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力学性能试验
力学性能试验有抗压强度试验、抗折强度试验和劈裂强度试验,依据GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中有关规定进行。
用于抗折强度试验试件用100 mm×100 mm×400 mm的试模成型。每个配合比成型30个试件,孔隙率分别为8%、15%、25%。试件成型时分两层装模,每层装模后用直径为16 mm的钢筋进行插捣,然后分组用平板振动器均匀振动,同种孔隙率的试块以相同混合料用量来控制,以保证具有相同的密实度。
1 d后拆模,然后标准养护至28 d龄期,先测定其抗折强度,每个试件经抗折试验后分成两个试块,一个测定劈裂强度,另一个测定抗压强度。
1.3.2收缩试验
收缩试验分为塑性收缩和硬化收缩,均为连续测定,试验采用100 mm×100 mm×515 mm的专用试模,试模端头有孔,并设有用于装千分表的支架。每个配合比做3个试件,成型方法为:首先在试模内壁紧贴一层硬质光洁塑板;然后再内衬一层塑料薄膜,以避免试模对混凝土收缩的限制,装料时在两端预埋收缩测头;成型后立即装上千分表,使千分表的滑动杆的端头与试模露出的测头端头刚好接触时,千分表置零,如图1所示。测塑性收缩时,每隔2 h读1次数,至3 d龄期;之后为硬化收缩阶段,每隔3 d进行一次读数。养护与测试条件为相对湿度50%,温度20~23℃.
2试验结果与分析讨论
2.1透水混凝土强度随龄期增长的特点
图2为A组配合比透水混凝土抗压强度与抗折强度随龄期的增长情况,从图中可以看到,透水混凝土早期强度增长较快,7~28 d龄期内增长幅度不大。在A组的不同胶结材用量的3个配合比中,抗压强度3 d达到28 d的44%~49%,7 d达到28 d的81%~85%;抗折强度3 d达到28 d的43%~59%,7 d达到28 d的71%~99%,胶结材用量小的B3组抗折强度增长率明显低于胶结材用量大的B1组。
可见透水混凝土7 d后强度增长的幅度有限,实际上胶结材的强度7 d后还是有相当增长幅度,只是没有表现为混凝土的强度增长。透水混凝土强度的这一特性主要是由于它的多孔结构所致,其内部结构示意图如图3所示。因为这种混凝土的承载主要靠骨料之间的胶结层,而受压面有相当一部分是薄弱环节-孔隙,也可以视为结构缺陷,这种胶结层和缺陷决定了承载极限,所以,在7 d后的龄期,虽然胶结材的强度增长,却不能充分弥补结构缺陷对强度的削弱作用,因而表现为混凝土强度无明显增长。透水性混凝土是一种新型环保性混凝土,它具有较大的孔隙率,能将雨水迅速渗入地表,同时将水流中的污染微粒沉淀下来,起到净化水质的作用;透水性混凝土能吸声降噪,增加车辆行驶及路人行走的安全性和舒适性;透水性混凝土的多孔性质,能储存水分、蒸发降温及生物降解。总而言之,透水性混凝土能**降低城市排水压力,使环境更干净、清凉和舒适[1]。
透水性混凝土的多孔性具有很好的环保作用,但也使它的机械强度大大下降。为了提高其强度同时保证有良好的透水性能,本人进行了大量的试验研究。试验表明,要想获得强度高、透水性好的混凝土,应以下几个方面考虑:
1)集料粒径为小于5mm;(实验已证明)
2)适宜的水灰比,从而使新拌混合物具有良好的流动性;
3)掺入外加剂,低水灰比,降低水泥石中的孔隙率;
4)适宜的成型方法,压制、夯实或插捣成型;(实验已证明)
5)掺入矿物细掺料,改善新拌混凝土的和易性,提高水泥石的强度,提高集料的水泥石过渡区的强度。
即在宏观上尽量达到一定孔隙率下的最紧密堆积,在微观上参照高性能混凝土的微观结构特点,采用矿物细掺料改善透水性混凝土的微观结构从而提高它的整体强度。本文从硅灰、粉煤灰的掺量、两者的复配等方面探讨硅灰和粉煤灰对透水性混凝土的强度、透水性和抗冻性等性能的影响。
二、实验研究
1.原材料
(1)水泥425普通硅酸盐水泥
(2)集料2.36mm~4.75mm的石英石(3)硅灰(SF:silica fume)比表面积为2528m2/kg,细度1.0μm
(4)粉煤灰(FA:fly ash)比表面积为590m2/kg;
(5)外加剂蜜胺脂**减水剂,其掺入量为水泥的0.7%硅灰和煤粉灰的化学组成见表1。
2.试件制备和养护
将原料按设计的配比称量,将水泥和矿物细掺料混合均匀再与骨料混合搅拌,水和减水剂,搅拌均匀。将混合好的料称量装入钢模,以3MPa的压力加压成型,闭模养护3小时后拆模,在标准条件下养护至7天或28天龄期。
3.性能测试
(1)抗压强度和抗折强度
按照JC446-2000测定试件的抗压强度和抗折强度。结果以5个试件的平均值表示。
(2)透水系数
本文参照资料[2]
制作的简易透水仪(图略),按变水位的方法
测定透水系数。试验前,先将泥状的蜡糊在试件的四周,将透水仪套在试件的上面,然后用蜡封住透水仪的外面透水仪与试件之间的接缝,向透水仪中加水至一定的高度后,停止加水,从刻度160mm起计时,至0mm为止。
(3)抗冻性
抗冻性试验按照建材行业标准《混凝土路面砖》JC446-2000规定的抗冻性试验方法进行。
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