储水型生态混凝土的制备及性能研究.pdf

4 6 重庆建筑 Ch o n g q i n g Ar c h i t e c t u r e 储水型生态混凝土的制备及性能研究 S t u d y o n P r e p a r a t i o n a n d P e rfo r ma n c e o f Ec o l o g i c a l C o n c r e t e wit h Wa t e r S t o r a g e C a p a c i t y 江志萍 唐世亮 ( 1重庆汉泰置业有限公司 ， 重庆 4 0 0 0 1 1 ；2重庆建工住宅建设有限公司 ， 重庆4 0 0 0 1 5 ) 摘要 ： 试验以5 1 0 l n l T l 或1 o 1 5 l 1 1 I T l 石灰岩碎石和废 弃红砖 为骨料 。 制备 出一种储 水型生态混凝土。然后试验研究 了废弃红砖 用量对混凝 土透 水 性能、 保水性 能和力学性能的影响。 关键词 ： 胶结材料 ； 骨料 ； 红砖 ； 透水性 ； 保水性 ； 强度； 热岛效应 中图分类号 ： m5 文献标识码 ： A 文章编号： 1 6 7 1 9 1 0 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 4 6 0 3 Abs t r ac t ： Wi t h c r u s h e dl i me s t o n eo f 5 - 1 0 mm o r1 0 - 1 5 mm a n d a b an d o n e d r e db r i c ka s the a g g r e g a t e at y p eo fe c o l o g i c a l c o n c r e wi m wa t e rao r a g e c a p a c i t y i s p r e p a r e d T h e i mp a c t s o f t h e a mo u n t o f r e d b r i c k o n t h e wa t e r p e r me a b i l i t y , wa t e r r e t e n t i o n c a p a c i ty and me c h ani c a l p e r f o rm anc e o f the c o n - c r e t eare s t u d i e d K e y wo r d s： b i n d e r ； a g g r e g a t e ； r e d b ri c k ； p e rm e a b i l i ty； wa t e r r e t e n t i o n c a p a c i t y ； s t r e n g t h ； h e a t i s l an d e ff e c t 随着我国城镇化建设的迅速发展， 城市规模急剧膨胀， 城 市绿化面积越来越 少 取而 代之的是大量的混凝 土道 路和地 坪 ， 这些材料吸热能力强 ， 阻隔了土壤与地表 的热量 交换和湿 度 调节 ，导致了城 市因热 岛效 应而频发高温气候 。而另一方 面 ， 由于普通混凝土不具有透水性和储水性 ， 雨季路面 就会有 很 多积水影响车辆行驶安全。高温、 内涝表明城 市生态脆弱 已 经 到了不可 忽视 的程 度 而储水混凝土 由于具有 良好的储水 和透水透气性， 能很好解决上述问题。因此， 其研究将会日益 受 到人们的关注 ， 应 用前景非常广阔。 1储水型 生态 混凝 土的制备 1 1原材料 储 水型生态混凝土呈多孔结构 其 主要 组成材料为胶结 材 料和骨料 。 ( 1 ) 胶结材料 ： 采用强度富裕系数高的拉法基P O 4 2 5 R 硅 酸盐水泥。 2 )2 骨料 ：为了保证储水型生态 混凝土具有连 同大量孔 隙 而实现透水、 保水性能， 其骨料应适用颗粒大小相近的单粒级 骨料。于是 ， 根据原料的来源情况 ， 试验选择了两种粒级 的石 灰岩碎 石骨料 ， 粒径范围分别 为5 1 0 mm和 1 0 1 5 mm。此外 ， 为了提高储水型生态混凝土的保水性能和增加建筑废弃物的 利用途径 ，试验还选用具有一定强度 且吸水率大 的废弃红砖 骨料来增加 混凝 土的储水能力 其粒径范围为5 1 0 mm和1 O 1 5 mm。骨料 的性能指标见 表1 。 1 2 己 和 比 储水混凝 土具有强度 低 、 孔隙 率高 、 连通孔 隙多等特 点 ， 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 1 3 作者简 介 ： 江志萍 ( 1 9 7 5 一) ， 女 ， 重庆人 ， 本科 ， 工程 师 ， 从事建 筑工 程项 目管理。 表1骨料 的性能 其配合 比可按无砂大孔 混凝土 的配合 比设 计方法 进行设计 ， 主要设计参数为水灰 比、 用水量 和集灰比。经配 比设计 ， 本试 验制备强度为1 O MP a 的储水型生态混凝土，详细配合比见表 表2储水型生态 混凝 土的配合 比 2 0 1 3 N O 6第 1 2 卷 总第1 1 6 期 储水 型生态混凝土的制备及性能研究 建筑材料4 7 2。 1 3制备工艺 1 3 1搅拌方法 采 用水泥裹石法 。先将石灰岩 碎石和废弃 红砖按 比例混 合 ， 用水 浸湿表面2 h 后 ， 放人搅拌 机搅拌 2 mi n ， 然后 加入 水泥 搅拌1 2 min， 最后加水搅拌2 mi n _ 均匀。 1 3 2成型工艺 为 了成 型后有大量有效 孔隙并保 证胶凝材 料对骨料 均有 包裹、粘结作用 ，储水 型生态混 凝土只能采用压制成型方式 ， 即 ：将 搅拌好的混凝 土分层倒入成 型模具 内 ，每层厚度 1 0 0 mm， 然后采用压强 为0 2 0 5 MP a 的重物进行碾压3 次 。 1 3 3养护方式 因 为储水混 凝土存在大量空 隙 ， 失水较快 ， 所以养护相对 非常重要。 特别是在早期 ， 要注意防止混凝土中水分的蒸发 。 成 型后应立即进行保 湿养护 ， 如采用塑料薄膜覆盖 并定时 浇水 。 2储水 型生态混凝土 的性能 2 1储水型生态混凝土的透水性能 储 水型生态混凝 土的透水 系数 采用 自制的渗透仪进 行测 试 ( 见图1 ) ， 试 验结 果( 见图2 ) 。 惜 * 嘲 图1透水仪装置 o 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 废弃红砖用量 ( ) 图2储水混凝土透水率 由实验数 据可 以看 出， 随着红砖取 代碎 石骨料百分比 的增 加 储水混凝土透水率并没有表现出明显的增加或者减少的趋 势。 当取代率小于5 0 时 ， 1 0 1 5 mm级 配储水混凝土 的透水系 数比5 1 0 mm级配 储水 混凝土 的透水 系数略高 ， 取 代百分比率 大于 5 O 以后 透 水 系数 没 有 规 律 但 1 0 1 5 mm实 验 组 中 1 O 0 红砖 比0 的红 砖做 粗集料 时透 水 系数 要高 7 7 。5 1 O mm粒 径储水混凝 土透水 率由最 高6 0 取 代率 的2 9 7 c m s 降低到最低8 0 取代 率的2 1 7 c m s ： 1 O 1 5 mm粒 径储水混 凝 土透水 率由1 0 O 红砖 骨料3 9 3 c m s 的最大 值降 低到8 0 红 砖骨料 的2 0 4 c m s 的最小值 。 储水 型生态混凝土 的透 水性主要 由内部 的连通 与半连通 孔隙 ( 即有效孔隙 】 决定 。随着红砖取 代百分比的增加 ， 透水性 下降 的原 因是因为红砖破碎 后的集料易裂 ， 片层 易剥离 ， 在搅 拌 中会发生部分崩离分裂 产生 的裂片与剩下 的碎石骨料 以及 完整 的砖块 骨料混合 ， 带来局部的连续 多重级配 效果 ， 增加 了 混凝 土的致密性 继而减 少了混凝土 内部的连通 与半连通孔 隙 ， 降低了红砖一 碎石混合骨料储水 型生态混凝土的透水性。 此外 ， 1 0 1 5 mm粒径储水 型生态混凝 土透水性在 各个红 砖百分比取代点上基本都高于5 1 0 mm粒径透水混凝土。 这是 由于骨料粒径 的增加使得混凝土 内部孔隙增大 ， 微观结构从密 实变 为相对疏 松 ， 孔 隙率增大 ， 而孔隙率是 决定储水生 态混凝 土透水性 的重要因素 ，所以透水 性大于小级 配骨料透水 混凝 -一 O 2 - 2储水型生态混凝土的保水性能 如图3 所示， 随着红砖取代百分比的增加 储水混凝土的保 水性有着 明显增长 ， 1 0 0 红砖骨料 的储 水混凝土保水性达 到 1 0 0 碎石骨料储水混凝土的2 8 0 多 ，达到 了接近0 2 g c m。 ， 即1 体积 的1 0 0 红砖骨料储水 混凝土能保 存O - 2 体积 的水分 。 由于红砖本身具有1 2 1 4 的饱和吸水能 力 ， 而碎石 集料饱 和状 态下 的水分含量仅为2 左右。以上说明红砖 作为骨料时 可以利用 自身 的吸水 能力锁住水分 ， 在集 中降雨 的时候 加 快 积水的排放 ， 减小暴雨时排水 道的压力 ； 而在 炎热时储存 的水 分蒸 发 ， 又能降低道路表面 的温度 ， 在 一定程度 上恢复 了天 然 植被 的功效 ， 起到良好的环境保护效果。 * 废弃红砖用量 ( ) 图3 储水 混凝土保水性的研究