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透水地坪材料配比对孔隙率的影响

发布时间: 2020-5-9 23:16:00 | 次浏览


本文主要描述了骨料的大小以及水泥、骨料、掺合料和水的比例对透水地坪孔隙率的影响,这是透水地坪的主要特征。在实验室中制作了不同的样品块,在各个样块中材料的配比均不同,以得出材料配比对孔隙率的影响。

透水地坪是一种具有高孔隙率的混凝土地坪,它也被称为透水混凝土。它允许水直接通过地面进入土壤,从而减少了场地的径流并增加地下水补给。高孔隙率是通过高度互连的空隙含量实现的。通常透水地坪的水与胶凝材料之比(w / cm)为0.28至0.40,空隙率为15至25%。

透水地坪混合物由水泥、粗骨料和水组成,几乎没有或没有细骨料。少量细骨料的添加通常会减少空隙含量但可以高强度,这在某些情况下可能是理想的。透水地坪材料对水含量的变化很敏感,因此通常需要对新搅拌混合物进行现场调节。太多的水会导致浆料流失,而太少的水会阻碍混凝土的充分固化并导致表面破坏。适当比例的混合物可使混合物具有湿金属外观。

透水地坪常用于停车场、广场、住宅街道、人行道和树池等区域。它是可持续建筑的重要应用,并且是用于地下水补给的技术之一。

透水地坪

一般特性:

空隙率:15-25%

强度:28-281 kg / cm 2

渗透率:31-52升/米/小时

水泥:267-415 kg / m 3

w / cm比率:0.26 – 0.40 

粗骨料: 9。5 – 19mm 

几乎没有甚至没有细骨料(不到骨料总重量的10%)

为什么需要透水地坪?

大量的雨水最终落在不透水的表面上,例如停车场、车道、人行道和街道,而不是浸入土壤中。这会造成自然生态系统的失衡,并导致一系列问题,包括侵蚀、洪水、地下水水位枯竭以及河流、湖泊和沿海水域的污染,因为雨水冲刷地面时会带走地面的垃圾和滴漏在路面油,这些将会成为水体污染物的肥料。

解决这些问题的一种简单解决方案是停止铺装不透水的地面,以使自然水能渗入土壤。与其使用传统的混凝土或沥青建造路面,不如使用透水地坪或其他多孔路面,透水地坪材料可以提供典型混凝土路面固有的耐用性和较低的生命周期使用成本,同时减小雨水径流并补充地下水。透水地坪不是阻止水渗透到土壤中,而是通过将雨水收集在空隙中并使其渗入下面的土壤中。在许多情况下,透水地坪路面和停车场可以作为保水结构。

透水地坪还可以自然地过滤掉降雨或暴雨中的水,并可以减少其进入溪流、池塘和河流的污染物数量。因此,这种方式有助于补给地下水和减少水体污染。

它还减少了城市化对树木的不利影响。透水地坪地面可将水和空气转移至根系,使树木茂盛。对于给定的降雨强度,透水地坪路面系统的径流量受透水地坪和下方土壤的渗透率和储水量的控制。通常,对于给定的一组材料,透水地坪的强度和渗透率、密度之间是成一定关系的。密度越大,强度越高,渗透率越低。

透水地坪

实验:

通过使用不同比例的水泥、集料、外加剂和水制成不同的样品块。在所有测试中,不添加沙子。

样品编号 1:混合设计可容纳10个立方体:

A型–水泥(PPC):10千克

粉煤灰(P-63):0千克

粗骨料:52千克(10–40毫米)

水:3千克

外加剂:1%重量 [水泥+粉煤灰] = 100克

B型–水泥(PPC):11.25千克

粉煤灰(P-63):0.75千克

粗骨料:52千克(10–40毫米)

水:3。33千克

外加剂:[水泥+飞灰]的1%重量= 120 gm

使用的外加剂是“5001”,作用是使水从水泥颗粒中释放出来。从这种混合设计中,我们填充了8个A型和B型立方体,因为填充立方体时也存在浪费。立方体的顶表面是封闭的,以防止水快速蒸发,因为它是多孔的。

第二天打开立方体,并放入水中以使水泥适当水化。这些多维数据集并不完美。它的底部和侧面是平坦而光滑的。水泥-水浆沉淀下来,可能由于大量的掺合而发生。

3天后测试数据:

A型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.15 77.1 3.43

2。 6.64 192.4 8.55

3。 7.04 425.4 18.90

B型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.12 127.1          5.65

2。 6.35 58.2                 2.60

3。 7.61 562.9                 25.01

7天后测试数据:

A型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.52 142.7 6.34

2。 6.62 177.2 7.87

3。 7.97 729.5 32.42

B型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.74            123.9                 5.51

2。 7.64                  431.2                 19.16

3。 7.72            755.6                 33.58

14天后测试数据:

A型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.40                    41.6                 1.85

2。 6.64                    165.2        7.34

B型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 7.47                 531.1                 23.60

2。 7.70                    930.2          41.34

根据这些结果,似乎随着立方的密度增加,强度也增加。

由于这些立方体不能完全渗透,因此另外制作了3个立方体的样本,其中包含3种不同比例的外加剂。所使用的混合料设计为B型,因为其强度相对高于A型。

样品编号 2:B型3个立方体的混合设计:

水泥:1323 gm

粉煤灰:88。23 gm

粗骨料:6117 gm

B1型:

外加剂:0.2%= 2.82克

水:510克

B2型:

外加剂:0.3%= 4.23克

水:480克

B3型:

外加剂:0.4%= 5.64克

水:460克

第二天打开立方体后,发现 B2(掺有0.3%的混合物)比其他立方体渗透性高,但它也不是完全多孔的。尽管我使用了低含量的外加剂,但它也不是完全可以渗透的。这可能是由于某些骨料的太小导致的。

3天后测试数据:

B1型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 7.02                 247.2                10.99

B3型

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 6.60            191.8                    8.52

对于下一个样品,我们将骨料过筛,然后使用尺寸为10 – 20 mm的骨料。另外进一步减少了下一个样品中的混合物量。

样品编号 3:3个立方体的样本:

水泥:3.75千克

粉煤灰:255克

粗骨料:17。31千克

外加剂:7克

水:1.36千克

但是这一次,样本的底部是平坦且光滑的。它的侧面是多孔的,而底部则不是。

7天后测试数据:

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 7.23                 179.4                 7.97

2。 7.38                 234.0                10.40

3。 7.44                          230.7                10.25

现在,由于经过了多次试验并减少了水和掺合料的量,并没有得到完全渗透的混凝土(由于水泥-水浆的沉降),在下一个样品(4号样品)中,既不压实也不捣震立方体。幸运的是,这次制成的立方体非常透水。水也从底部流出,并且表面光洁度也很好,立方体外观光亮。

样品编号 4:1个立方体的混合设计:(不压实)

水泥:1千克

粉煤灰:0千克

粗骨料:5.2千克

外加剂:2。33克

水:380克

空隙百分比的计算:

模具的总体积:(15x15x15 cm3模具的体积)+(7x7x7 cm 3模具的体积)3.375升+ 0.343升= 3.718升

混合料的体积:(水泥的体积)+(粗坯的体积)骨料)

水泥体积:0.3175

粗骨料的体积:3.398

所以,混合的量:3.715

3天后测试数据:

序号 重量(公斤) 负荷(kN) 强度(MPa)

1。 5.75                 42.4                 1.88

水可以流过立方体的底部

样品编号 5:2个立方体的混合设计。(不压实)

水泥(PPC):2千克

粉煤灰:0千克

粗骨料:10。4千克

外加剂:4.66克

水:760克

总的来说,样本4和5是成功的样本。这些以低的w / cm比和w / o的压实度制成。

结论

3天后测试数据允许水通过。透水地坪不由细骨料组成,因为它们会填充粗骨料之间的空隙。使用大于20 mm的骨料的样品从底部开始没有孔,因为水泥浆沉降并填充较大的空隙。同样在所有进行压实的立方体中,水泥浆沉降下来并因此形成实心的底表面。因此,最后的结论是使用10–19 mm范围内的骨料,填充时不要压实。由于未使用细骨料,该混凝土的密度也低于普通混凝土,它的强度低于普通混凝土。


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