预拌透水混凝土生产和应用问题研究论文_康子叶,郑国力,孔德磊

预拌透水混凝土生产和应用问题研究论文_康子叶,郑国力,孔德磊

青岛理工大学 山东青岛 266000

摘要:本文通过阐述我国预拌透水混凝土发展现状,总结了预拌透水混凝土生产和应用过程中遇到的问题,并结合相关实验研究提出了可能的改进措施和新的应用方向。研究发现,随着预拌透水混凝土诸多优势的显现,其应用越来越广泛,发展也越来越完备,但预拌透水混凝土的生产和应用方面,仍存在一些问题。实验发现,使用胶凝材料,增强剂,减水剂,适当增加砂率,掺入细骨料等都有利于提高生产过程中混凝土质量,从而保证运输交付质量。

关键词:预拌透水混凝土;生产;应用;改进

引言

预拌透水混凝土除具有良好透气透水性环保功能外,还具有集中拌制、商品化供应、独立拌制,备料,运输等优点,加之政策支持和发展需求,近年来得到广泛应用,国内外学者对透水混凝土也展开了较为深入的研究,但主要偏重于现象上的实验分析,或仅在二维层面上进行研究。目前国内还没有关于透水混凝土路面堵塞的研究,对透水混凝土预拌化生产和施工工艺研究较少,预拌透水混凝土在运输方面的问题也有待解决。为此,国内有专业人士做过少量研究,本文结合近年前辈意见,试图集中解决这些问题,为广大学者深入研究并改善预拌透水混凝土生产和应用方面的问题提供参考和便利。

一 预拌透水混凝土发展现状

目前,我国通过本土合作和与国外生产商合作成功研发出德固赛三大系统,经过长期反复试验研发出了具有我国自主产权的《高强纤维透水混凝土》四大系统:透水混凝土改性增强控制系统(M12)、透水混凝土改性稳定水化系统(C50)、透水混凝土稠度控制系统(A30)、混凝土冻胀控制系统(D90)。高强纤维透水混凝土在50次损失量冻融试验中比一般国产透水混凝土提高了一倍,有效空隙率达20-30%,在透水试验中透水率每分钟高达2700ml,是普通透水砖的7倍多。

在生产工艺方面,有水泥砂浆裹石工艺,贯通开口孔成型工艺等,广泛应用于路面工程。

二 预拌透水混凝土在生产和应用中遇到的问题

(一)生产过程中的问题

由于透水混凝土骨料占组分质量的80%左右,占比较大,其性能对透水混凝土性能影响很大。因此必须严格筛选骨料,保证骨料有适当的吸水量和吸水速率。透水混凝土不能采用人工搅拌,且属于干料性质的混凝土,初凝快,因此理论上机械搅拌机应放在一定范围地面处。但由于现场搅拌效率低下,预拌透水混凝土势必成为主流,但预拌透水混凝土运输时间短,只能满足短距离运输的施工要求。且透水混凝土的稠度控制要比普通混凝土严格得多,稍稀则离析,稍稠则凝结时间太短。因此,如何延长预拌透水混凝土的运输距离是制约其广泛应用的瓶颈问题。而且在采用搅拌车运输时,由于透水混凝土中骨料组分大,导致混凝土质量大,会造成搅拌车装卸料和转动困难,浆体沉入搅拌车罐底较多,使得透水混凝土卸载最后会有大量浆体混凝土,这部分混凝土是不符合质量要求的,从而造成经济浪费。

(二)应用方面的问题

1.施工过程中的问题

透水混凝土中的水泥浆量有限,只能包裹骨料颗粒,因此在浇筑过程中不宜强烈振捣,会使混凝土过于密实减小孔隙率而影响透水效果。透水混凝土孔隙率大,易失水干燥,所以养护非常重要。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且透水混凝土拆模时间比普通混凝土短,则侧面和边缘暴露于空气中容易被踩压破坏。

2.堵塞问题

目前透水混凝土主要用作透水混凝土路面和透水混凝土桩等。研究表明,要保证路面透水的有效性,透水混凝土的孔隙率要≥8%。路面一旦建成,矿物和有机物颗粒或生产生活垃圾散落到地面,并长期堆积就容易对路面造成堵塞,使路面降低甚至失去透水性能。类似的,当透水混凝土用做透水混凝土桩时,虽能集合刚性桩和散体桩的优点,若用于加固地基,不仅使地基承载能力显著提高,还具有显著的减压沉降效应,提高抗震性能,防止地基土液化,但是透水混凝土也存在缺点,由于其透水性好,孔隙率大,所以地基土体发生管涌时,土体中的细颗粒就易堵塞在透水混凝土桩的孔隙内,使其透水性失效。

3.力学性能较差

透水混凝土又称多孔混凝土,是由粗骨料、水和水泥拌制而成的多孔轻质混凝土。它不含或含少量细骨料,由粗骨料表面包覆一层水泥浆相互粘结形成孔穴均匀分布蜂窝状结构。正是由于较高孔隙率,使得其力学性能与普通混凝土相比有所下降。虽然近些年科学家们研制出了高强纤维透水混凝土和增强力学性能的外加剂,但如何提高其强度和耐久性等力学性能,仍是科学家研究的主要方向。

三 问题试解

(一)生产改进

在生产方面的问题则主要通过改进工艺来解决,光鉴淼等人通过对预拌透水混凝土的坍落度损失的影响因素的分析,研究了减水剂和PCR增强剂对透水混凝土拌合物坍落度损失的影响规律,探索了透水混凝土预拌化生产的施工工艺,并对透水混凝土预拌化生产提出了控制要求。

其成果如下:减水剂可以显著增大新拌透水混凝土的坍落度,但也会导致新拌透水混凝土产生较大的坍落度损失,透水混凝土坍落度对减水剂尤其是高效减水剂较敏感,若减水剂掺量稍大则会使浆体与骨料离析,产生气体底部堵孔的现象。PRC增强剂能够有效提高拌合物坍落度,且使拌合物在2h以内有较小的坍落度损失,同时还可使骨料具有较高的挂浆性能。

由此可提出改进方案:在新拌透水混凝土中掺入适量PCR增强剂,可保证透水混凝土的粘聚性和流动性,并且可以保证运输时间在2h左右仍可施工。仍需注意的是,在使用减水剂时,一定要严格控制掺入量,以免对新拌透水混凝土造成不良影响。

以及后来的定量预留开口孔隙方法,水泥混合砂浆包裹石子工艺,保证了混凝土的透水性,也减少了水泥砂浆的下沉。

在2011年,黄永申申请的高强透水混凝土外加剂不仅可保证良好的透水性还可使混凝土达到坍落度接近“0”的高强度,而且高强纤维透水混凝土也已问世,但是关于增强透水混凝土强度的研究仍然是学界热点。预拌透水混凝土的运输时间问题还有待深入研究。

(二)应用改进

目前透水混凝土应用领域主要为道路工程或装饰工程。根据其透水特性,1.可与建筑工程相结合,建造空中花园;2.可过滤水源,参与污水净化工程。

四 总结

预拌透水混凝土在当今社会应用越来越广泛,在给人类社会带来巨大生态效益的同时也存在一定的问题。生产过程技术要求严格,应用方面有待拓展,最严重的的瓶颈问题运输时间问题还有待解决。虽然本文提出的使用PCR增强剂,掺加增稠剂,改进工艺等方案能在一定程度上提高预拌透水混凝土性能,但也存在一些弊端,因此,在未来还应多研究外加剂对透水混凝土性能的影响,改进预拌透水混凝土生产技术扩大应用范围。

参考文献:

[1]黄静宜.路用透水混凝土研究现状与展望.重庆交通大学.2016.5

[2]沈丹.透水混凝土材料的开发现状分析及其应用.浙江农林大学.2015.4

[3]江信登.透水混凝土的应用与发展.福州泰宇混凝土有限公司.福州建筑.2009.12:44,55.

[4]光鉴淼,崔巩,姜骞,周华新,谢德擎.预拌透水混凝土制备技术与施工工艺.新型建筑材料.2017(3):4-7.

[5]莫少政,李可寿,苏海.预拌透水混凝土生产和应用问题的探讨.

论文作者:康子叶,郑国力,孔德磊

论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月下

论文发表时间:2018/9/26

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