3 实验原材料与实验方法
3 实验原材料与实验方法
3.1 实验原材料选择及其性能
本文在透水混凝土试验过程中所选用的主要原材料为水泥、陶粒、减水剂以及粉煤灰。 3.1.1 水泥
由于透水性混凝土结构的特殊性，其强度受到由于追求高透水系数所带来的影响。以本次实验的情况分析，即透水性混凝土的配置中没有掺入细骨料。在其工作的过程中，抗压强度主要是依靠包裹在粗骨料周围的胶凝材料与粗骨料之间的粘结力起作用的。由于粗骨料的强度一般都高于胶凝材料的强度，所以破坏的地方通常都会出现在胶凝材料的地方，这也就成了透水性混凝土脆弱的地方。而这个胶凝材料主要主要是由水泥组成的，强度也是有水泥主宰的。综上所述，我们就会发现水泥的强度的重要性。所以我们在选择水泥的时候要尽可能的选择高强度的，水泥的性能将会对透水性混凝土整个性能起到至关重要的作用[32]。正如规范上说描述的，透水性混凝土的强度要求应当不少于42.5Mpa，同时水泥用量不宜太多也不宜太少。太多会出现胶凝材料往下流淌，最后聚集在底部，产生封底的现象，不能达到透水的要求；较少则使得胶凝材料的强度过低而导致整个透水性混凝土的强度又达不到要求。通常则以试块的胶凝材料能在粗骨料的表面均匀的形成一层包裹层，并且水泥的用量要在规定的范围内尽可能的少，一般为
350500kg/m3。考虑到就近取材的方便性，本实验最终采用淮南市八公山水泥厂P042.5水泥，如图9所示。
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安徽理工大学硕士学位论文
图9 实验所用P.042.5水泥
Fig 9 cement P.042.5 used in the experiment
3.1.2 粗集料
粗骨料的密度堆积就组成了透水性混凝土整个的体积结构，与普通混凝土不同的是，透水性混凝土采用的是单一级配的粗骨料，这样就会使内部形成连续的空隙，从而有利于透水作用的发挥。通常会选用石头来作为粗集料，当然在实践过程中也有用陶粒和废弃物的建筑等等的。经济社会的发展以及城镇化的推进使得我国的建设一直在处于搭建大拆的过程中，总总原因使大量的混凝土和碎石被遗弃了，为顺应这个时代环保的要求，我们必须充分利用这些遗弃的建筑垃圾，在制作透水性混凝土的过程中，我们可以选择它们作为粗集料，有限解决了工业垃圾的问题[33]。在使用的过程中，结合透水性混凝土粒径单一的特殊要求，对这些建筑废弃物进行处理加工，使其满足要求。 我们在透水性混凝土粗骨料的选择后，要注意表面的清理工作，不能有灰尘和一些不必要的杂质，从而影响透水性混凝土的性能。
试验资料表明,在一定的粒径的范围内，粗骨料粒径越小,其堆积后它的表面积就会越大，相应的接触的面积也会变大。胶凝材料与粗骨料接触的面积的增大会使他们直接的粘结力变大，从而增加了强度。由于粒径是在一定的范围之内的，所以透水性也会满足相应的需要的。 粗骨料占到了整个透水性混凝土体积的大部分，所以，新拌透水性混凝土的性能与粗骨料自身的特点如集料的表面粗糙度、强度、颗粒形状等有很大的关系。通常情况下我们会选择形状比较饱满一点，表面凹凸不平的粗骨料，当然骨料本身也要满足相关的强度和各项指标的要求。本
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试验将粗骨料的粒径范围作为正交模拟法的一个因素。为了更好地控制粗骨料的粒径，选用陶粒作为粗骨料做实验，采用的是淮南市谢家集区唐山镇尚安村华顺建材厂的陶粒，具体如图10所示。
图10 实验所用陶粒
Fig 10 ceramsite used in the experiment
3.1.3 掺合料和外加剂
在透水性混凝土的制作的过程中，适量的加入一些掺合料和外加剂能有效的改善透水混凝土的和易性以及耐久性。现实中通常会在其中加入平均粒径只有
0.1?1.2微米的掺合料，它可以在一定的程度上提高透水性混凝土的强度性能。掺
合料的类别有很多可供选择使用的,我们一般使用的的掺合料为硅粉和粉煤灰等等。在实际的应用中，使用的频繁一点的是硅灰,同时，它也是各方面效果都比较良好的掺合料[34]。但是，硅粉也并不是十全十美的，它的介入会使得透水性混凝土的拌合物的流动性受到影响。为了使工作性得到改善,我们需要加入一些高效的减水剂。因为高效减水剂分子能够打破由于硅粉的加入产生的浆体的絮凝作用,使微细的硅粉颗粒充分分散在浆体中,弥补了使用硅粉带来的不足。但是考虑到硅粉的价格比一般的掺合料的价格要高出不少，不利于透水混凝土今后的普及和发展，我们常常也会用粉煤灰去代替硅粉的使用，理由是粉煤灰的价格比较便宜，而且取材也比较方便，比较好买到。有时为了使透水性混凝土制成的成品更加的漂亮,我们会根据周边的环境添加一定量的染色剂。
本文最终选用淮南市珍珠粉煤灰开发利用有限公司生产的的粉煤灰。减水剂选用的是北京德昌伟业建筑工程技术有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，具体的减水剂及其型号如下图11所示。
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图11 聚羧酸高性能减水剂
Fig 11 Poly carboxylic acid high performance water reducing agen
3.2 透水混凝土试块的制备工艺及性能指标测试方法
3.2.1 透水性混凝土试块的配置工艺
1.搅拌工艺
试块的搅拌通常有两种工艺：第一种搅拌工艺：采用自落式搅拌机时，首先将事先称量好的陶粒、水泥、粉煤灰、减水剂投入搅拌机中，先进行干拌60s后，再将计量好的水，分2-3次加入搅拌机中进行搅和，搅拌时间控制在120-300s。第二种搅拌工艺：采用强制式搅拌机时，首先将事先称量好的陶粒和50%用水量加入强制式搅拌机中搅拌30s，再加入水泥、粉煤灰、减水剂搅拌40s，最后加入剩余的50%的用水量搅拌50s以上。由于学校的实验设备的限制，本实验采用第二种搅拌工艺即强制式搅拌机搅拌，搅拌出的透水混凝土料如图12所示
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