摘 要:采用環(huán)氧樹(shù)脂作為透水性混凝土的改性劑, 對(duì)改性的透水性混凝土的強(qiáng)度、孔隙率及透水系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)分析, 結(jié)果表明摻加環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)透水性混凝土性能的改進(jìn)具有明顯的作用。
關(guān)鍵詞:透水性混凝土 環(huán)氧樹(shù)脂 改性 抗壓強(qiáng)度
1 引言
與傳統(tǒng)的混凝土相比透水性混凝土最大的特點(diǎn)是具有15 % ～30 %的連通孔隙而具有透氣性和透水性, 它可減少交通噪音, 對(duì)調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度、維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用。上世紀(jì)九十年代以來(lái), 國(guó)內(nèi)對(duì)透水性混凝土雖進(jìn)行了研究, 但由于其抗壓強(qiáng)度較低, 加上人們的認(rèn)識(shí)還有限, 以及工程地基狀況、施工方法等原因, 到目前為止尚未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的程度。因此, 對(duì)透水性混凝土的研究和開(kāi)發(fā)一直受到國(guó)內(nèi)外工程界的高度重視。
2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
透水性混凝土是由水、水泥、粗骨料組成的, 采用單粒級(jí)粗骨料作為骨架, 以水泥凈漿或加入少量細(xì)骨料的砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面而形成多孔膠結(jié)結(jié)構(gòu), 孔徑大多超過(guò)1 mm, 因此具有良好的透水性和透氣性, 同時(shí)還能吸收噪音, 減輕環(huán)境污染[ 1 ]。
3 材料與試驗(yàn)
3.1 材料
1) 水泥為P.0 42.5R水泥。
(2) 粉煤灰為電廠Ⅰ級(jí)粉煤灰, 成分見(jiàn)表1, 性能分析見(jiàn)表2。用球磨機(jī)粉磨45 min后, 密度為2.43g/ cm3 , 比表面積為342.89 m2 /kg。
(3) 碎石為碎石場(chǎng)生產(chǎn)的16 ～20 mm、10 ～20mm的單粒級(jí)碎石。
(4) 樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂, 稀釋劑為丙酮, 固化劑為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑( JA - 1) , 粉煤灰激發(fā)劑為酸性激發(fā)劑x。
3.2 配比設(shè)計(jì)[ 2 ] , [ 3 ]
(1) 材料。采用環(huán)氧樹(shù)脂作為改性劑, 對(duì)單一粗徑骨料, 通過(guò)水泥、粉煤灰等膠凝材料粘結(jié)而形成的多孔混凝土進(jìn)行改性, 以改善粘結(jié)界面, 達(dá)到增大混凝土強(qiáng)度及改善混凝土性能的目的。
(2) 水灰比。研究表明, 在保證最佳用水量的情況下, 多孔混凝土的強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著水泥用量的增加而增長(zhǎng)。水灰比過(guò)大、過(guò)小, 即水泥漿太稀、太稠, 都不能均勻包裹粗骨料表面而影響強(qiáng)度。太稀漿液, 還下淌混凝土底部, 阻塞孔隙連通[ 2 ] , 一般合適的水灰比介于0.25～0.40之間。
(3) 灰骨比。增大灰骨比, 可有效提高多孔混凝土的強(qiáng)度, 但減弱透水性。因此, 在保持合理透水性的前提下, 盡可能提高水泥用量, 合適的灰骨比按重量計(jì)一般在1 /4～1 /6之間。
3.3 試驗(yàn)操作
先將全部骨料及1 /3的水加入攪拌機(jī)中預(yù)拌, 再加入水泥、粉煤灰及環(huán)氧樹(shù)脂溶液和水進(jìn)行攪拌, 這樣的投料順序和攪拌程序可以使骨料表面形成均勻厚度的水泥漿層, 以保證混凝土的強(qiáng)度和透水性。試驗(yàn)采用的配比見(jiàn)表3。
4 結(jié)果與分析
4.1 結(jié)果
孔隙率與強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。
4.2 分析
抗壓強(qiáng)度與孔隙率關(guān)系見(jiàn)圖1。
從圖1 ( a) 可以看出, 膠凝材料用量不變, 水膠比在較高水平(大于0.38) 變化下與在較低水平(小于0.38) 變化下, 孔隙率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系存在明顯差異。比較圖1 ( a) 與圖1 ( b) 可以看出: ①膠凝材料用量對(duì)孔隙率的影響比水膠比對(duì)孔隙率的影響更顯著; ②水膠比不變的情況下, 抗壓強(qiáng)度與膠凝材料用量變化導(dǎo)致的孔隙率變化近似線性反比關(guān)系。
4.3 環(huán)氧樹(shù)脂的影響
結(jié)合表3、表4可以看出:
(1) 摻加環(huán)氧樹(shù)脂, 增強(qiáng)了膠凝材料與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度及增加了粘結(jié)點(diǎn)的數(shù)目, 使得混凝土的強(qiáng)度有所提高, 但透水系數(shù)有一定程度的降低;
(2) 隨著環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加, 28 天抗壓強(qiáng)度呈線性增長(zhǎng), 透水系數(shù)呈線性下降趨勢(shì)。因此, 環(huán)氧樹(shù)脂摻量應(yīng)控制在一定范圍, 一般宜為膠凝材料總量的3 % ～5 %;
(3) 隨著環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加, 混凝土的孔隙率呈下降趨勢(shì), 說(shuō)明環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)于填充混凝土內(nèi)部的小孔隙具有明顯的作用。
5 結(jié)論
(1) 摻入環(huán)氧樹(shù)脂可以明顯改善透水性混凝土的粘結(jié)界面, 使透水性混凝土的強(qiáng)度明顯提高。
(2) 隨著環(huán)氧樹(shù)脂摻量的加大, 透水性混凝土的孔隙率呈線性下降, 所以應(yīng)控制環(huán)氧樹(shù)脂的摻量,一般宜為膠凝材料總量的3 % ～5 %。
(3) 作為改性劑加入的環(huán)氧樹(shù)脂, 其配制黏度在0.2～0.5 MPa·S為宜。
參考文獻(xiàn):
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[2] 孟宏睿. 透水性混凝土配合比正交設(shè)計(jì)方法. 陜西工學(xué)院學(xué)報(bào), 2004,(6) : 31 - 34.
[3] 蔣正武, 孫振平, 王培銘. 若干因素對(duì)多孔透水混凝土性能的影響.建筑材料學(xué)報(bào), 2005, (10) : 515 - 517.
