无砂透水混凝土参考配合比设计.doc

无砂透水混凝土配合比设计
摘要：无砂透水混凝土含有多孔、透水性好、有一定强度，在挡土墙台背作为排水或反滤结构。本文对无砂透水混凝土配比设计进行了试验，分析影响无砂透水混凝土强度及渗透系数因数。
关键词：无砂透水混凝土; 配合比; 渗透系数; 水灰比；孔隙率
一、序言
无砂透水混凝土是由粗骨料、水泥和水拌制而成，又称多孔混凝土。它是由粗骨料表面包裹一层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布蜂窝状结构，含有一定强度和渗透性。用在挡土墙台背排水结构中，起到反滤和渗水作用，并可承受合适荷载。含有透水性和过滤性好、施工简便、省料等优点。现在，无砂透水混凝土研究及施工经验较少。对无砂透水混凝土作用及质量关键性认识不够，施工过程中也存在较多不规范。
二、原材料选择及试验方法
1、原材料
无砂多孔混凝土原材料选择关键是水泥品种和强度等级；粗骨料类型、粒径及级配
水泥：采取PC42.5一般硅酸盐水泥

2、配合比设计
配合比设计步骤
（1）确定水灰比范围
水灰比既影响无砂透水混凝土强度，又影响其透水性。对不一样粒径、不一样颗粒形状骨料，其合理水灰比不一样。水灰比过小，水泥浆过稠，水泥浆较难均匀地包裹在骨料颗粒表面，不利于强度提过，反之，假如水灰比过大，水泥浆又会从骨料颗粒表面滑下，包裹粗骨料颗粒表面水泥浆过薄，一样不利于强度提升，同时因为水泥浆流动性过大，水泥浆可能把透水空隙部分或全部填实，也不利于透水。依据混凝土施工提供经验水灰比0.38～0.50。选择0.36、0.38、0.40、0.42、0.45五个水灰比。经过变动水灰比寻求一个最好水灰比。
（2）确定骨料用量
1m3无砂透水混凝土出骨料用量宜取紧密堆积状态下碎石质量(1490kg/m3)。粗骨料用量过少，灰骨比过大，会使部分粗骨料颗粒漂浮在水泥浆中，影响无砂透水混凝土孔隙率和透水性能。
（3）确定水泥用量

参考规范经验数值250～350kg/m3。选择3个水泥用量水平270、300、330。
（4）试拌成型
将碎石和水泥装入搅拌机，边加水边搅拌，搅拌时间应比一般混凝土延长，本文中搅拌时间4min，方便水泥浆均匀包裹在骨料表面。

3、试验方法
（1）透水系数：采取定水位透水系数测定方法。渗透系数根据以下经验公式计算，正确至1cm/s。

式中：kt为渗透系数，cm/s；q为渗水量，cm3；a为试样渗水面积，cm2；t为渗透时间，s。
（2）孔隙率测定方法：对于硬化后混凝土孔隙率假定连通孔隙体积占绝大多数。所以我们采取静水力学天平称量测定。孔隙率按下式计算：
四、结果分析

1、抗压强度：

从试验结果看，无砂透水混凝土抗压强度比比一般混凝土偏低，关键和水灰比、水泥用量、孔隙率相关：
（1）水灰比改变对强度影响很大。对于同一粒径骨料，其最好水灰比不一样。在一定范围内，强度伴随水灰比降低而增大。但当水灰比太小时，无砂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，达不到合适密度，反而不利于强度提升。假如水灰比过大，水泥浆又会从骨料上滑下，也不利于强度提升。
（2）水泥用量增加水泥用量可使水化产物对应增加，提升胶结料数量和胶结强度。从试验结果能够看出，对于同一个骨料粒径来说，水泥用量越高，无砂透水混凝土强度越高。
（3）强度通常随孔隙率增加而增大，而在实际测得孔隙率中仅为开口空隙及半开口空隙，而无砂透水混凝土中闭口孔隙无法测得。
2、孔隙率

因为无砂透水混凝土配合比设计到现在为止仍无成熟计算方法，所以其结构特征能够近似认为无砂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，由碎石紧密堆积密度确定。无砂透水混凝土孔隙率就直接收到骨料表面水泥浆体体积影响。通常认为，水灰比越大，浆体体积越大，水无砂透水混凝土孔隙率就越小。其次，伴随水泥用量增加，过多水泥用量会填充到骨料间孔隙中，孔隙率降低，强度提升。
3、渗透系数
（1）孔隙率渗透系数伴随孔隙率增大而增大，其关键是受连通孔隙影响。

（2）水灰比渗透系数伴随水灰比增大而降低。这是因为水泥水化产物所需要结合水是一定，但在拌制无砂透水混凝土时，为了取得必需和易性，采取了较大水灰比。水泥灰比越大，在无砂透水混凝土试块中下部水泥浆就越多，造成有效孔隙率降低，渗透系数也随之降低。

（3）水泥用量试验结果表明，伴随水泥用量不停增加，有效孔隙将不停降低，最终表现为渗透系数显著降低
五、结语
（1）无砂透水混凝土强度和水泥用量和水灰比相关，对同一粒径骨料拌制无砂透水混凝土，存在着最好水泥用量和水灰比。
（2）无砂透水混凝土孔隙率、透水性随水泥用量增大而降低。无砂透水混凝土渗透系数和连通孔隙率有很好对应关系。
（3）采取单方水泥用量、碎石用量分别为300kg和1490kg ，石子粒径5mm～10mm，能制得抗压强度15.7mpa，孔隙率21.9 % ，透水系数1.98cm/ s 无砂透水混凝土，应用在挡土墙墙背排水结构中，和土工布一起使用，取得比很好排水效果。