透水混凝土抗凍試驗(yàn)研究

摘要

現(xiàn)代城市建設(shè)中，大多路面都采用硬化路面，缺乏呼吸性、吸收熱量和滲透雨水的能力， 隨之帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題，而透水混凝土能夠很好地解決上述問(wèn)題。由于我國(guó)南北緯度差別較大，因此氣溫也差別較大。北方冬季撒鹽除冰的環(huán)境中，鹽水隨著融雪飛濺或流淌到兩側(cè)透水混凝 土材料上，造成透水混凝土受鹽凍破壞，因此有必要對(duì)透水混凝土的抗凍試驗(yàn)進(jìn)行研究。

1.前言

目前我國(guó)在透水混凝土方面的研究取得了突破性的進(jìn)展，透水混凝土廣泛應(yīng)用與城市便道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道，高強(qiáng)度、高性能透水混凝土在城市主干道中也有應(yīng)用，但有關(guān)透水混凝土抗凍性研究較少。透水混凝土內(nèi)部含有較多的孔隙，當(dāng)水結(jié)冰時(shí)，水壓力推動(dòng)水向邊界排除，透水混凝土內(nèi)部將受到推移水分前進(jìn)的反作用力。當(dāng)水壓力大于水泥漿體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，水泥漿體將受拉破壞，此時(shí)透水混凝土內(nèi)部可能出現(xiàn)裂縫，從而縮短使用壽命。因此，本文針對(duì)透水混凝土的抗凍性能展開研究實(shí)驗(yàn)，尋找透水系數(shù)、抗壓強(qiáng)度與抗凍性能的關(guān)系，配制最佳透水混凝土的配合比。

2.試驗(yàn)過(guò)程

2.1 料

2.1.1水泥：選用曲陽(yáng)金隅P. 0 42. 5水泥；

2.1.2粗集料：選用滿城5?10mm、10?20mm、20?30mm單粒級(jí)青碎石；

2.1.3粉煤灰：選用衡水衡冠Ⅱ級(jí)粉煤灰；

2.1.4聚羧酸外加劑：保定慕湖恒源新型建材有限公司；

2.2 試驗(yàn)方法

依據(jù)《透水水泥混凝土路面積水規(guī)程》（CJJ/T 135—2006)、《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081—2002)、《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》（GB/T 50082—2009)規(guī)范分別進(jìn)行透水混凝土透水系數(shù)、抗壓強(qiáng)度及抗凍試驗(yàn)。綜合考慮保定地區(qū)的環(huán)境溫度，本次試驗(yàn)凍融最低溫度控制在-10°C。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

(1)確定粗集料用量：由于透水混凝土為無(wú)砂混凝土，1方混凝土粗集料用量即為1方石子用量，根據(jù)石子堆積密度確定石子用量；

(2)確定漿骨比：我們選取不同的漿骨比經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最終確定理想漿骨比為0.3;

(3)確定水膠比：經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最終確定最佳水膠比為0.24;

(4)確定膠材用量、粉煤灰摻量、水及外加劑用量；

2.4 拌合工藝

由于透水混凝土屬于干硬性混凝土，不適合采用傳統(tǒng)的坍落度檢測(cè)方法，沒有具體的科學(xué)準(zhǔn)確的透水混凝土工作性的評(píng)價(jià)方法。只能從經(jīng)驗(yàn)角度出發(fā)，根據(jù)多次試拌經(jīng)驗(yàn)結(jié)果確定了一種工作性的“標(biāo)準(zhǔn)”，即混凝土拌合物表面有光澤，混凝土粗集料不會(huì)有漿體集聚、流動(dòng)為宜。

3.試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 集料粒徑對(duì)抗凍性的影響

從圖2中可以看出5?10mm粒級(jí)配制的透水混凝土質(zhì)量損失最?。?0?30mm粒級(jí)配制的透水混凝土質(zhì)量損失較大，到后期斜率增大，隨之質(zhì)量損失增大，整體抗凍性最差；10?20粒級(jí)配制 的透水混凝土質(zhì)量損失居中，凍融質(zhì)量損失在0. 8%?1. 2%之間。

3.2 水膠比對(duì)抗凍性的影響

3.3 最佳配合比的確定

結(jié)合透水性、抗壓強(qiáng)度值及抗凍性能總體分析，為確定適合保定地區(qū)最低溫度的透水混凝土配 合比，選取最佳組合確定最佳配合比，并進(jìn)行各種性能測(cè)試（表1和表2)。

4.結(jié)論

(1)集料粒徑為10?20mm的透水混凝土透水性能、力學(xué)性能比較優(yōu)越，是最佳集料粒徑。

(2)水膠比對(duì)透水混凝土的力學(xué)性能和抗凍性能影響較大，對(duì)透水性能影響不大；5?10mm 粒級(jí)透水混凝土透水系數(shù)隨水膠比增大，透水系數(shù)變化較大；選擇0.24的水膠比強(qiáng)度和抗凍性能最佳。

(3)漿骨比對(duì)透水混凝土的透水系數(shù)和強(qiáng)度均有影響，5?10mm粒級(jí)透水混凝土透水系數(shù)受漿骨比影響較大；漿骨比在0. 3時(shí)，透水混凝土各項(xiàng)性能最佳。

(4)從試件破壞斷面中可以看出，凍融后試件的破壞面大部分是粘結(jié)集料的膠凝材料斷裂。透水混凝土的強(qiáng)度主要依靠膠凝材料與集料的粘結(jié)力，只有增大膠凝材料與集料的接觸面積和提升膠凝材料強(qiáng)度兩種方法?，F(xiàn)有常規(guī)膠凝材料其強(qiáng)度在沒有技術(shù)創(chuàng)新的情況下難以提升其最終強(qiáng)度。

(5)由于透水混凝土集料間粘結(jié)力小，在凍融過(guò)程中需輕拿輕放，仔細(xì)觀察，若出現(xiàn)集料脫落，應(yīng)用備用試件重新凍融。

(6)本次試驗(yàn)確定的配合比配置的透水混凝土滿足-10°C抗凍要求。