粉煤灰对透水混凝土性能影响研究

2019-01-14贾小妮

当代化工 2019年12期

贾小妮

摘要：为研究粉煤灰对透水混凝土的影响作用，通过在透水混凝土中加入粉煤灰，利用裹石法制作透水混凝土，研究了粉煤灰对透水混凝土抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数的影响作用。结果表明：粉煤灰的掺入对透水混凝土的性能有明显的影响，抗压强度先降低后增高，粉煤灰掺量为20%的时候抗压强度达到最大值19.6 MPa，随着粉煤灰掺量的继续增加，抗压强度值又逐渐减小;粉煤灰掺量为20%的时候抗折强度达到最大值，说明粉煤灰的最佳掺量在20%左右;随着粉煤灰掺量的增加，孔隙率和透水系数都逐渐减低，早期降低的速率大，后期降低的速率小。

关键词：粉煤灰;透水混凝土;强度;孔隙率;透水系数

中图分类号：TQ 528 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2019）12-2742-04

Abstract： In order to study the effect of fly ash on permeable concrete， the permeable concrete was prepared by adding fly ash to the permeable concrete， and the effect of fly ash on compressive strength， flexural strength， porosity and permeability of permeable concrete was investigated. The results showed that adding fly ash had significant effect on the performance of permeable concrete. The compressive strength decreased first and then increased. When the fly ash content was 20%， the compressive strength reached the maximum value of 19.6 MPa;With the continues increase of ash content， the compressive strength value decreased gradually. When the fly ash content was 20%， the flexural strength reached the maximum value， indicating that the optimum blending amount of fly ash is about 20%.With the increase of coal ash content， the porosity and permeability coefficient gradually reduced， the rate of early reduction was large， and the rate of late reduction was small.

Key words： Fly ash; Permeable concrete; Strength; Porosity; Permeability coefficient

随着我国“海绵城市”政策的落地，透水混凝土也迎来了快速的发展机遇[1]。透水混凝土也称为多孔混凝土或无砂混凝土，是由骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种具有连续孔隙率结构的新型混凝土[2-5]，具有多孔、轻质、透气、透水性能的特性[6]，在“海绵城市”建设中广泛应用于公园、人行道、体育场馆、景观路面等地方，利用透水混凝土的高孔隙率，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛”效应[7-10];透水混凝土在雨季将水份渗入地面以下，减轻城市道路排水系统的负担，减小地表径流压力，同时还可以缓解城市地下水位急剧下降的作用，具有良好的经济效益和生态环境效益。

由于透水混凝土中不掺细集料或者只掺少量细集料，从而使透水混凝土的强度、工作性、性能和普通混凝土有较大差异。国内对透水混凝土的制备、性能及影响因素做了大量的研究，部分学者将粉煤灰、工业废渣、再生料等加入到透水混凝土中，取得了一定的成果[10-14]，但基本上研究重點都在透水混凝土的制备方法、工作性等方面，粉煤灰对透水混凝土透水性能、孔隙率的研究较少，特别是强度方面的报道较少。

本文通过在透水混凝土中加入矿物外加剂粉煤灰，研究了粉煤灰对透水混凝土强度、透水率和孔隙率的影响作用[10]。应用“水泥裹石法”拌制透水混凝土，首先测试粉煤灰对透水混凝土抗压强度和抗折强度的影响，随后测试了粉煤灰对透水混凝土透水率和孔隙率的影响[15]。

1 研究方法

1.1 原材料和主要测量仪器

水泥：秦岭牌PO42.5普通硅酸盐水泥，陕西耀县水泥厂，物理性能如表1所示。

碎石：碎石采用5～16 mm粒径规格的单一级配碎石，陕西省三原石料厂，物理性能如表2所示。

1.2 实验方案设计

根据CJJT135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的规定，采用体积法计算混凝土的配合比设计。粉煤灰采用内掺法，分别添加0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%不同掺量的粉煤灰，制作透水混凝土，基础配合比为：水泥∶水∶碎石=450∶150∶1580，透水混凝土水胶比为0.30，浆集比为0.38，高效减水剂掺量为3.5%。然后对不同粉煤灰掺量的透水混凝土进行强度、透水性能和孔隙率测定。

3 结论

通过在透水混凝土中加入粉煤灰，研究了粉煤灰掺量变化对透水混凝土抗压强度和抗折强度的影响作用，同时也研究了粉煤灰掺量变化对透水混凝土孔隙率和透水系数的影响作用，得到如下结论：

（1）粉煤灰的掺入对透水混凝土的强度有明显的影响作用，随着粉煤灰掺量的增加，透水混凝土的抗压强度先减小，后增加，当粉煤灰掺量为20%的时候，抗压强度达到最大值19.6 MPa，掺量超过20%时候，抗压强度又逐渐减小;

（2）随着粉煤灰掺量的增加，透水混凝土的抗折强度逐渐增大，当粉煤灰掺量为20%的时候，抗折强度达到最大值3.7 MPa，掺量超过20%时候，抗折强度也慢慢减小;说明对于强度而言，粉煤灰的最佳掺量为20%左右。

（3）粉煤灰的掺入对透水混凝土的孔隙率有明显影响，随着粉煤灰掺量的增加，透水混凝土的孔隙率逐渐减小;

（4）粉煤灰的掺入对透水混凝土的透水系数有明显影响，随着粉煤灰掺量的增加，透水混凝土的透水系数也逐渐减小，同时也说明透水混凝土中孔隙率和透水系数有相关性。

参考文献：

[1] 范伟.透水混凝土研究进展[J].材料导报，2017，31（2）：413-416.

[2] Yang Jiang.Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials[J].Cement and Concrete Research，2003， 33 （3）： 381-386.

[3] Lee，MG.Preliminary Study of Pervious Concrete on Pavement and Seawall[J].Journal of Testing and Evaluation，2017，45（1）：249-259.

[4] 李瑞丰，麻建锁，陈岚，等.透水混凝土应用研究[J].建材与装饰，2018，12：136-137.

[5] 张松涛，贾欣悦，宋卓，贾艳东.无砂再生透水混凝土配合比设计[J].混凝土与水泥制品，2016，12：6-12.