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高强透水混凝土的性能试验及结果分析

文章出处:世博锐 发表时间:2018-09-04 02:09:19
掺细集料透水混凝土配合比及试验

   

在配比设计时经过定量计算掺入适量的细集料,根据试验数据分析砂率与透水混凝土性能的关系,确定细集料合理的掺量,在保证混凝土透水的基础上,提高了透水混凝土的强度。

1、试验用原材料:

    北京P·O42.5水泥,10mm~20mm碎石,模数2.6的中砂,复合外加剂,自来水。

2、配合比计算

    以相同的水泥用量、外加剂掺量为基础,设计配合比时定量预留开口孔隙。试验中采用相同的成型方式,试验配合比计算见表1,试验数据如表2所示。

表1:1m3绿色环保透水混凝土体积组成(dm3)

序号 总孔隙 预留孔隙 水泥 外加剂 砂子
1 430 202.7 113 105 9.3 0
2 443 203.9 113 105 9.3 11.8
3 450 203.1 113 105 9.3 19.6
4 458 203.2 113 105 9.3 27.5
5 470 203.5 113 105 9.3 39.2
6 482 204.6 113 105 9.3 50.1
7 490 203.9 113 105 9.3 58.8
8 510 204.3 113 105 9.3 78.4

 表2 试验数据

序号 水泥
(kg/m3
石子
(kg/m3
砂子
(kg/m3

(kg/m3
外加剂
(kg/m3
砂率
(%)
透水速度
(mm/s)
R7(MPa) R28
(MPa)
1 350 1450 0 105 10 0 82 9.2 14.1
2 350 1420 30 105 10 2.0 83 11.5 17.2
3 350 1400 50 105 10 3.5 82 14.3 24.6
4 350 1380 70 105 10 5.0 75 18.9 33.5
5 350 1350 100 105 10 7.0 67 20.8 36.7
6 350 1320 130 105 10 9.0 68 23.5 43.3
7 350 1300 150 105 10 10.0 66 25.4 46.5
8 350 1250 200 105 10 14.0 61 27.3 47.1

3、结果分析

    由表2中的数据显示加入细集料,当砂率为2%时,对混凝土的强度和透水系数影响不大,当砂率为3.5%时,混凝土的强度显著变化。当砂率为10%时,混凝土内浆体与粗集料的黏结面积很大,强度与普通混凝土相当。
从上述试验结果可知,增加砂率,透水混凝土的强度增加,透水系数降低。
传统无砂大孔透水混凝土中没有细集料,透水性能好,但强度较低,适量的掺入细集料,在保证透水性能的基础上,提高了强度,为配制高强透水混凝土提供了新的思路,可以配制C20~C40透水混凝土。透水混凝土中掺加细集料,只能根据预留贯通开口孔隙率适量加入,不能盲目掺加。

掺增稠粉配合比及试验

   
在配比设计时经过定量计算掺入适量增稠粉(含胶粉),依据试验数据分析增稠粉掺量与透水混凝土性能的关系,确定增稠粉的合理掺量,在保证混凝土透水的基础上,提高透水混凝土的强度。

1、试验用原材料:

    北京P·O42.5水泥,10mm~20mm碎石,增稠粉(含胶粉),复合外加剂,自来水。

2、配合比计算

    以相同的水泥用量、外加剂掺量为基础,设计配合比时定量预留开口孔隙。试验中采用相同的成型方式,试验配合比计算见表3,试验数据如表4所示。  

表3  1m3绿色环保透水混凝土体积组成(dm3)

序号 总孔隙 预留孔隙 水泥 矿粉 增稠粉 外加剂
1 435 165.7 100 36 0 124 9.3
2 435 164.6 100 36 1.1 124 9.3
3 435 163.5 100 36 2.2 124 9.3
4 435 162.4 100 36 3.3 124 9.3
5 435 162.3 100 36 4.4 124 9.3
6 435 161.2 100 36 5.5 124 9.3
7 435 161.1 100 36 6.6 124 9.3
8 435 160.0 100 36 7.7 124 9.3

 表4  试验数据

序号 水泥 石子 矿粉 外加剂 增稠粉 透水速度 R7 R28
(kg/m3 (kg/m3 (kg/m3 (kg/m3 (kg/m3 (%) (mm/s) (MPa) (MPa)
1 310 1440 90 124 10 0 78 7.9 13.4
2 310 1440 90 124 10 0.5 75 10.3 15.2
3 310 1440 90 124 10 1.0 79 15.7 25.1
4 310 1440 90 124 10 1.5 75 16.9 29.5
5 310 1440 90 124 10 2.0 77 18.9 32.8
6 310 1440 90 124 10 2.5 78 23.5 37.3
7 310 1440 90 124 10 3.0 76 24.9 36.5
8 310 1440 90 124 10 3.5 77 25.4 37.1

 3、结果分析

    从表4中的数据可知,当增稠粉掺量为0.5%时,对混凝土的强度和透水系数影响不大,当掺量为1.0%时,混凝土的强度有显著提高。当增稠粉掺量为2.5%时,粗集料之间的黏结强度较高,配制的透水混凝土具有较高的强度。但是当增稠粉掺量为由2.5%增加到3.5%时,强度没有明显的提高,证明增稠粉的最佳掺量在2.5%左右。
    从上述试验结果可知:增加增稠粉,透水混凝土的强度增加,透水系数和孔隙率基本不变,并且掺量为1.0%~2.5%时,透水混凝土的强度随掺量增加而增加,当掺量超过2.5%时,强度的提高不明显。
    传统无砂大孔透水混凝土中没有增稠粉,透水性能好,但强度较低,适量的掺入增稠粉,在保证透水性能的基础上,增加了粗集料间的界面黏结强度,提高了混凝土的强度,可以配制C20~C35透水混凝土。在混凝土中掺加增稠粉,只能根据定量预留的开口孔隙率适量加入,当超过一定范围后,对透水性和孔隙率的影响不大,对混凝土提高强度不明显,在经济上不合理。

施工推荐配合比


1.掺加增稠粉透水混凝土配合比

表5 增稠粉绿色环保透水混凝土体积组成(dm3/m3

序号 石子 水泥 矿粉 外加剂 增稠粉 预留孔隙
体积 粒径(mm)
1 566 6-8 100 34.6 125 10.3 4 160.1
2 547 10-20 100 34.6 120 10.3 4 184.1
3 528 16-25 100 34.6 115 10.3 4 208.1

表5-1 掺加增稠粉绿色环保透水混凝土配合比(kg/m3)

序号 石子 水泥 矿渣粉 拌合水 外加剂 增稠粉
用量 粒径(mm)
1 1500 5~10 310 90 125 12 10
2 1450 10~20 310 90 120 12 10
3 1400 16~25 310 90 115 12 10

注:以上配合比当各种原材料发生变化时可以根据质量进行调整,用水量可以根据石子吸水率及拌合物坍落度状况在生产时调整。

2.掺加细集料绿色环保透水混凝土配合比

(1)用水泥配制的掺加细集料透水混凝土

表6 预留开口孔混凝土体积组成(dm3/m3

序号 石子 砂子 水泥 外加剂 预留孔隙
体积 粒径(mm)
1 566 5~10 23.5 135.5 120 10.8 144.2
2 547 10~20 23.5 135.5 120 10.8 163.2
3 528 16~25 23.5 135.5 115 10.8 187.2

表7预留开口孔混凝土配合比(Kg/m3)

序号 石子 砂子
 
水泥
 
拌合水 外加剂
用量 粒径(mm)
1 1500 5~10 60 420 125 12.6
2 1450 10~20 60 420 120 12.6
3 1400 16~25 60 420 120 12.6

注:以上配合比当各种原材料发生变化时可以根据质量进行调整,用水量可以根据石子吸水率及拌合物坍落度状况在生产时调整。
(2)含掺合料掺加细集料透水混凝土

表8 预留开口孔混凝土体积组成(dm3/m3

序号 石子 砂子 水泥 矿粉 外加剂 预留孔隙
体积 粒径(mm)
1 566 5~10 23.5 103 27.5 120 10.5 149.5
2 548 10~20 23.5 103 27.5 120 10.5 191
3 528 16~25 23.5 103 27.5 115 10.5 216


 

表9 预留开口孔混凝土配合比(kg/m3)

 

序号 石子 砂子
 
水泥
 
矿渣粉 拌合水 外加剂
用量 粒径
1 1500 5~10 60 320 80 120 12.6
2 1450 10~20 60 320 80 115 12.6
3 1400 16~25 60 320 80 110 12.6

注:以上配合比当各种原材料发生变化时可以根据质量进行调整,用水量可以根据石子吸水率及拌合物坍落度状况在生产时调整。