基于海绵城市的透水混凝土配合比研究

2017-08-08王海龙张艺霞

消费导刊 2017年10期

关键词：水灰比试块水泥浆

王海龙张艺霞

安阳工学院

基于海绵城市的透水混凝土配合比研究

王海龙张艺霞

安阳工学院

透水路面是建立海绵城市的基础设施之一，透水混凝土的研究是非常必要的。本文研究了透水混凝土的配合比设计与性能，并确定了水灰比与目标孔隙率。

海绵城市透水混凝土配合比水灰比

随着城市内涝的发生，“海绵城市”理论应运而生。透水路面是实现海绵城市的关键技术之一。本文对透水混凝土配合比进行设计，同时分析其制作工艺等因素对透水混凝土性能的影响。

一、配合比参数

（一）水灰比。经研究，透水混凝土的水胶比最佳范围是0.25～0.4，故本次试验水胶比取0.27、0.29、0.31。

（二）骨料粒径。透水混凝土由碎石堆积，通过胶凝材料以点粘接的方式而成，骨料粒径不宜太大。为了兼顾强度和透水率，试验选择5～10mm的石子。

（三）目标孔隙率。本试验选用的目标孔隙率为10%、15%、20%。

（四）外加剂。本次减水剂使用量取3%，使用聚羧酸高效减水剂。专用复合增强料掺入量为3%。

二、配合比实验

本次试验采用的是体积法。试配水灰比0.29，设计目标孔隙率15%，粗骨料采用5～10mm粒径中联水冶碎石，通过实验测得碎石表观密度，紧密堆积密度为。采用中联海皇P.O42.5水泥，比表面积为355m2/kg，掺入的增强料体积比例为0.03。

采用最终配合比如下表1所示：

表1 试验室最终配合比

三、试件成型及养护

（一）成型工艺制作。本试验的全部试件由二次投料法搅拌得到，试样使用三联塑料膜成型，抗压试件采用100mm×100mm×100mm的标准工程模具，抗折试件采用550mm×150mm×150mm的标准工程模具。经搅拌后，分两层装模，每层用25mm的圆钢筋轻轻插捣，使拌合物紧密堆积。故采纳人工插捣并抹平的方式成型。

（二）养护。装模成型之后，取保水措施，24h后拆模，放入自动调节温湿度的标养室（温度20℃，湿度95%）进行养护。

四、试验检测

（一）抗压强度试验

抗压强度试验结果如表2所示。

表2 抗压强度（MPa）

（二）透水系数试验

1.试验步骤。a.用钢直尺读出圆柱形试块的直径D和厚度L，读取两次取均值，精确至1mm，并计算上表面积A；b.将试块的侧面用水泥净浆封好且不漏水，使水只能从上下表面渗透；c.待试块侧面的水泥砂浆固化后，放入负压装置，抽至，保持30min；d.直接加水将试样浸没并高出100mm，浸泡20min后取出，装入试验装置的水圆桶内，密封并放入溢流槽；e.打开无气水供水阀门；f.若溢流槽水溢出，调节阀门，令水筒内水位差稳定在150mm，等两个溢水口流量稳定后，在水槽出水口接水，记录3个5min流量Q，取均值。g.记录测量流量时溢流槽的水温T，精确至0.5℃。

2.透水系数应按公式1计算。

式中：kT表示T℃时透水系数（mm/s）；Q表示时间t秒内渗出的水量（mm3）；L表示试样的厚度（mm）；A表示试样的上表面积（mm2）；H表示水位差（mm）；t表示时间（s）。

3.透水系数试验结果如表3所示。

表3 透水系数（mm/s）

从试验数据可知，抗压强度随有效孔隙率增加而变小，但是透水系数则是随有效孔隙率的升高而变大。这与透水混凝土的构造形式直接相关。孔隙率小，混凝土相对比较密实，抗压强度相应增加，透水性较小；反之相应减小或增大。

从试验数据可知，水灰比在逐渐变大时，透水系数逐渐减小。水灰比取得大虽然会使透水混凝土的和易性变得很好，但是会引起水泥浆从骨料间的缝隙中流动到试块底部，发生封底的现象。选择较小水灰比，在孔隙率不变时，试块中水泥含量会相对多一些，而且因为水的量不多，所以水泥浆干得快硬得也快，导致粗骨料并不能被水泥浆包裹完全，虽然骨料之间的空隙会增多，使透水性能增强，但是因为骨料颗粒之间的粘接点强度不足，导致强度的降低。

4.试验结果选择。水灰比0.29，孔隙率为15%时，抗压强度和透水系数在这几组结果中最好。