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高透水混凝土配合比設計優化及其應用(2)


2 高透水混凝土配合比設計原則
高透水混凝土的配合比設計的原則是根據選用材料的性能,在確保透水性能的情況下,盡可能地提高混凝土的強度。高透水性混凝土的配制首先是滿足透水性能,失去透水性能這一條件,也就失去了高透水性的本身的意義。因此,高透水性混凝土配合比的設計,不能象普通混凝土那樣僅以滿足強度為首要條件的配制。透水性的好壞主要以孔隙率來反映,所以,孔隙率和強度是高透水性混凝土配合比設計的重要指標[5-6]。下面,闡述采用試配的方法確定高透水性混凝土的配合比的設計優化步驟。
2. 1 計算高透水混凝土的試配強度
根據fm = 1. 15fc,計算高透水混凝土的試配強度。
式中fm為高透水混凝土的試配強度; fc為高透水混凝土的設計強度。
2. 2 骨料的用量
采用骨料緊密堆積密度來確定。
2. 3 水泥用量
根據文獻[7]經驗公式: C = 69. 36 + 784. 93fm /fh來計算。
式中C 為每m3 混凝土中的水泥用量( kg) ; fh為水泥活性,取1. 13 倍水泥強度。
2. 4 合理水灰比確定
水灰比的大小將影響著高透水混凝土的強度和透水性能,當水灰比較大時,會產生漿液,在重力作用下,漿液將會向下流動,填充底部孔隙,影響透水性能; 當水灰比過小時,水泥強度得不到充分發揮,影響高透水混凝土的強度。在大量試驗的基礎上,筆者總結水灰比的確定原則是,在攪拌均勻的情況下,確保水泥漿液包裹在骨料表面,而不產生漿液流動為原則。用肉眼觀察骨料表面漿液晶瑩剔透、粘結性好,用手輕握骨料聚團狀而手面沒有稀漿析出。因此,水灰比的確定是在攪拌過程中逐漸增加用水量而得到的,當一次用水量過大時,出現漿液流動,必須重新試配。
2. 5 計算1 m3 各成分的重量
采用體積法計算,即根據高透水混凝土體積等于各成分體積之和,與普通混凝土區別是,各成分體積要包括孔隙的體積。
G/ρg+ C/ρc+ W/ρw+ p = 1
式中G,C,W———1 m3 混凝土中石子、水泥、水的質量( kg) ;
ρw,ρc———水、水泥的密度( kg /m3 ) ;
ρg———石子的表觀密度( kg /m3 ) ;
p———高透水混凝土的孔隙率。
根據上式和上述比例計算出1 m3 各成分的數量。
2. 6 試配
通過上述步驟計算得到的配合比,是參照經驗公式和參數確定的初步材料用量,它同材料的實際情況存在一定的差異。因此,必須通過試驗進行配合比調整。進行試拌時,要觀察用水量,調整水灰比,按照前述原則,觀察拌合物含水量情況,若集料表面干燥、松散,水泥漿不能包裹集料,應適當增大水灰比; 若水泥漿含量過大,出現水泥漿下滴現象,應適當減小水灰比,直至保證水泥漿均勻包裹集料,用肉眼觀察骨料表面漿液晶瑩剔透、粘結性好,用手輕握骨料聚團狀而手面沒有稀漿析出。
2. 7 測定抗壓強度和透水系數
養護到一定齡期后,分別測定各試件的抗壓強度和透水系數,并進行對比分析。
3 高透水混凝土制作效果應用
為了更明確地說明水灰比對高透水混凝土的強度和透水性能影響,試驗對比了各種水灰比下各組試件的強度和透水性。通過改變水灰比的大小,采用插搗擊實的方法成型,標準養護,測得28 d 抗壓強度及透水性能,見表2。

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