再生粗骨料無砂多孔混凝土透水性能研究

再生粗骨料無砂多孔混凝土透水性能研究

0無砂多孔混凝土的優(yōu)點(diǎn)隨著中國城市化的發(fā)展，大量建筑垃圾不可避免地導(dǎo)致了城市的生態(tài)環(huán)境。同時(shí),城鎮(zhèn)地表被密實(shí)的混凝土覆蓋,降低了地表的降雨入滲,導(dǎo)致了城市內(nèi)澇頻發(fā)的窘境。利用再生骨料全部替換天然骨料制備無砂多孔混凝土,不僅有利于環(huán)境的保護(hù)和建筑資源的循環(huán)利用,而且可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。無砂多孔混凝土是由粗骨料形成基本骨架,適當(dāng)黏稠度的水泥膠漿均勻包裹粗骨料并充當(dāng)膠黏劑將充滿孔隙的粗骨料膠結(jié)在一起,而形成的具有大量連通孔隙的蜂窩狀混凝土。一方面,它具有透水1再生粗骨料的制備水泥:新鄉(xiāng)市某廠生產(chǎn)的礦渣硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)32.5級(jí),水泥主要性能參數(shù)如表1所示。再生粗骨料:再生粗骨料采用鄭州市某城中村改造項(xiàng)目所產(chǎn)生的建筑混凝土廢棄物,經(jīng)過機(jī)械破碎和振篩機(jī)及人工分揀后,獲得5種單一粒徑(粒徑分別為4.75~9.5、9.5~13.5、13.2~16、16~19、19~26.5mm)的再生粗骨料(圖1),其基本物理參數(shù)如表2所示。主要試驗(yàn)儀器:SJZ-15型水泥砂漿攪拌機(jī);恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱;電熱鼓風(fēng)干燥箱;電子天平;秒表;自制簡易變水頭透水系數(shù)測定裝置;100mm×100mm×100mm工程試模。2測試方法2.1試塊體積測定本試驗(yàn)中測定了再生粗骨料無砂多孔混凝土總孔隙率和有效孔隙率(1)用游標(biāo)卡尺測出試塊的長、寬和高,計(jì)算出試塊體積V;(2)將試件放入水中浸泡24h,稱取試塊在水中的質(zhì)量M(3)將試塊烘干至恒重,稱量其在空氣中的質(zhì)量M2.2混凝土滲透性水的滲透性試驗(yàn)采用變水頭法2.3攪拌和維護(hù)由于再生粗骨料吸水率較天然骨料高3試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1透水系數(shù)隨骨料粒徑的變化由圖2可知,水灰比為0.30時(shí),目標(biāo)孔隙率為30%、40%時(shí),透水系數(shù)隨著骨料粒徑的增大先增大再減小后增大;當(dāng)目標(biāo)空隙率為35%時(shí),透水系數(shù)隨著骨料粒徑的增大而增大。水灰比為0.35時(shí),目標(biāo)孔隙率為30%、35%時(shí),透水系數(shù)隨著骨料粒徑的增大表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢;當(dāng)目標(biāo)孔隙率為40%時(shí),透水系數(shù)隨著骨料粒徑的增大而增大。水灰比為0.40時(shí),目標(biāo)孔隙率為30%、40%時(shí),透水系數(shù)隨著骨料粒徑的增大表現(xiàn)出先增大再減小后增大的趨勢。這說明在水灰比相同的條件下,水泥膠漿的黏稠度一定,隨著粗骨料粒徑的增加,大粒徑骨料的比表面積相對(duì)要小,導(dǎo)致骨料表面漿體包裹層分布在其周圍的平均厚度要大于比表面積更大的小粒徑骨料,骨料包裹層厚度會(huì)隨之增加3.2水灰比對(duì)透水系數(shù)的影響有效孔隙率隨著目標(biāo)孔隙率的增大而增加,目標(biāo)孔隙率對(duì)透水系數(shù)的影響較為顯著。由圖3可知,對(duì)于水灰比為0.30的5種不同粒徑試樣,透水系數(shù)均隨著目標(biāo)孔隙率的增大而增大,對(duì)于水灰比為0.35、0.40的試驗(yàn)也表現(xiàn)出相同的結(jié)果。這是由于目標(biāo)孔隙率越大時(shí),所需要的水泥膠漿越少,使得再生粗骨料表面包裹的水泥膠漿變薄,從而增大了粗骨料之間的孔隙,單位面積內(nèi)的有效孔隙率更大,因此透水系數(shù)增大。3.3再生粗骨料粒徑和粒徑對(duì)預(yù)應(yīng)力管道錨固特性的影響由圖4可知,當(dāng)骨料粒徑和目標(biāo)孔隙率相同時(shí),水灰比對(duì)再生粗骨料無砂多孔混凝土的透水系數(shù)影響較小。由圖4(a)可知,再生粗骨料粒徑和目標(biāo)孔隙率越小,水灰比對(duì)無砂多孔混凝土的透水系數(shù)影響越大,骨料粒徑為4.75～9.5mm的無砂多孔混凝土的透水系數(shù)隨著水灰比的增大而略微減小。而粒徑大于13.2mm的無砂多孔混凝土的透水系數(shù)隨著水灰比的增大而呈現(xiàn)小幅度的增加。水泥膠漿的黏稠度隨著水灰比的增大而減小,當(dāng)再生粗骨料粒徑較小時(shí),粗骨料之間的孔隙相對(duì)較小,水泥膠漿的流動(dòng)性增大,再生粗骨料間的孔隙容易被封堵,從而減小了單位面積內(nèi)的孔隙,導(dǎo)致有效孔隙率降低。而當(dāng)再生粗骨料粒徑較大時(shí),骨料間的孔隙變大,水泥凈漿的流動(dòng)性增強(qiáng),會(huì)導(dǎo)致較少的膠漿流淌到試塊的底部,較大的孔隙難以被封堵,從而隨著水灰比的增加,較大的再生粗骨料無砂多孔混凝土的透水系數(shù)將增加。4再生粗骨料和天然骨料的透水性能本研究探討了再生粗骨料粒徑、目標(biāo)孔隙率和水灰比對(duì)再生粗骨料無砂多孔混凝土透水性能和抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律,三種因素對(duì)再生粗骨料和天然骨料無砂多孔混凝土的透水性能的影響規(guī)律相似。(1)當(dāng)水灰比和目標(biāo)孔隙率一定時(shí),再生粗骨