無(wú)砂透水混凝土配合比設(shè)計(jì)與研究

白羽

【摘要】通過(guò)對(duì)無(wú)砂透水混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程，得出了水泥用量對(duì)抗壓強(qiáng)度、透水系數(shù)的影響，確定了較理想的理論配合比。對(duì)無(wú)砂透水混凝土的試驗(yàn)方法、施工工藝進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)今后無(wú)砂透水混凝土的配制、選定、施工控制具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】無(wú)砂透水混凝土；配合比設(shè)計(jì)

引言

無(wú)砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，僅由水、水泥和粗骨料拌和而成。由于沒(méi)有細(xì)骨料，所以在混凝土內(nèi)部存在著大量較大的孔隙，水可以在硬化的混凝土孔隙中流動(dòng)。正是由于這些孔隙的存在，使得無(wú)砂混凝土具有與其它種類(lèi)混凝土所不同的特點(diǎn)：容重小，水的毛細(xì)現(xiàn)象不顯著，透水性大，水泥用量少等等。因此這種新型的建筑材料的優(yōu)越性不斷為人所知，并在道路建設(shè)領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用。在施工中，多用于大壩、擋墻、橋涵臺(tái)背回填等一些排水或反滲的結(jié)構(gòu)，以代替施工復(fù)雜的反濾層和滲水結(jié)構(gòu)，具有良好的透水性和過(guò)濾性，并可承受一定負(fù)荷，施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

1、配合比設(shè)計(jì)思路

根據(jù)鐵建設(shè)[2010]241號(hào)《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》和TB 10424-2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中的要求，從抗壓強(qiáng)度和透水性能兩方面進(jìn)行研究，并綜合考慮施工性能和經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)因素。

2、原材料性能指標(biāo)

水泥選用鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司P·O42.5水泥，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

粗骨料選用嵐縣宏利石料廠(chǎng)生產(chǎn)的碎石，分別采用5mm～10mm的單粒級(jí)、10mm～20mm的單粒級(jí)的兩種碎石，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

外加劑選用山西鐵力TL-A聚羧酸高效減水劑，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

水選用飲用水，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。

3、無(wú)砂透水混凝土的設(shè)計(jì)過(guò)程

鐵建設(shè)[2010]241號(hào)《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》中要求，無(wú)砂透水混凝土配制水泥用量宜為（250～350）kg/m3，粗骨料用量宜為（1400～1600）kg/m3，水膠比不宜大于0.50。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，采用表5方案進(jìn)行正交試驗(yàn)。

由于粒徑大的粗骨料比表面積小，需水量也相對(duì)較小，故外加劑摻量按0.5%加入。

對(duì)每個(gè)配合比進(jìn)行試配，注意在試件成型時(shí)切忌在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)，應(yīng)采用搗棒分層搗實(shí)即可，拆模后養(yǎng)護(hù)至28d齡期進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)，強(qiáng)度試驗(yàn)在壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，滲透試驗(yàn)采用JC/T 945-2005《透水磚》中透水系數(shù)檢驗(yàn)方法規(guī)定的裝置進(jìn)行（如圖1所示）。

1——供水系統(tǒng)；

2——溢流口；

3——溢流水槽：具有排水口并保持一定水位的水槽；

4——支架；

5——試樣；

6——量筒；

7——水位差；

8——透水圓筒：具有溢流口并能保持一定的水位的圓筒。

最終試驗(yàn)結(jié)果如下：

依據(jù)表6繪制圖2 水泥用量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響曲線(xiàn)：

從圖2可以看出，無(wú)砂透水混凝土強(qiáng)度隨水泥用量的增加而增大，但到一定用量后強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度變小。水泥用量相同時(shí)，骨料粒徑小的強(qiáng)度略高，是因?yàn)榱叫?，水泥漿與骨料結(jié)合面多的原因。

依據(jù)表6繪制透水系數(shù)曲線(xiàn)：

從圖3可以看出，無(wú)砂透水混凝土透水系數(shù)隨水泥用量的增加而減小，是因?yàn)楦嗟乃酀{將骨料間的孔隙填充所致。水泥用量相同時(shí)，骨料粒徑小的透水系數(shù)低，是因?yàn)槠淇紫堵氏鄬?duì)較小的原因。

4、選定配合比

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果綜合分析，選定以下配合比為最終配合比：

經(jīng)計(jì)算，每m3混凝土總堿含量為2.05kg，氯離子總含量為膠材用量的0.06%，三氧化硫含量為膠材用量的2.5%，故耐久性指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。

5、施工過(guò)程控制

（1）無(wú)砂透水混凝土是干硬性混凝土，由于水泥漿的稠度較大且數(shù)量較少，為保證水泥漿能夠均勻的包裹在骨料上，應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，較普通混凝土適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，宜為3min以上。

（2）投料順序宜為水泥+水+外加劑，攪拌均勻后再加入粗骨料繼續(xù)攪拌均勻。

（3）澆筑。澆筑前，先用水濕潤(rùn)澆筑面，防止無(wú)砂透水混凝土水分流失加速水泥凝結(jié)。澆筑時(shí)不得采用強(qiáng)烈振搗或夯實(shí)，否則水泥漿下沉后在底部形成不透水層，影響結(jié)構(gòu)的透水性能。澆筑完后用輕型壓路機(jī)靜壓壓平即可。

（4）養(yǎng)護(hù)。由于無(wú)砂透水混凝土孔隙大，易失水，所以澆筑完后及時(shí)用塑料薄膜覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

6、結(jié)論

無(wú)砂透水混凝土為提高抗壓強(qiáng)度，可以摻加適量的減水劑以減小水灰比。水泥用量要適宜，過(guò)大水泥漿會(huì)太厚，影響透水性；過(guò)小強(qiáng)度值偏低。骨料粒徑大的因?yàn)榭紫堵蚀蠖杆暂^好，但強(qiáng)度略低。

施工時(shí)要適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間；澆筑后用壓路機(jī)靜壓壓平即可；要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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