透水混凝土.ppt

透水混凝土制備法及其在工程中的應(yīng)用,上集,摘要,根據(jù)工程需求和我國透水性混凝土研究應(yīng)用的現(xiàn)狀,對(duì)透水性混凝土配合比設(shè)計(jì)、抗壓強(qiáng)度、透水性、耐磨性等進(jìn)行了研究,分析了透水混凝土抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)與水灰比、灰骨比之間、骨料粒徑的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度達(dá)C30、透水系數(shù)為4.7mm/s的透水性混凝體最優(yōu)配比方案，并應(yīng)用于工程,介紹內(nèi)容,技術(shù)背景技術(shù)路線原材料的選擇配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究工程應(yīng)用結(jié)論,技術(shù)背景,隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)和小城鎮(zhèn)建設(shè)的日益發(fā)展，瀝青硬地面的數(shù)量不斷增加，地下水的補(bǔ)給越來越少，嚴(yán)重影響我國城市水環(huán)境的平衡。瀝青硬地面和混凝土一直被認(rèn)為是破壞自然誰循環(huán)體系的元兇，但是只要使混凝土連續(xù)孔隙得以形成，就能創(chuàng)造其與自然環(huán)境的銜接點(diǎn)，極大的改變過去的形象。正是在這一條件下，國內(nèi)有許多學(xué)者和專家呼吁在人行道、自行車道、公園和停車場使用環(huán)保型透水混凝土。,為了體現(xiàn)環(huán)保節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展，在多處“面子工程”的設(shè)計(jì)中均考慮使用綠色環(huán)保透水混凝土。用來增加雨水下透，減小城市“熱島效應(yīng)”，提高土壤中水分上透，提高植被成活和生長的可能性。這種材料具有良好的透水性能，雨天不積水，表面不打滑，既確保了游客的安全，又還水于土，改善了樹木生長的環(huán)境。,透水混凝土模型,傳統(tǒng)綠色環(huán)保透水混凝土組成,傳統(tǒng)無砂大孔透水混凝土是由粗骨料、摻和料、水泥、外加劑和水拌制而成的一種多孔混凝土，由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有透氣、毛細(xì)現(xiàn)象不顯著、透水性大，水泥用量小、施工簡單等特點(diǎn)。強(qiáng)度在515MPa，一般用于公路護(hù)坡和透水磚。,無砂大孔透水混凝土的不足,采用無砂大孔方案，粘接面積小。用水泥作為膠結(jié)材料，界面結(jié)構(gòu)缺陷多?？障堵蕯?shù)值大，利用率低。,綠色環(huán)保透水混凝土的特點(diǎn),我們研究的綠色環(huán)保透水混凝土應(yīng)滿足：當(dāng)集中降雨時(shí)能減輕城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)，防止河流泛濫和水體污染。能使雨水迅速滲入地下，還原地下水，保持土壤濕度。防止路面積水，夜間不反光，增加路面安全性和通行舒適性。,綠色環(huán)保透水混凝土的特點(diǎn),調(diào)節(jié)城市空間的溫度和濕度，改善城市熱循環(huán)，緩解熱島效應(yīng)。大孔隙率能降低車輛行駛時(shí)的路面噪音，創(chuàng)造舒適的交通環(huán)境。大量的空隙能吸附城市污染物（如粉塵），減少揚(yáng)塵污染。易于維護(hù)，空隙不會(huì)破損、不易堵塞。,透水性混凝土與普通混凝土區(qū)別,配制技術(shù)路線,根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求我們配制綠色環(huán)保透水混凝土的技術(shù)路線是：確定強(qiáng)度等級(jí)為C30,透水系數(shù)為15mm/s，有效空隙率大于20%；生產(chǎn)工藝采用水泥砂漿裹石；施工采用自卸車運(yùn)輸，面層機(jī)械攤鋪，顏料機(jī)械噴涂，壓路機(jī)最后成型。,透水性混凝土物理力學(xué)性能,抗壓強(qiáng)度（MPa）3045抗沖磨強(qiáng)度（MPa）2035總空隙率（）3545有效空隙率（）1525透水系數(shù)（mm/s）4.515.0,有效空隙率的確定,傳統(tǒng)透水混凝土采用無砂大孔方案，基本思路為空隙率越大，透水性越好，根據(jù)我們在試驗(yàn)室驗(yàn)證，實(shí)際上透水混凝土透水系數(shù)與有效空隙率呈線性關(guān)系，而與總空隙率不是比例關(guān)系?？偪障堵实脑黾訉?dǎo)致水泥漿與石子之間粘接面積小，界面結(jié)構(gòu)缺陷多，透水混凝土強(qiáng)度明顯降低，但透水系數(shù)并不增加。,有效空隙率確定原理示例,強(qiáng)度的確定,為了配制強(qiáng)度符合綠色環(huán)保透水混凝土的要求，我們將傳統(tǒng)觀點(diǎn)由骨料、水泥、摻合料和水配制透水混凝土的思路，改為摻加少量細(xì)骨料，在粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，一方面提高了強(qiáng)度，另一方面改善了透水混凝土的孔結(jié)構(gòu)，達(dá)到透氣、透水和高強(qiáng)的目的。,綠色環(huán)保透水混凝土組成,根據(jù)以上思路，綠色環(huán)保透水混凝土與傳統(tǒng)透水混凝土相比，其組成材料中含有粗骨料細(xì)骨料摻和料水泥外加劑水,生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)工藝采用水泥砂漿裹石的方案，由于在粗骨料表面包覆一薄層水泥砂漿相互粘結(jié)，在水泥用量相同的情況下，粗骨料之間粘結(jié)牢固，孔結(jié)構(gòu)分布均勻?？梢赃_(dá)到強(qiáng)度高、耐磨性好、透氣、毛細(xì)現(xiàn)象不顯著、透水系數(shù)大，水泥用量小、施工簡單等特點(diǎn)。,原材料的選擇,綠色環(huán)保透水混凝土原材料的選擇主要是:水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)；粗骨料的類型、粒徑及級(jí)配、含泥量等；細(xì)集料的類型、細(xì)度模數(shù)、含泥量等；摻合料的品種、類型、反應(yīng)活性；外加劑的增稠效果、減水率、早強(qiáng)效果和引氣量。,材料選擇達(dá)到的目的,從選材上著手，引入細(xì)骨料，實(shí)現(xiàn)在粗骨料相互接觸而形成的雙凹粘結(jié)面上,水泥砂漿厚度增加減少無效空隙率使粘結(jié)點(diǎn)增多界面粘結(jié)更加牢固效果:既保證了有效空隙率，確保透水系數(shù)不降低。又實(shí)現(xiàn)透水混凝土的高強(qiáng)化。同時(shí)提高了混凝土的耐磨性,水泥的選擇,水泥最好選擇普通硅酸鹽水泥。用量可在保證最佳用水量的前提下，適當(dāng)增加用量。這樣能夠增加骨料周圍水泥砂漿膜層的稠度和厚度，可有效地提高透水混凝土的強(qiáng)度。本研究選用:P.O42.5水泥,粗骨料的選擇,粗骨料的粒徑較小,則比表面積較大,水泥用量增加。粗骨料的粒徑較大，則不利于界面粘結(jié)，雖然節(jié)省水泥，但影響混凝土的強(qiáng)度。粗骨料的含泥量要低，否則影響粘結(jié)。,粗骨料的選擇,天然卵石、單一粒級(jí)、粒徑16mm20mm25mm,細(xì)骨料的選擇,細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)較小，則比表面積較大，水泥用量增加。細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)較大，則不利于界面粘結(jié)。細(xì)骨料的含泥量要低，否則影響粘結(jié)。本研究選用:天然砂，細(xì)度模數(shù)2.7。,摻合料的選擇,摻合料的品種優(yōu)先選用粉煤灰。當(dāng)要求混凝土拌合物粘度較高時(shí)選用礦粉。本研究選用：粉煤灰（級(jí)粉煤灰）,外加劑的選擇,增稠效果明顯減水率適中早強(qiáng)效果好,外加劑的選擇,早強(qiáng)劑:選用硫代硫酸鈉減水劑:萘系高效減水劑減水率：15%20%增稠劑：羧甲基纖維素,配合比設(shè)計(jì),到目前為止透水混凝土仍無成熟的配合比設(shè)計(jì)計(jì)算方法，根據(jù)工程設(shè)計(jì)中透水混凝土所要求的孔隙率和結(jié)構(gòu)特征，可以認(rèn)為1m3混凝土的外觀體積由粗骨料堆積而成。因此，配合比設(shè)計(jì)的原則是將粗骨料顆粒表面用一層薄水泥砂漿包裹(約10mm)，并將粗骨料顆?；ハ嗾辰Y(jié)起來，形成一個(gè)整體。,配合比設(shè)計(jì),因此，透水混凝土采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥及單粒級(jí)卵石配制。1m3混凝土所用的骨料總量取骨料的緊密堆積密度的數(shù)值，實(shí)測之后數(shù)值范圍為1200kg1400kg。,配合比設(shè)計(jì),根據(jù)這個(gè)原則，采用多組分混凝土強(qiáng)度理論，可以初步確定透水混凝土的配合比。水膠比既影響透水混凝土的強(qiáng)度，又影響其透水性。透水混凝土的水膠比一般是隨著水泥用量的增加而減少，但只是在一個(gè)較小的范圍內(nèi)波動(dòng)。,多組分混凝土強(qiáng)度理論公式,多組分混凝土強(qiáng)度理論公式,式中：f-混凝土強(qiáng)度f-硬化砂漿理論強(qiáng)度U-膠凝材料填充強(qiáng)度貢獻(xiàn)率m-硬化砂漿的密實(shí)度,多組分混凝土強(qiáng)度理論公式,多組分混凝土強(qiáng)度理論,這樣我們就建立了現(xiàn)代多組分混凝土強(qiáng)度理論數(shù)學(xué)模型。f是混凝土對(duì)應(yīng)的硬化砂漿的理論強(qiáng)度，它主要考慮了膠凝材料的水化反應(yīng)形成的強(qiáng)度；U是膠凝材料填充強(qiáng)度貢獻(xiàn)率，主要考慮了膠凝材料的微集料填充效應(yīng)，我們可以根據(jù)摻合料的種類、數(shù)量的不同計(jì)算它們對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響；m是硬化砂漿的密實(shí)度。,多組分混凝土石子填充模型,透水混凝土由硬化砂漿和石子兩部分組成。硬化砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度、膠凝材料強(qiáng)度貢獻(xiàn)率、硬化砂漿密實(shí)度決定透水混凝土的強(qiáng)度。石子作為砂漿的填充料，當(dāng)壓碎指標(biāo)小于8%時(shí)，由于它的強(qiáng)度大于混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，只占體積不影響強(qiáng)度。,石子填充模型,因此，我們可以采用以下方法去建立混凝土體積組成模型。假定我們先配制好水泥混合砂漿，體積為V1；然后在強(qiáng)力振搗下將粗骨料投入砂漿中，使石子均勻地填入砂漿形成混凝土拌合物；,石子填充模型,此時(shí)混凝土拌合物的體積為V，（V-V1）/V便是粗骨料在混凝土中的體積比。V1/V為水泥混合砂漿在混凝土拌合物中體積比對(duì)于砂漿,由于水泥和摻和料粒徑較小,可以完全填充在砂子六方