增大。在凍融循環(huán)過(guò)程中，增加了透水混凝土內(nèi)部間隙結(jié)構(gòu)的變化程度。這是由于透水混凝土本身具有多孔骨架的特性，在凍脹力和靜水壓力共同作用下，骨料與周?chē)嗝鏁?huì)發(fā)生開(kāi)裂，經(jīng)過(guò)機(jī)械破碎后的再生粗骨料，含有很多裂紋，有非均勻的形狀和棱角，且表面黏附水泥砂漿，導(dǎo)致其吸水量增大，在連續(xù)幾次的凍融循環(huán)作用下，骨料之間薄弱處易發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、開(kāi)裂，造成試件內(nèi)部的連通孔隙逐漸萌生、擴(kuò)展甚至貫通為宏觀裂縫，進(jìn)而引起透水系數(shù)和連通孔隙率與凍融循環(huán)次數(shù)成正比。

圖1 試件CT 掃描試驗(yàn)

圖2 連續(xù)孔隙率和透水系數(shù)隨凍融次數(shù)變化曲線

3.2 抗壓強(qiáng)度與凍融次數(shù)之間的關(guān)系

圖3 顯示了以?xún)鼋Y(jié)和解凍周期數(shù)為基礎(chǔ)的抗壓曲線。分析可知，凍融后再生骨料透水混凝土的力學(xué)性能與連續(xù)孔隙率和透水系數(shù)成反比，這是由于透水混凝土試塊主要依靠粘結(jié)咬合能力來(lái)承受和傳遞荷載，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，開(kāi)裂、錯(cuò)動(dòng)等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，內(nèi)部連通孔隙變大，使透水混凝土的整體密度降低，進(jìn)而宏觀上表現(xiàn)為力學(xué)性能的下降。

4 結(jié)論

4.1 再生水泥的連續(xù)孔隙度和滲透率凍結(jié)量，在凍結(jié)周期內(nèi)，最外側(cè)粗骨料脫離基體，逐漸分解，并存在滲透性裂縫；在凍結(jié)和解凍周期中，最外觀的總合從基質(zhì)中分離出來(lái)，逐漸剝?nèi)?，有裂縫穿過(guò)基質(zhì)和基質(zhì)。

4.2 通過(guò)圖像處理后CT 掃描配置文件可以用來(lái)描述再生骨料透水混凝土凍融環(huán)境下，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)連接，擴(kuò)展，特點(diǎn)和凍融損傷的發(fā)展，通過(guò)進(jìn)一步分析每個(gè)掃描部分孔徑的分布頻率直方圖，孔隙大小分布，正態(tài)分布函數(shù)可以看到正態(tài)分布曲線呈“矮胖”狀態(tài)，曲線右移。

4.3 混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的平均孔隙大小隨凍融次數(shù)的增加，CT 掃描部分的平均孔隙度、滲透系數(shù)和連接孔隙度與平均孔隙大小成正比，和再生骨料透水混凝土的抗壓強(qiáng)度成反比。