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1、无砂大孔混凝土与普通混凝土性能对比试验分析天啼工柱2005年第3期(总第65期)无砂大孔混凝土与普通混凝土性能对比试验分析王立军王春阳魏坤(市政工程研究院)1无砂大孔混凝土国内外应用现状无砂大孔混凝土与普通混凝土的最大区别在于其无细集料.无砂大孔混凝土是颗粒均匀的粗集料被水泥浆裹覆表面,水泥浆不起填充作用,仅将粗集料胶结在一起成为一种多孔性材料.无砂大孔混凝土具有较大的孔隙率,透水能力强,并且具有一定的强度,因此,在园林建设及河道治理等工程中多有应用.目前国内应用最典型的当属天津市水利科学研究所在河道整治中,以植被生物学特性及生长
2、发育规律为指导,以无砂大孔混凝土理论为基础,通过对无砂大孔混凝土进行改性研究,在混凝土内部创造出适合植物生长的环境,解决了混凝土色彩单调,污染环境的缺憾."桥头跳车"是公路建设多年攻克不下的难关.近年来,国内许多研究单位,专家学者致力于这方面的研究应用,取得了一定成果,其中之一是台背回填采用无砂大孔混凝土,这种新型材料可及时引导路面渗水通过孔隙排出,从而避免了因回填材料压实度不足而引起的水损坏.公路作为一种露天的公用设施,很多病害是由自然环境因素引起的.调查研究表明,降水通过路面接缝,裂缝和空隙渗入到路面结构内而形成内部滞水,地下
3、水通过毛细作用上渗到路面结构而积滞其内,是造成路面结构过早损坏的主要原因.对此,国内外进行了不少研究,力图通过设计合理的排水材料以及内部排水系统以减少直至消除路面的水损坏.目前常用的透水材料有两大类:一类是水泥或沥青处治碎石集料;另一类是未经处治的开级配碎石集料较之水泥处治碎石,无砂大孔混凝土水泥含量稍大,不含细集料,透水能力和强度都较高.无砂大孔混凝土用于道路基层在国内并不多见,而在国外已有不少应用,如法国曾经在1974年和1976年修建了多孔贫混凝土路面试验路.1979年至1981年在戴高乐机场水泥混凝土路面结构中将10era
4、厚的多孔隙贫混凝土铺设于面板与水泥处治基层之间,以增加基层的排水功能.这种多孔贫混凝土排水基层在欧洲的一些国家广泛地用于硬路肩下.可见,无砂大孔混凝土作为一种新型材料,将会得到更广泛的应用.为此,我们对无砂大孔混凝土与普通混凝土从力学性能,收缩,抗疲劳,抗冻融等耐久性能进行对比试验分析.2试验用原材料及其性质2.1水泥本试验采用两种水泥,分别为太行山牌42.5R普通硅酸盐水泥和唐山霸主32.5普通硅酸盐水泥,主要技术指标见表l.2.2粗集料无砂大孔混凝土用粗集料为5mm-25mm石灰岩碎石;普通混凝土用粗集料为5mm-16mm及5
5、ram～25ram两种石灰岩碎石,其掺和比例(重量比)为3:7.三种粗集料的主要技术指标见表2.2_3细集料细集料采用天然河砂,主要技术指标见表3.表1水泥的主要技术指标水泥牌号,等级初凝时间终凝时间3d抗折强度3d抗压强度28d抗折强度28d抗压强度太行山牌普硅42.5R2h30min3h35min5.1MPa27.9MPa9.0MPa56.4MPa唐山霸主普硅32.5lh54min2h44min3.4MPa16.5MPa7.8MPa46.6MPa无砂大孔混凝土与普通混凝土性能对比试验分析王立军王春阳魏坤表2三种粗集料主要技术指
6、标骨料用途颗粒级配含泥量泥块含量针片状压碎值表观密度空隙率普通混凝土用大粒径5-25mmO.2%O.1%3.9%9.O%2.75;g/c36%普通混凝土用小粒径5～16ram0,2%0.1%5.6%2,73g/era37%无砂大孔混凝土用5-25mm0.4%0.1%2.2%2,72g/era36%表3细集料主要技术指标检测项目I细度模数I含泥量I泥块含量I表观密度检测结果2.61.4%0.5%2.70g/era2.4外加剂为提高水泥与粗骨料之间的粘结力,本次试验在无砂大孔混凝土中掺加固化剂,掺量为15kg/m3.3混凝土配合比及其
7、拌和物性能与力学性能3.1混凝土配合比无砂大孔混凝土和普通混凝土配合比设计的目的有所不同.前者要求一定的空隙率以便能充分排水或透水,同时也应具有一定的力学强度;而后者则注重力学强度,空隙率应该尽可能小.理想的大孔混凝土是粗集料受压后在排列中互相嵌挤又不互相干涉,相互之间有较大的摩擦力,形成排列紧密的多级空间骨架结构.本次试验采用的无砂大孔混凝土及普通混凝土配合比均按照半干硬性要求通过试配确定.其中普通混凝土配合比分两种:一种为与无砂大孔混凝土相同水泥用量,以考察在相同胶结材料情况下的混凝土性能;另一种为与无砂大孔混凝土相近强度等级
8、,以考察在相近强度等级情况下的混凝土性能.受水泥强度等级的限制,同时满足混凝土拌和物的工作性能,两种混凝土的实际抗压,抗折强度有一定的差距.混凝土配合比见表4.表4混凝土配合比材料用量(kg/m)配合比编号水泥水石砂外加剂1#35011016oo1
