無砂透水混凝土的研究與應(yīng)用

無砂透水混凝土的研究與應(yīng)用

0無砂透水混凝土的概念在當今社會生活中，人們越來越重視保護自己的自然環(huán)境。在我市的新建、改建人行道、廣場及公園地面工程中大量使用透水材料和結(jié)構(gòu)(10cm厚碎石墊層+10cm~15cm厚無砂混凝土+混凝土透水路面磚),使部分雨水能夠透過、滲入土壤,不失為回補地下水、保護生態(tài)環(huán)境的一種有效嘗試。針對這一在市政道路工程中相對較新的施工工藝,結(jié)合已建成工程的實際應(yīng)用,通過研究無砂透水混凝土的抗壓強度、透水系數(shù)和孔隙率、最佳配合比,分析了無砂混凝土的施工質(zhì)量控制重點。無砂混凝土,顧名思義就是沒有砂的混凝土,由粗骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土,它不含細骨料,由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿,石子之間接觸點由水泥漿膠凝固結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。由因石子之間缺乏足夠的細骨料填充物—砂,就存在大量相互聯(lián)通的空隙或孔隙,這樣的混凝土就可以達到透水的效果。1原材料的選擇和用量1.1強度等級的選擇由于粗骨料是點接觸粘結(jié),抗壓強度一般較低,故強度等級為42.5普通硅酸鹽水泥是最佳選擇,應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175)的要求。1.2骨材料1.2.1抗壓強度小骨料類型影響無砂透水混凝土的抗壓強度。一般認為,卵石骨料的混凝土抗壓強度大于碎石骨料,這是由于碎石骨料粘結(jié)點少而小,且在荷載作用下易產(chǎn)生應(yīng)力集中引起局部破壞所致。因此人工碎石和單一粒徑的骨料皆不利于相互粘結(jié),無砂透水混凝土應(yīng)采用較大幅度級配的卵石骨料配制。1m1.2.2骨料石的選擇在粗骨料相互接觸而形成的雙凹粘結(jié)面上,水泥漿厚度越厚,粘結(jié)點越多,粘結(jié)就越牢固。對于卵石骨料的無砂透水混凝土,經(jīng)多項工程試驗表明在其它條件相同情況下,5mm~10mm粒徑骨料的混凝土抗壓強度大于10mm~20mm粒徑骨料的混凝土強度,所以骨料(石)應(yīng)采用5mm~10mm、10mm~20mm的單一粒級的卵石,以5mm~10mm為佳,并嚴格控制針片狀顆粒。1.2.3粗骨料放養(yǎng)和運輸骨料應(yīng)按不同品種分批運輸和堆放,不得混雜;骨料運輸和堆放應(yīng)保持顆?；旌暇鶆?減少離析;采用自然級配時,堆放高度不宜超過2m,并應(yīng)防止樹葉、泥土和其他有害物質(zhì)混入;在堆放和運輸時,宜采取防雨措施,并防止風(fēng)刮飛揚。在氣溫高于或等于5℃的季節(jié)施工時,根據(jù)工程需要,預(yù)濕時間可按外界氣溫和來料的自然含水狀態(tài)確定,應(yīng)提前半天或一天對粗骨料進行淋水或泡水預(yù)濕,然后濾于水分進行投料。在氣溫低于5℃時,不宜進行預(yù)濕處理。1.3水混凝土拌和和養(yǎng)護用水均應(yīng)采用潔凈飲用水,符合國家現(xiàn)行標準《混凝土拌和用水標準》(JGJ63)的要求。1.4做好冬季施工無砂混凝土日?？刹捎弥饕晒璺?、增強劑和UEA組成的粉體粘結(jié)劑,以提高水泥漿與骨料的界面強度;在冬季施工,可采用BHF-4型混凝土防凍劑。所用的外加劑應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》(GB8076)的要求。2配合比的確定根據(jù)碎石的不同粒徑和,選擇合適的水泥用量。石子用緊密堆積密度來計算,例如1400~1600kg/m在粒徑相同時,無砂混凝土的強度隨水泥用量的增加而提高,但水泥用量增加到一定程度時,要使水泥漿均勻地包裹所有骨料顆粒,使顆粒有類似金屬光澤,用水量必定要增加,這種情況在粒徑小的無砂混凝土中表現(xiàn)更改突出。小水灰比、多水泥用量,無砂混凝土的抗壓強度高。水灰比與水泥用量影響骨料顆粒表面水泥漿層的厚度,水灰比和水泥用量不當,會造成骨料顆粒表面水泥漿層稠度和厚度不適合,影響強度、孔隙率和透水性。因此,對同一粒徑的骨料拌制無砂混凝土,要考慮最佳水泥用量和水灰比。表1為在某人行道改造工程中根據(jù)碎石的不同粒徑和水泥的不同摻量進行的試配試驗。3攪拌3.1攪拌機3.2輸入順序3.3充填骨料和水泥由于水泥漿的稠度較大,且數(shù)量較少,為了保證水泥漿能夠均勻地包裹在骨料上,攪拌時間適當延長,拌和至水泥漿均勻包裹在骨料表面且呈油狀光澤時為準。當采用預(yù)濕飽和面干骨料時,粗骨料、水泥和凈用水量可一次投入攪拌機內(nèi),拌和時間宜為1.5~2.0min。采用干骨料時,先將骨料和40%~60%總用水量投入攪拌機內(nèi),拌和1min后,再加入剩余水量和水泥拌和1.5~2.0min。4澆筑前的云中物料對澆入模內(nèi)止的影響拌和物在運輸中應(yīng)采取措施減少坍落度損失和防止離析。當產(chǎn)生拌和物稠度損失或離析較重時,澆筑前應(yīng)采用二次拌和,但不得二次加水。拌和物從攪拌機卸料起到澆入模內(nèi)止的延續(xù)時間不宜超過45min。當用攪拌運輸車運送輕骨料混凝土拌和物,因運距過遠或交通問題造成坍落度損失較大時,可采取在卸料前摻入適量減水劑進行攪拌的措施,滿足施工所需和易性要求。5合土的壓平和壓平在澆筑前,應(yīng)先用水濕潤路面,防止混凝土水分流失加速水泥凝結(jié)?，F(xiàn)場澆筑時,混凝土拌和物直接澆筑入模,依靠自重落料壓實,拌和物澆筑傾落的自由高度不應(yīng)超過1.5m。當傾落高度大于1.5m時,應(yīng)加串筒、斜槽或溜管等輔助工具。在澆筑時不得采用強烈振搗或夯實,澆筑后用輕型壓路機或用其他工具壓實壓平拌合物。這是因為無砂混凝土是一種干硬性的混凝土,其水泥含量有限,只能包裹骨料顆粒,因此強烈振搗或夯實將會使水泥漿沉積,破壞混凝土結(jié)構(gòu)均勻性,并在底部形成不透水層。6早期養(yǎng)護管理無砂混凝土由于存在大量孔隙,易失水,干燥很快,所以早期養(yǎng)護非常重要。澆筑后用塑料簿膜覆蓋表面,并開始灑水養(yǎng)護。采用自然養(yǎng)護時,濕養(yǎng)護時間不應(yīng)少于7d。7重量測定及外觀體積測定采用變水位和定水位透水系數(shù)測定方法?？紫堵实臏y定方法:將試件浸泡在水中使其飽水后,稱取試件在水中的重量W1;將試件從水中取出,控干內(nèi)部吸入的水并擦干表面多余的水,待重量恒定后稱取試件在空氣中的重量W2;并測定試件外觀體積V?？紫堵拾聪率接嬎?無砂混凝土的質(zhì)量控制8.1無砂透水混凝土的強度與水泥用量和水灰比有關(guān),對同一粒徑的骨料拌制無砂混凝土,存在著最佳水泥用量和水灰比。8.2對于不同粒徑的骨料,在水泥用量相同時,并非骨料粒徑小的混凝土強度大。8.3無砂混凝土的孔隙率、透水性隨水泥用量增大而降低,且粒徑大的比粒徑小的略高。無砂混凝土的滲透系數(shù)與連通孔隙率有較好的對應(yīng)關(guān)系。無砂混凝土作為市政道路工程中相對較新的施工工藝,其質(zhì)量與原材