青藏高原地区再生透水性混凝土的研究.pdf
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1、1 0 低温建筑技术 2 0 1 4 年第 7 期( 总第 1 9 3 期) 青藏高原地区再生透水性混凝土的研究 高梦芫 , 刘连新 , 李滢 ( 青海大学土木工程学院 西宁8 1 0 0 1 6 ) 【 摘要】 采用正交设计方法, 找出影响再生骨料透水性混凝土各性能指标的主次因素 , 得出最佳配合比, 并进行了表面植生实验。试验结果表明: 各因素对抗压强度的影响顺序为粒径一水灰比一骨灰一砂率 , 对孔隙率 和透水系数的影响顺序为粒径一骨灰 比一水灰比一砂率 ; 再生骨料透水性混凝土的最佳配合比为粒径 9 5 1 9 m m, 水灰比0 3 0 4 , 骨灰比3 5 4 5 , 砂率 1 5
2、。表面植生效果良好, 满足在青藏高原地区的工程应用。 【 关键词】 再生骨料 ; 透水性混凝土; 正交设计 ; 性能指标 ; 植生 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 0 1 0 0 3 0引 言 再生骨料透水性混凝土就是由单一粒级 的再生 粗骨料、 水泥、 水、 及混合材进行适当的调配, 然后进 行搅拌、 浇注、 养护而形成 的一种表面呈米花糖状的 生态混凝土, 具有 良好的透气透水性, 起到节约资 源、 保护生态环境的作用。由于再生粗骨料的强度较 低, 所以再生骨料透水性混凝土大
3、多应用于非承重结 构, 如河道护堤、 公路护坡、 公园路面等。 1 试验原材 料 实验所用的再生粗骨料来 自北川河附近的砂石 厂。表观密度 2 6 5 6 k g , m 3 , 堆积密度 1 1 8 0 k g m3 , 吸水 率 8 4 , 压碎指标 1 6 。透水性混凝 土是粗骨料颗 粒间通过硬化的水泥浆薄层胶结而成的多孔堆 聚结 构, 受力时是通过骨料之间的胶结点传递力的作用, 因此采用高强度等级水泥 , 本实验 中采用的是青海 水泥集团生产的 4 2 5级普通硅酸盐水泥。试验用砂 来 自西宁北川河砂, 中砂, 细度模数 2 6 9 。聚羧酸系 减水剂 。 植生试验所用草种为青海地 区
4、最常见的短芒披 碱草。这种草抗旱, 根系发达, 能充分吸收土壤的水 分 ; 耐寒耐盐碱 , 对土壤选择不严。 2正交试 验及结果分析 2 1 正交设计和试验 在大量文献调研的基础上 , 实验中采用 3种粒径 制备试块 : 4 7 59 5 m m, 9 51 6 m m, 1 61 9 m m。水 灰比选取 0 3 , 0 3 5 , 0 4三种水平, 水泥用量一般在 2 5 0 3 5 0 k g m 。碎石用量取单位体积的含量为碎石 堆积密度的 0 9 8倍 】 。根据水泥用量和单位体积内 粗集料的用量可 以初 步得 出骨灰比的范围是 3 3 4 6 。试验取 3 5 , 4 0 , 4
5、5三个水平。透水性混凝土 是不加或少加细骨料 , 掺加量不得大于一般混凝土的 掺人量( 2 0 以上) , 所以本试验取砂率为 1 0 , 1 5 , 2 0 三种水平。减水剂的用量为水泥用量的2 。 表 1 正交试验和结果 试验 编号 影响因 素 考核性能指 标 粒径 水灰比 骨灰比 砂率 2 8 d 抗压强度 有效孔晾率 透水系数 ( A ) ( B ) ( C ) ( D ) M P a ma 8 一 一 2 8 d 抗压强度( MP a ) 一 有效孔隙率( ) 一透水 系数 2 5 2 0 l 5 1 0 5 0 - 9 5 一l 6 粒径 图l 粒径对抗 压强度、有效孔隙率 和透水
6、系数的影响 根据因素水平数, 选用 四因素三水平正交表 ( ( 3 ) ) 安排实验方案( 见表 1 ) 。根据影响因素和选用 的正交表, 可计算出各组试验的混凝土配合 比。 2 2 结果分析 试验结果见表 1 , 表 2和图 1 4 。 【 基金项目】 教育部春晖计划 青藏高原地区建筑垃圾再生利用技术研究 ( Z 2 0 0 1 0 0 4 ) 高梦芫等: 青藏高原地区再生透水性混凝土的研究 表 2 正交试验结果的极差分析 考核指标 因 素 朋 |Ii3 朋平均 Il2 平均 |Ii3 平均 极差R + 2 8 d 抗压强度 ( MP a ) + 有效孔隙率( 哟 + 透水系数 2 0 1
7、5 1 0 5 0 , - O _ 3 5 0_加 水灰 比 图2 水灰 比对抗压强度 、有效孔隙率 和透水系数的影响 + 2 8 d 抗压强度( MP a ) 一 有效孔隙率( ) 一 透水系数 2 0 l 5 l 0 5 O 4 0 骨灰 比 图3 骨灰 比对抗压强度 、有效孔隙率 和透水系数的影响 + 2 8 d 抗压强度( MP a ) 一有效孔隙率( ) + 透水系数 加 1 5 1 0 5 0 1 5 砂率 图4 砂卒对抗压强度 、有效孔隙率 和透水系数 的影响 从图中可以看 出, 2 8 d抗压强度随着粒径 的逐渐 增大呈现先下降后上升的趋势, 而有效孔隙率和透水 系数正好相反,
8、 先上升后下降; 随着水灰 比的逐渐增 大, 2 8 d抗压强度呈现先下降后上升的趋势, 有效孔隙 率和透水系数先 上升后下降; 随着骨灰 比的逐渐增 大 , 2 8 d 抗压强度逐渐增大, 有效孔隙率和透水系数逐 渐下降; 随着砂率的逐 渐增大 , 2 8 d抗压强度基本不 变, 有效孔隙率和透水系数先上升后下降。这也说明 了2 8 d 抗压强度和有效孔隙率、 透水系数是一对此消 彼长的矛盾体, 即强度高, 透水性差 ; 反之, 透水性好 , 强度降低。 从表 1和表 2可以看出, 对于考核指标为 2 8 d抗 压强度来说, 最优配合 比为 A 3 B 1 C 3 D 2 , 此时的粒径 l
9、 6 1 9 ra m, 水灰比为 0 3 , 骨灰比为4 5 , 砂率为 1 5 , 根 据极差 R的大小, 对抗压强度的影响顺序为: A B C D, 即粒径影响最大, 水灰比次之, 骨灰比较小 , 砂 率最小 。 当考核指标为有效孔隙率和透水系数时, 最优配 合比为 A 2 B 3 C 1 D 2 , 即粒径9 51 6 m m, 水灰比为0 4 , 骨灰比为 3 5 , 砂率为 1 5 , 根据极差 R的大小, 对这 两个指标的影响顺序为: A c _ + B D , 即粒径影响最 大, 骨灰比次之, 水灰比较小, 砂率的影响最小。 3表 面植生试验 要满足植物的生长, 关键指标是孔隙
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