无砂透水混凝土抗冻性能研究.pdf

l 8 低温建筑技术 2 0 1 0年第 l 2期( 总第 1 5 0期) 无砂透水混凝土抗冻性能研 究 樊晓红 ( 运城市建筑工程有限公司。 山西运城0 4 4 0 0 0) 【 摘要】 无砂透水混凝土受冻破坏特征与普通水泥混凝土不同， 本文针对无砂透水混凝土的抗冻性能进 行试验研究 结果表明： 采用4 7 5 9 5 m m粒级碎石 ， P O4 2 5普通硅酸盐水泥可配制出抗压强度大于2 0 M P a 、 抗冻性能优良的无砂透水混凝土， 其最佳水灰比为0 3 1 ； 浆骨比相同时， 随水灰比的增大， 无砂透水混凝土抗冻性 提高， 但水灰比超过0 ， 3 1 时略有降低； 水灰比相同时， 水泥浆量越高， 混凝土抗冻性越好。 【 关键词1 无砂透水混凝土； 抗冻性； 水灰比 【 中图分类号】 T t 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 1 2 0 0 1 8 0 2 O前言 在寒冷地区混凝 土的冻害 问题严重 ， 无 砂透水 混 凝 上受冻破坏特征与普通水 泥混凝土有 着很大 区别。 普通水泥混凝 士受冻破坏形式 通常为表 皮剥落 、 骨料 外 露等现 象 ； 无砂 透水 混凝土 内部 含有较 多的孔 隙 ， 且多 为直径超过 l m m的大孑 L ， 其破坏形式 一 般为 内部 损伤 。当水结冰 时 ， 水 压力 推 动水 向边界 排除 ， 透水 混凝土 内部将受 到推移水分前进 的反作 用力 ， 当水 压 力大于水 泥 浆体 的抗 拉 强 度 时 ， 水 泥 浆 体将 受 拉 破 坏 ， 此时混凝 土 内部 可能 出现 裂缝 ， 从 而缩短 使用 寿 命 。因此 ， 本文针对无砂 透水混凝 士的抗 冻性能 开展 系统研究。 1 原材料与试验方法 1 1 原材料的选择 及用量 无砂透水混凝 土原 材料 的选 择 主要是 水 泥强度 等级 、 粗骨料的类 型 、 粒径及级配 。1 m 混凝 = L 昕用 的 骨料 总 量 取 骨 料 的 紧 密 堆 积 密 度 值 ， 约 为 1 2 0 0 1 4 0 0 k g m 。在保 证最佳 用水 量的前提下 ， 适 当增加 水 泥 用量 ， 可 增加骨 料周 围水泥 浆膜层 的稠 度和厚 度 ， 能有效提高 无砂 透水 混凝 土 的强度 但 水泥用 量 过 水剂时的石膏硬化体吸水速率较掺量小时的吸水速 度小得多。 ( 2 ) 当有机硅防水剂掺量为 1 。 5 时 ， 脱硫石膏 硬化体软化系数由未掺的0 3 5提高到0 6 ， 其耐水性 增加 。 参考文献 1 陈胜利烟气脱硫石膏资源化利用途径的探 讨 J 砖瓦， 2 0 1 0 ， ( 5) ： 6 2 6 4 2 钟【 汁 云， 陈维灯， 贺鸿珠 脱硫石膏应用技术现状及其发艘趋 大会使浆体增多， 孔隙率减 ， 降低透水性。同时水 泥 用量受 骨料 粒径 的影 响 ， 如果骨 料的粒 径较小 ， 比 表面积较大 ， 则应适 当增加水 泥用量 。水 灰 比既影 响 无砂 透水混 凝 土的强度 ， 又影 响其透水 性 ， 一 般无砂 透水混凝土的水灰 比介于 0 2 5 0 4 0之 间， 在实 际工 作中常常根据经验来判定水灰比是否合适。 采用 PO 4 2 5普 通 硅酸 盐 水泥 ； 粒 级 4 7 5 9 5 m m、 9 51 9 m m 的碎石 ， 表 观密 度 2 6 5 0 k g m ， 紧 密堆积密度分别为 1 3 0 0 k g m 和 1 2 5 0 k g n l ； 萘系高 效减水剂 。混凝土配合 比见表 l 。 表 1 混凝 土配合比 编号 水灰比 石予 水泥 水 减水刺 粒 m m 质量 k g n l 一 3 k g m k g m。 4 7 5 9 5 l 3 0 0 5 8 2 1 t 6 0 8 4 7 59 5 1 3 o o 5 5 2 1 5 5 0 8 4 7 59 5 l 3 0 0 5 2 6 】 6 3 0 8 4 7 59 5 1 3 0 0 4 6 2 1 4 3 0 8 4 7 5 9 5 l 3 0 0 3 Q 8 1 2 3 0 8 9 51 9 1 2 5 0 2 4 9 7 7 0 8 4 7 59 5 1 3 0 0 5 0 2 1 7 1 0 8 势 J 粉煤灰 ， 2 0 0 9 ， ( 6 ) ： 3 53 7 3 王裕银 牵玉山， 高子栋 脱硫 膏转化为建筑石膏 的应 用研 究 J 砖 瓦， 2 0 1 0， ( 4 ) ： 3 53 8 5 樊钧 海 市燃煤电厂烟气脱硫灰渣排放利用存在问题及对 策 J 粉煤灰 ， 2 0 0 8 ， ( 4 ) ： 5 6 6 芏志 ， 俎全高， 杜亮波 改善建筑石膏耐水性能的研究 J 新 型建筑材料 ， 2 0 0 7， ( 4 ) ： 6 46 6 收稿 日 期 2 0 1 0 0 9 2 】 作者简介 张南( 1 9 8 5一) 女 ， I f I 东连莱 人， 硕 士研究生 从 事材料性能 艺术 计 工作 。 勰 n O O 0 O 0 0 O A B m睨 D 樊晓红 ： 无砂透水混凝土抗 冻性 能研究 1 。 2 试验方法 参照水泥混凝 抗 冻性试 验方法 进行 ， 但评定 指 标有所不 同， 即不是 以相 对动 弹性模量 和质 量损失 率 作为评价指标 ， 而足将 立方体 试件冻融 前后 抗压强 度 的比值称为耐冻系数 ， 用 其评定 无砂透 水混凝 土 的抗 冻性 。将标准养 护 2 8 d的混凝 土 试件 浸水 2 4 h ， 擦 至 饱和面于后装人橡胶桶 ， 放人快冻冰箱进行冻融循环 试验 ， 2 5次循环后 ， 进行抗压强度试验 。 2试验结 果与分析 2 1 无砂透水混凝土 的力学性能 各组混凝土的 2 8 d抗压强度见图 1和图 2 。 图l 水灰 比及浆骨 比对透水混凝土抗压强度的影响 罨 黑 出 图2 骨料粒径对透水混凝土抗压强度的影响 图 1和图 2的 试验结果表明 ， 当水灰 比相 同时 ， 水 泥浆量越高 ， 混凝土强度越高； 在其它条件相同情况 下 ， 4 7 5 9 5 m m 粒 径 骨料 的混 凝 土抗 压强 度 大 于 9 5 1 9 m m粒径骨料混 凝土 ； 当水泥浆 与骨料体 积 比 相同时 ， 水灰 比存在 一个最佳值 为 0 3 l ， 此 时 ， 4 7 5 9 5 ra m、 9 51 9 m m粒径 骨料 的混凝 土抗 压强度 分别 达到 2 0 8 Mt a 和 1 4 1 MP a 。 2 2 无砂透水混凝土的抗冻性 2 5次冻 融循环 后 各组 混凝 土 的 耐冻 系 数 如 图 3 所 示。 无砂 透水混凝 土的抗冻性 与力 学性 能规律 相 似 ， 同样 为 ： 浆 骨 比相 同时 ， 随水 灰 比的增 大 ， 抗 冻性 提 高 ， 但当水 灰比超过 0 3 1时耐冻 系数略 有降低 ； 水灰 比相同时， 水泥浆量越高， 混凝土耐冻系数越大。 无砂透水混凝土中的孑 L 隙较水泥石内毛细孑 L 大 得多 ， 可 以容纳部 分水 结 冰产生 的体 积膨 胀 ， 一 定 程 窿 图3 无砂透水混凝土的耐冻系数 1 9 度上可提高其 抗冻性 ， 但 总有部 分水 向相邻 的毛细孔 移动， 从而产生膨胀压力及渗透压力 ， 使混凝土内部 产生损伤 ， 多次冻融循 环后 ， 微 裂缝进 一步扩 展 、 孔 隙 连通 ， 界面粘结能力下降， 混凝土强度快速损失， 导致 了混凝 土结构的最终 破坏。 在以上研 究 的基 础上 ， 采用 0 3 1 水 灰 比、 4 7 5 9 5 m m粒径骨料配制了无砂 透水混凝 土 ， 其 孔隙率 为 2 2 ， 透水 系数 可达 7 m m s ， 抗 压 强度超 过 2 0 M P a ， 5 0 次冻融 循环 时耐冻系数可维持 在 8 0 。试验 工程 中 ， 混凝 土 2 8 d 抗压强 度达到 C 2 0的水平 ， 车辆行驶 时 的 路面噪音有一定程度的降低， 降雨后路面无积水， 雨 水迅速渗人地下， 一年后未发生冻害， 使用效果良好。 3结语 ( 1 ) 抗 冻性 能优 良的无砂 透水 混凝 土 ， 最 佳水 灰 比为 0 3 1 。 ( 2 ) 浆骨 比相 同时 ， 随水 灰 比的增大 ， 无 砂透水 混凝土的抗压强度和抗冻性提高， 但 当水 灰 比超过 0 3 1 时略有降低 ； 水灰比相同时， 水泥浆量越离 混凝 土的抗 压强度 和耐冻 系数越 大。 参 考文献 1 王磊， 袁 国柱 ， 吕璞 透 水混 凝土 在道路 工程 中的应用 研究 J 交通标准化 ， 2 0 0 8， 8 o ( 8 )：l 8 41 8 5 2 许贤敏 ， 曹德辰 无砂透水 路面混 凝土 J 福 建建材 ， 2 0 0 3 ， 2 7 9 ( 3 ) ： 3 0 3 5 【 3 曾伟 透水混凝土酉 己 合比设计 及性能研究 D 霞 庆： 蔹庆大 学 ， 2 0 0 7： 1 6 3 4 4 陈样 森 新型透水性多孔混凝土路面的性能及 臆用 J j 福 建建 设科技 ， 2 0 0 7， 1 4 3 ( 1 ) ： 4 54 6 5 S u n g - B u mP a r k ， Ma n g T i n A n e x p e r i m e n t a l s t u d y o il t h e w a t e r p u - fi fi e a t i o n p r o p e r t ie s o f p o r o u s c o n c r e t e J C e me n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h 2 0 0 4 ， 2 6 1 ( 3 4 ) ：1 7 7 1 8 4 收稿 日期 2 0 1 00 81 6 作者简介 樊晓红( 1 9 6 6一) ， 男， 山西运城人， 丁程师， 从事 建筑工程技术工作。 芝 慧 撼