混凝土抗压强度和透水系数的重要因素。对特定的某一骨料,无砂混凝土都会有一最佳水灰比,当实际水灰比小于最佳值时,水泥浆体因过于干燥而不易均匀包裹在骨料表面,使骨料之间粘结不牢,不利于强度的提高。反之,如果水灰比过大,水泥浆体可能把透水孔隙部分或全部堵死,影响了无砂混凝土的透水性能。所以确定一个最佳水灰比对无砂混凝土强度和透水性能有很大影响。
5.2.3骨料粒径
用作排水或反滤的无砂混凝土的组成结构为骨架孔隙结构,这与传统的密实骨架结构的设计方法是不同的。普通混凝土为了提高骨架密实程度,往往会选用连续级配的粗骨料,粗骨料之间形成了较好的石一石接触,细集料填充了粗骨料之间的孔隙,从而达到密实结构。
无砂混凝土要求具有一定的孔隙率以便能充分的排水或透水,所以在骨料粒径的选择上非常严格。骨料粒径越小,骨料的堆积密度越大,颗粒间的接触点越多,配制的无砂混凝土强度越高,透水性越低。骨料粒径越大,比表面积越小,所形成的结构骨架单位体积内骨料颗粒之间接触点数量少,胶结面积越小,可以提高无砂混凝土的透水性,但会降低强度。因此选择级配优良且粒级单一的碎石是配制无砂混凝土的关键之一。
5.2.4水泥用量
无砂混凝土是由粗骨料颗粒与水泥胶结而成的多孔结构,胶结料的用量是决定混凝土强度的关键因素。无砂混凝土不同于普通的密级配混凝土,因其透水率的要求,因此其孔隙率要求较大,又要满足一定的强度和刚度要求,则水泥剂量相对较高。但是,无砂混凝土水泥用量偏高时,多余的浆体填充混凝土内部空隙,影响无砂混凝土渗透性,而且过高的水泥剂量也会使材料产生较大的干缩性和温缩性;水泥用量偏低时,骨料表面与水泥界面粘结强度低。因此,选择合适的水泥用量对无砂混凝土配合比的设计非常重要。
5.2.5减水剂
从实验结果可以看出不同水灰比与减水剂(WRA)对透水混凝土性能的影响.随着水灰比的下降,在没掺减水剂的情况下,将水灰比从0.30降低到0.25,透水系数则略有增大.可见水灰比并不是影响透水混凝土透水性能的决定因素.在掺入减水剂与降低水灰比的情况下,透水混凝土的抗压强度增加较大,其透水系数的提高比较大。
5.3透水混凝土试验及结果分析
5.3.1试验步骤
(1)孔隙率测试
① 用直尺量出试件的尺寸 , 并计算出其体积V; ② 将试件完全浸泡在水中,待无气泡出现时读取试件在水中的重量 m1; ③ 取出试件,放在常温下风干 48h 后称量试件的重量 m2; ④ 按下式计算试件的孔隙率 P ( 精确到0.1%):
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V 式中,P-表观孔隙率,%; m1-试件在水中的重量,g; m2-试件在烘箱中烘 24 h 后的重量,g; V-试件体积,cm3。 ⑤ 按以上步骤测试每组试件孔隙率 , 取平均值,测试结果精确到0.1%。 三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值的5%,则取中间值为测定值;如最大值和最小值与中间值之差都超过中间值的 5%, 则该组测试结果无效。 (2)透水系数测试 试样养护至规定龄期后用玻璃胶密封四周,同时用玻璃胶将其与透水方筒粘结起来,待玻璃胶干后检测其密封效果,将其放入溢水水槽中浸泡使其饱和,从透水方桶上方缓缓加入水,保持一定的水位差, 待溢水水槽溢水口流水稳定后开始测试,用盆在接溢水水槽溢水口接水, 记录 5min 流出的水量(Q),测试 3 次取平均值;用刚直尺测量透水筒的 水位与溢水水槽水位差(H),精确至 1mm;用温度计测量试验中溢水水槽中水的温度(T),精确至 0.5℃(见图 1)。
QL kt =
AHt式中,kt—水温为 T℃时试样的透水系数,mm/s;
P= {1??m2?m1?}×100%
Q—时间 t 秒内渗出的水量,mm3;
L—试样的高度,mm; A—试样的上表面积,mm3; H—水位差,mm; t—时间,s
试验结果以 3 块试样的平均值表示,计算精确至 1.0×10-2mm/s。 本试样以 15℃水温为标准温度,标准温度下的 透水系数:
kT=k15?T ?15式中,k15—标准温度时试样的透水系数 mm/s;
?T—T℃时水的动力黏滞系数,kPa·s; ?15—15℃时水的动力黏滞系数,kPa·s;
?T—水的动力黏滞系数比。 ?15
5.3.2掺减水剂立方体透水实验结果分析
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5.3.3不含减水剂立方体透水实验结果分析
5.4本章小结
1.骨料粒径与级配是影响透水混凝土空隙率、透水系数的关键因素。最佳骨料粒径与级配应该是根据设计的透水系数和抗压强度试验来确定的。 2.随着骨灰比的减少,透水混凝土的透水系数有较大幅度的下降。水灰比对多孔透水混凝土的性能影响较小。合适的掺量下,减水剂有利于改善混凝土拌合物的和易性,并提高其抗压强度。
3.减水剂的掺入对多孔透水混凝土的透水系数影响较小,而其抗压强度则有相当幅度的增长。合适的聚合物乳液掺量,可改善新拌混凝土的和易性,降低其空
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隙率。水泥裹石法搅拌工艺对透水混凝土的透水系数影响不大,但能使其抗压强度提高,空隙率下降。
4.透水混凝土配合比设计中,应根据其主要性能指标的设计要求,,综合考虑关键因素的影响,选择合适的配合比参数。
第六章结论和展望
6.1本次试验的总结
当新拌混凝土中适量加入减水剂后,水泥颗粒所带的电位增大,而水泥颗粒间的电性斥力大大增加,导致新拌混凝土的粘度下降,这样就促使整个分散体系的稳定性提高,流动性得到改善。在和易性相同情况下,就可大幅度地减少拌和用水量。由于减少泌水通道,从而对提高其透水性会起好的作用。在加入减水剂后使混凝土中水灰比有较大幅度的下降,水泥石内部空隙体积明显减少,水泥石更加致密使混凝土的抗压强度有显著的提高。
6.2对今后工作的展望
(1)减水剂的作用极大程度地改善了新拌透水混凝土的物理性能,使用减水剂相比于未加入减水剂的透水混凝土抗压强度有了明显的提高。
(2)减水剂对水泥性能的影响存在多重作用,使用减水剂相比于未加入减水剂的透水混凝土透水性有了明显的提高。
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