摘要:由于混凝土硬化路面和钢筋混凝土结构建筑占据了城市大部分地区,同时由于排水系统较为弱后,一旦遭受暴雨天气,城市的排水系统缺陷将会被无限放大,让城市变成了汪洋城市。不仅如此,城市的道路因为城市化进程的发展,使道路丧失了渗水、存水、泄水等功能,不光如此,对于植物的发展也存在很大的影响。因此,透水混凝土应运而生。由于透水混凝土是多孔材料,不但可以减缓城市的排水,还有降噪的功能,可以为车辆和行人提高更舒适的行驶感觉。正是由于透水混凝土材料多孔的特点,使其强度较低于传统的混凝土。本文通过粉煤灰代替部分水泥的方法,对抗压强度、抗折强度、抗拉强度进行了分析,确定了适当加入粉煤灰可以提高透水混凝土的抗压强度、抗折强度、抗拉强度。
关键词:透水混凝土;粉煤灰;抗压强度;抗折强度
1 概述
透水混凝土是由骨料、水泥、水经工艺加工搅拌形成的多孔材料,整个材料以粗骨料为主,粗骨料为其基本骨架,水泥浆将其包裹住,相互作用形成随机分布蜂窝状结构的多孔介质。其具有较好的透水性及较轻的质量。在材料组成方面,透水混凝土与普通混凝土的主要组成成分基本相同,大都有骨料、水泥、水。但是,由于骨料种类、配合比及制备工艺与普通混凝土有较大差别,直接得导致了
结构上的不同
2 试验的原材料
水泥、粗骨料、少量添加剂为透水混凝土的原材料。本试验对于水泥的品种,粗骨料其粒径大小,添加剂的选取进行了慎重的考虑。为了确保试块能有较好的和易性,确保试验的顺利进行。
2.1 水泥
透水混凝土由于其特有的蜂窝状结构,强度过度依赖胶结材料,水泥作为透水混凝土的重要胶结材料,对于透水混凝土的强度提高有很大作用[1]。本试验根据《透水混凝土路面技术规程》CJJT135-2009,决定采用山水牌42.5普通硅酸盐水泥。该水泥的比表面积大于300m2/kg,初凝时间不小于45min,终凝时间小于10h。
2.2 粗骨料
粗骨料是形成透水混凝土内部骨架结构重要的组成材料,其性能对透水混凝土的物理性能及力学性能有密切的关系,因此对粗骨料的外形、粒径、级配等方面有严格的要求[2]。本次试验将按照《透水混凝土路面技术规程》(CJJT135-2009)和《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685)中的相关要求,最终选用玄武岩作为粗骨料。并将其筛分筛分成2.36-4.75mm、4.75-9.5mm、9.5mm-13.2mm三个区间。
2.3 粉煤灰
本试验决定粉煤灰代替部分水泥,因为粉煤灰对混凝土会产生形态、微集料、火山灰三种积极效应[3]。本试验采用的是青岛绿水发电厂的粉煤灰。其性能主要有:细度为45μm;烧失量4.36%;二氧化硫含量0.3%;等级为二级。
本试验采用体积法进行配合比设计,具体用量如表2.1所示。
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3 性能测定
本试验采用水泥裹石法。先将称量好的粗骨料倒入搅拌机搅拌,边搅拌边加入少量的水,其目的是将粗骨料湿润均匀,30s后倒入一半水泥,并且加入部分水,其目的是将混合料湿润均匀,30s后再倒入剩下的水泥和水,60s后待材料搅拌均匀后,将其卸料。该方法使水泥对粗骨料的包裹达到最大化,拌合料的和易性也较好[4]。
3.1 抗压强度的测定
本试验采用150mm×150mm×150mm的模具,每组做三个,取其平均值,进行28d养护,其结果取平均值[5]。透水混凝土强度的测定跟普通混凝土强度测定方法一致,根据规范《普通混凝土力学性能试验方法标准》的要求,按式3-1进行计算。
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3.2 抗折强度的测定
本试验采用150mm×150mm×550mm的模具,每组做三个,取其平均值,并在标准的条件下养护28d,采用三分点加荷对试块进行抗折强度试验,在试验过程中标记试件开裂位置[6],根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011),试验中的开裂位置只有位于两个集中力之间,才算试验成功。本试验按式3-2进行计算。
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3.3 抗拉强度的测定
本试验根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》,在试验开始前,确保钢垫条放置在试块上下两表面的正中央位置,然后将压力机的位置放正,其目的是能够紧压钢垫条,使透水混凝土和钢垫条尽可能的固定[7],最后开始施加荷载,根据式3-3计算抗拉强度。
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4 性能测试结果
本试验主要是用粉煤灰代替了部分水泥,对掺有粉煤灰的试块进行28d养护后,进行抗压强度、抗折强度、抗拉强度试验,根据公式3-1、3-2、3-3计算出抗压强度、抗折强度、抗拉强度。具体强度如表4.1所示。
根据试验结果可知,不同粒径的粉煤灰掺量的抗压强度、抗折强度、抗拉强度不一样。随着粒径的增加,其抗压强度、抗折强度、抗拉强度也在增加。这是由于粉煤灰的微集料效应,导致了透水混凝土内部结构产生了改变,部分孔隙被填实。
5 结束语
不同骨料粒径对透水混凝土的抗压强度、抗折强度、抗拉强度有较为明显的影响。其中9.5mm-13.2mm的抗压强度最高,其次是4.75mm-9.5mm,抗压强度最低的是2.36mm-4.75mm。抗折强度最高的是9.5mm-13.2mm,其次是4.75mm-9.5mm,最低的是2.36mm-4.75mm。抗拉强度最高的是9.5mm-13.2mm,其次是4.75mm-9.5mm,最低的是2.36mm-4.75mm。并且掺入10%的粉煤灰对透水混凝土抗压、抗折、抗拉性能有明显提升。
参考文献
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