多孔混凝土的制备工艺研究.pdf

2 0 1 3 年 第 9期 (总 第 2 8 7 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 8 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACT I CAL TECHNoL0GY d o i ： 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 3 0 9 0 3 9 多孔混凝土的制备工艺研究 朱炯 ，孙琦 。宋雷 ，李雁 ( 徐州工程学院，江苏 徐州 2 2 1 1 1 1 ) 摘要 ： 多孔混凝土通过材料研选、 采用特殊工艺制备得到 ， 必须满足一定的抗压强度并具有 良好的孑 L 隙率。 试验分析 了不 同 搅拌时间、 不同水灰比条件下的水泥浆体流动度 ， 研究 了不同的浆集 比对多孑 L 混凝土的抗压强度和孑 L 隙率 的影响， 通过对试验数 据分析处理得到了多孑 L 混凝土孔隙率和抗压强度拟合的线性关系 ， 以期为多孔混凝土的工程应用提供支撑。 关键词 ： 多孔混凝土 ；流动度 ；浆集 比；抗压强度；孑 L 隙率 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 9 0 1 3 7 0 3 P r e p a r a t i o n a n d f o r m i n g p r o c e s s i n g r e s e a r c h f o r p or o u s c o n c r e t e ZHU J i o n g， SUN ， S ONG Le i ， Ly a h ( X u z h o uI n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， X u z h o u2 2 1 1 1 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：P o r o u s c o n c r e t e i s ma d e b y me t h o d o f ma t e r i a l s s e l e c t i o n a n d s p e c i a l p r o c e s s p r e p a r a t i o n ， c e r t a i n c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d g oo d p or o s i t y s ho ul d b e a t t a i ne dUnd e r d i ffe r e n t mi x i n g t i me a nd wa t e r c e me n t r a t i os ， flu i d i t y o f c e me n t pa s t e wa s an a lys e d， e ffe c t s wi th d i ff e r e n t p a s t e a g g r e g a t e r a t i o s o n c o mp r e s s i v e s t r e n gth and p o r o s it y o f p o r o u s c o n c r e t e wa s d i s c u s s e d ， b y me ans o f t e s t d a t a p r o c e s s i n g ， t he fit t i n g l i ne a r r e l a t i o n s hip be t we e n p o r o s i t y and c o mpr e s s i v e s tre ng t h wa s o b t a i n e d， i n o r d e r t o s u p po r t e n g i n e e r i ng a p pl i c a t i o n o f p o r o us c on c r e t e Ke y w or ds： po r o u s c o n c r e t e； flu i di t y； pa s t e - a g g r e g a t e r a t i o； c o mpr e s s i v e s tre n g t h； po r o s i t y 0 引 言 多孑 L 混凝土是由间断级配的集料 、 水泥 、 水 、 # I- J N等 按特定 比例经特殊工艺制成 的具有连续 孔隙的多孔混凝 土。 在国家 “ 8 6 3 ” 计划项 目“ 镇江水环境处理 ” 专项 中， 已经 证实 了多孔混凝 土在护堤 、 植 生和净水等方 面都起着重要 的作用口 - 2 。 国内对水灰 比、 水泥胶结材流动度 、 浆集 比等影 响多孔混凝土的一些因数进行了相关 的研究 ， 但是制备 多孔混凝土的工艺还并不成熟 。 本研究 以多孔混凝土 的两大 性能抗 压强度和孔 隙 率 为研究对象 ， 系统的研究 了水泥胶结材流动度 、 浆集 比 对多孔混凝土性能 的影响以及抗压强度和孔 隙率 的关 系 ， 以期能为多孔混凝土的工程应用提供参考。 1 试验 设计 1 1 原材料 ( I ) 水 泥 ： 诚 意牌 P O 4 2 5级 水 泥 。 比表 面积 大 于 3 0 0 m2 k g ， 细度 8 0 I x m， 方孔筛筛余不超过 1 0 ， 参数如表 1 所示。 ( 2 ) 水 ： 拌和用水为徐州地 区生活饮用 自 来水 。 ( 3 ) 外加剂 ： 采用 自主复配的外加剂 。 表 1 诚意牌水泥参数 ( 4 ) 细集料 ： 中砂 ， 细读模数 Mx = 2 3 2 ， 表观密度为 2 6 4 0k g m3 。 ( 5 ) 粗 集料 ： 碎 石 ， 取 自徐州铸 本混凝 土有 限公 司料 场 ， 多孑 L 混凝土骨料级配 比较特殊 ， 通过刷选 ， 得到 5 l 6 级 配的砂石 ， 各项物理性能指标见表 2 。 表 2 碎石性能指标 项目 级配 空 压 指标 5 1 6 2 6 8 0 26 3 0 1 5 3 0 6 1 4 1 2 1 0 1 2试 验 方 法 1 2 1 水泥浆体流动度测试 水泥浆体流动度参照 G B T 2 4 1 9 9 4 水泥胶砂流动度 测定方法 测定。 1 2 2 孔隙率测定 试验将成型后的多孔混凝土试件放人标准养护室 中 养护 1 4 d ， 保证试件有一定强度， 然后进行孔隙率的测定。 在测试前 ， 将多孔混凝土试件放在水 中浸泡 2 h ， 试件用细 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 3 - 2 5 基金项目：住房和城乡建设部科学技术项 目( 2 0 0 9 K 3 3 ， 2 0 1 0 R1 8 ) ； 江苏省“ 青蓝工程” 骨干教师 1 37 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 3 试验用配合 比 2 6 墨 2 2 越 霪 1 8 l 4 O - 3 7 O 3 9 0 41 O 4 3 水灰 比 图 2 水泥浆体性能图( 无外加剂 ) 0 3 O 0 3 3 0 3 6 0 3 9 水 灰 比 图 3 水泥浆体性能图( 使用外加剂 ) 浆集 比 图 4 浆集比对多子 L 混凝土孔隙率的影响 U 2 U 33 U j 9 U 45 浆集 比 图 5浆集比对多孔混凝土抗压强度的影响 浆体的抗压强度和浆体集料界面得到了明显的改善 。 多孔 混凝土具有一个最优 的浆集 比， 同时试验确定多孔混凝土 合理浆集 比时 ， 也要因为集料 的粒径而考虑不同的水泥浆 体流动度 。 2 3 多孔混凝土孔 隙率和抗压强度之 间的关 系 已有研究表 明： 多孔混凝土的抗压强度和硬化 的水泥 浆 体 、 集料和孑 L 隙率存在着相关性 1 2 。 在外 荷载作 用下 ， 浆体 内孔隙成 为水泥硬化浆体的薄弱环节 ， 产 生了应力 的 集 中并诱 发裂缝 ； 在抗 压强度试 验中 ， 多孔混凝土 的破坏 面几乎都发生在胶结材料和集料的界面过渡 区。 根据本文的试验结果 ， 线性拟合出了试件 2 8 d 抗压强 度与孔隙率 的定量关 系式 ， 如图 6 所示。 从 图中可以看 出 ， 关系式的拟合度可达 0 9 4 ， 同时使用了外加剂的多孑 L 混凝 土在相同的孔 隙率条件下 ， 2 8 d 抗压强度有一定程度 的提 高， 可以看出外加剂的使用能有效的改善集料的界面过渡 下转第 1 4 3页 l 3 9 3 2 2 1 苫、 暖 2 2 1 1 目目、 稃斌 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 5露骨透水混凝土实施整体效果 经现场取样 检测 ， C 2 0 露 骨透水混凝土混凝 土 ， 黏 聚 性 、 保水性 良好 ， 混凝土 2 8 d 抗 折强度为 3 5 MP a ， 2 8 d 抗 压强度为 2 4 2 1V I P a ， 孔隙率 为 1 7 ， 透水系数为 1 - 3 m m s ， 该混凝 土的工作性能 、 孔 隙率 、 透水性 、 表观性能及力学性 能均满足工程要求 。 5结论 ( 1 ) 通过原材料 的优选 和配合 比科学合理 的设 计 ， 制 备工作性能 、 表观效果 、 透水性及力学 性能 良好的三色人 造卵石 C 2 0露骨透水混凝土 。 ( 2 ) 根据露骨透水混凝土 的性能特点及施工 的工艺要 上接第 1 3 9页 孔 隙翠 ， 图 6多孔混凝土抗压强度和孔隙率的关系图 区状态 。 研究 证 明【 ， 孔 隙率 对多孔混凝土 的强度有着决 定性 的影 响， 孔 的其他属性对 强度也 有一定 的影响 ， 在忽 略多孑 L 混凝土孔属性 的离散性前 提下 ， 试验得出的关 系式 可 以在一定程度上能 实现对使用 同批 材料 的多孔混凝土 强度粗略的预测 。 3 结论与制备建议 通过制备多孔混凝土并进行相关的试验研究 ， 得到如 下结论 ： ( 1 ) 分析不 同水灰 比、 不 同的搅拌 时间条件下 的水 泥 净浆流动度 ， 得到制备多孔混凝土可参考的拌合时间在 1 8 0 2 7 0 s 之间。 ( 2 ) 研究不同的浆集 比对多孔混凝 土的抗压强度和孔 隙率影响的同时， 必须相应 的考虑水泥净浆流动度的影响。 ( 3 ) 通过对试 验数据拟合得到了多孔混凝土孔 隙率和 抗压强度近似的线性关系 ，根据多孔混凝土性能的要求 ， 可知在图上存在一个有效的范 围可作为制备的参考 。 参考文献： 【 1 】刘荣桂， 万玮， 等 淹水区边坡的生态型护坡技法及耐久性研究叨 求 ， 形成一套有效的生产 、 运输与施工组织方案 ， 实现三色 人造卵石 C 2 0 露骨透水混凝土路面的正常施工。 ( 3 ) 实际工程应用表明 ： 严格控制混凝土的配合 比， 生 产 出保水性 、 黏聚性 、 匀质性 良好 的露骨透水混凝土 ， 在原 材料 的储备 、 生产过程控制 、 运输控制 、 浇筑和振捣 、 表 面 处理 、 成品保护等过程 中全面规范混凝 土的施工工艺 ， 控制 好关键施工步骤 ， 能够保证大面积露骨透水混凝土在装饰 路面中得到成功 的应用 。 参考文献： 1 石云兴 ， 霍亮 ， 戢文占， 等 奥运公 园露骨料透水路面的混凝土 施工技术【 J 1 混凝土 ， 2 0 0 8 ( 7 ) ： 1 0 3 1 0 5 【 2 】D B l l T 7 7 5 2 0 1 0 ， 透水混凝土路面技术规程【 s E 京： 中国建 筑工业出版社 ， 2 0 1 0 作者简介 联 系地 址 联系电话 徐芬莲( 1 9 8 2 一 ) ， 女， 主要从事预拌混凝土及混凝土制 品的研究。 成都市成华区龙潭寺建设村 5组 中建商品混凝土成 都有限公司技术中) ( 6 1 0 0 5 2 ) 1 3 5 41 3 5 6 5 9 2 混凝土 ， 2 0 0 5 ( 8 ) ： 2 3 2 8 2 吴智仁 ， 陆春华等 ， 护堤植生型生态混凝土性能指标及耐久性 性能 J 】 _江苏大学学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 5 ( 5 ) ： 1 6 2 8 【 3 姜健， 金怡， 陈元元 无砂透水混凝土透水性能影响因素分析研 究 J 混凝土， 2 0 0 8 ( 8 ) ： 9 1 9 3 4 】王智 ， 钱觉日 寸 ， 张朝辉 ， 等 多孔混凝土配合 比设计方法初探【 J J _ 重庆建筑大学学报， 2 0 0 8 ， 3 0 ( 3 ) ： 1 2 1 1 2 4 5 郑木莲， 陈拴发多孔混凝土的强度特性【 J 1 长安大学学报 ： 自然 科学版 ， 2 0 0 6 ， 2 6 ( 4 ) ： 2 3 2 5 【 6 J6 奚新国 ， 倪亚茹 ， 等 1氏碱度生态混凝土的初步研究 新型建筑 材料， 2 0 0 3 ( 3 ) 【 7 】铺装用多孔混凝土的质量要求、 制造和施工方法 z 】 佐藤道路 ( 株) 技术研究所 8 姜福田 碾压混凝土 M E 京 ： 中国铁道出版社 ， 1 9 9 1 9 田野悦 多孔混凝土用于道路工程的现状和存在的问题 z 日本 道路( 股份有限公司) 技术研究所 【 1 0 雷丽恒 ， 刘荣桂 透水性道路用生态混凝土性能的试验研究 【 J J 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 9 ) ： 9 9 1 0 1 1 1 张瑶透水型生态混凝土性能试验研究【 J J ；匡 疑土， 2 0 1 2 ( 7 ) ： 8 9 - 9 2 1 2 】 CHI NDA P R AS I RT P， HA T ANA KA S C e me n t p a s t e c h a r a c t e r i s t i e s a n d p o r o u s c o n c r e t e p r o p e r t i e s J C o n s t r u e t i o n a n d B u i l d i n g M a t e r i a l s ， 2 0 0 8 ( 2 2 ) ： 8 9 4 9 0 1 【 1 3 RYS HKE WI T C H E C o mp r e s s i o n s t r e n g t h o f p o r o u s s i n t e r e d a l u m i n a a n d z i r e o n i a J J A m C e r a m S o c ， 1 9 5 3 ， 3 6 ( 2 ) ： 6 5 6 8 【 1 4 D U C K WO R T H W D i s c u s s i o n o f R y s h k e w i t c h p a p e r _J A m C e r a m S o c ， 1 9 5 3 ， 3 6 ( 2 ) ： 6 8 1 5 】 RI C HAR DS 0 N D N Dr a i n a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f g r a n u l a r p a v e m e n t b a s e m a t e r i al J J o u r n al o f T r a n s p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g S e p t Oc t ， 1 9 9 7 作者简介 联系地址 ： 联系电话 ： 朱炯( 1 9 7 4 一 ) ， 女 ， 副教授 ， 主要从事混凝土结构 耐久 性理论与工程应用方面的教学与科研工作。 江苏省徐州市徐州工程学院土木学院( 2 2 1 1 1 1 ) 1 3 9 5 21 60 21 8 1 4 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m