无砂多孔生态混凝土力学和植生性能试验研究.pdf
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1、2 0 1 2 年 第 6期 (总 第 2 7 2 期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No ,2 7 2 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHN0LOGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 6 0 4 0 无砂多孔生态混凝土力学和植生性能试验研究 钟文乐 ,李政启 z ,朱慈勉 。朱威 z ( 1 泰州职业技术学院,江苏 泰卅 l 2 2 5 3 0 0 ;2 同济大学 建筑工程系, 上海 2 0 0 0 9 2 ) 摘要:
2、 无砂多孔混凝土因具有良好的透气性和透水性而作为一种生态混凝土 , 具有广泛的应用前景。 试验研究了骨胶比、 骨料级配和 胶凝材料掺合料等因素对无砂 多孔生态混凝土抗压 、 抗折强 度和孔隙率 的影响 。 为使混凝土碱性降低 到适宜草本植物生长的范围内 , 利用 粉煤灰 、 矿粉和硅灰对混凝土进行碱环境改善。 试验结果表明: 配制的混凝土 2 8 d 龄期时的抗压强度在 1 0 MP a以上, 孔隙率在 2 4 一 3 0 范围内, 混凝土 p H值可降至 9 6 , 满足工程应用的要求。 植物生长试验证明了草本植物可以在该无砂多孔混凝土中生长。 关键词 : 无砂多孑 L 生态混凝土 ;力学性
3、能 ;孔隙率 ;碱环境 ;植生条件 中图分类号 : T U5 2 8 ,2 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 1 3 l 一 0 5 Ex pe r i me nt al s t ud y on mec h ani c a l a nd pl a nt i n g pr ope r t i es o f por ous e c ol ogi c al c onc r e t e ZHONG W e n l e。 , LI Zh e n g - q i 2 , Z H U Ci - mi a n 2 , ZHU W e i (
4、1 T a i z h o uP o l e t e c h n i c C o l l e g e , T a i z h o u2 2 5 3 0 0 , C h in a ; 2 De p a r t me n t o f B u i l d i n gE n g i n e e ri n g , T o n g j i Un i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2, C h in a ) Abs t r a c t : As a ki n d o f e c o l o g i c a l c o n c r e t e, p o r
5、 o u s c o n c r e t e h a s g o o d p e r v i o u s p r o pe r t i e s a n d b r o a d a p p l i c a t i o n pr o s p e c t s A s e rie s o f e x p e rime n t a l s tud i e s a r e c o n d u c t e d t o i n v e s t i g a t e t h e c o mpr e s s i v e s t r e n g t h, f l e x u r a l s t r e n gth,
6、and p o r o s i t yTh e i n fl ue n c e f a c t o r s i n c l u d e a g g r e g a t e c e me n t r a t i o, a g g r e g a t e g r a d a t i o n, a d m i x tur e , a n d S Oo nI no r d e r t ol o we rthep H v a l uet o a c e r t a i nl e v e l wh i c hi s e l i g i b l ef o rv e g e t a t i o ns g r
7、o wi n g, t h r e e d i f f e r e n t a dmi x tur e s , s u c h a s fl y a s h, mi n e r a l p owd e r , an d s i l i c a f ume , a r e us e d t o r e fo r m t h e a l k a l i c i r c u m s t an c e i n s i d e po r o u s c o n c r e t e Re s e a r c h r e s u lt s s h o w t h a t t h i s k i n d o
8、f c o n c r e t e h a s c o mp r e s s i v e s tr e n g t h o f 1 0 MP a a t t h e a g e o f 2 8 d a y s , the p o r o s i ty i s b e t we e n 2 4 an d 3 0 , a n d t he pH v a l u e c a n be l o we r e d t O 9 6, wh i c h s a t i s fy t h e b a s i c r e q ui r e me n t s o f e n g i n e e ri ng u s
9、 e Th e p l a n t - g r o wi n g e x p e rime n t p r o v e s the p os s ibi l i t y o f pl a n t i n g o n t h i s ki n d o f c o n c r e t e K e y wo r d s : p o r o u s e c o l o g i c a l c o n c r e t e ; me c h a n i c a l p r o p e r t i e s ; p o r o s i ty; a l k a l i f e a t u r e s ; p l
10、 ant - gro wi n g 0 引言 了草 本植物可在该无 砂多 孔混凝土上生长。 无砂 多孑 L 生态混凝 土透气 、 透水性好 , 质 轻且具有一 定强 度。 它是由粗骨料、 水泥、 水和外加剂经拌和而成的一种新型生 态混凝土, 可应用于排水性道路、 河道两岸护坡等工程中。 由于 此类混凝土不含细骨料, 粗骨料由胶凝浆体互相黏结, 从而形 成了混凝土的多孔结构。 通过对孑 L 隙内的碱环境进行改造 , 可 在此种混凝土上种植草本植物。 目前, 国内外学者已在无砂多孔 生态混凝土的力学和孔隙性能方面进行了不少研究【1 1 。 日本研 究者认为, 为满足此类混凝土作为结构材料的要求 ,
11、 一般需控 制其 2 8 d强度达到 1 0 MP a左右 ; 从植生性能角度考虑 , 其孑 L 隙率至少需 1 8 3 5 【2 J 。 普通混凝土 p H值高达 1 2 l 3 , 目前在 无砂多孔生态混凝土碱环境 的有效改善方面研究较少 , 通常认 为控制其p H值不超过 l 0可满足植生要求 。 本试验研究了骨胶比、 骨料级配和胶凝材料掺合料等因素 对无砂多孔生态混凝土抗压、 抗折强度和孔隙率的影响。 对粉煤 灰、 矿粉和硅灰在混凝土碱环境改善方面的作用进行了探讨。 配制出的混凝土在 2 8 d 龄期时的抗压强度大于 1 0 b I P a , 孔隙率 在 2 4 - 3 0 范围内,
12、 并且 p H值可以降至 1 0以下, 可满足此类 混凝土在工程应用中对强度和植生条件的要求。 植生试验证明 收稿 日期 :2 0 1 1 - 1 2 - 2 0 基金项 目:江苏省泰州市科技发展计划项 目( t s 0 8 0 7 ) 1试 验 概 况 1 1 试件 及材 料 试验用无砂多孔混凝土的材料包括石子、 水泥、 粉煤灰、 矿 粉、 硅灰、 减水剂和水等。 其中, 水泥为 P O 4 2 5 级水泥; 粉煤灰 符合 G B T 1 5 9 6 -2 0 0 5 ( 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 标准中 6 1 款规定的 F 类 I I 级粉煤灰要求 ; 矿粉为 $ 9 5 级的矿渣微粉
13、; 硅灰为上海埃凯硅粉材料有限公司生产的 S F 9 0硅灰; 粗骨料为 玄武岩, 压碎值 8 , 级配分别为 1 0 1 6 m l T l 、 1 6 - 2 5 mn l 、 1 0 - 2 5 m i l l 3 种, 紧密堆积密度取为 1 6 0 0 k g m3 ; 水为江苏泰州当地自来水; 减水剂为萘系高效减水剂, 减水率 1 8 。 1 2混凝土 配合 比 1 2 1 混凝土强度和孔隙率试验 试验研究骨胶比、 骨料级配、 粉煤灰掺量和掺入矿粉、 硅灰 等因素对无砂多孔生态混凝土抗压、 抗折强度和孔隙率的影响。 为无砂多孔生态混凝土强度与孔隙率设计提供依据。 混凝土试块所用胶结浆
14、体配合比见表 1 。 用表 1中胶结浆 体在不同骨胶比情况下分别与不同级配的骨料拌和而成无砂 多孔生态混凝土, 其配合比见表 2 、 3 0 每组混凝土试块为 3 块。 1 31 表 1 胶结 浆试块 注: 表2 , 3中编号规则为, 胶结浆体号 + 组号, 例如 G 4 9为用表 1 中G 4 组的浆体拌制的第 9 组无砂多孔混凝土。 1 2 2 碱环境试验 普通混凝土的p H值高达 l 2 1 3左右, 对植物生张是不利的。 为满足植生性能的要求, 无砂多孔生态混凝土的 p H值不应超 过 1 0 t 3 i 。 试验研究水灰比、 粉煤灰掺量和掺人矿粉、 硅灰等因素 对无砂多孔生态混凝土碱
15、环境的影响。 经测试, 纯胶结浆体试块与用同样浆体制作的生态混凝土 试块在龄期为 2 8 d时, 测得的p H相近, 所以试验用胶结浆体 试块代替混凝土试块进行碱环境研究。 碱环境试验胶结浆体试 块配合比见表 1 , 每组胶结浆体试块为 3块。 1 3试 块制作 混凝土制备工序是先将胶凝材料、 减水剂和水按配合比放 入强制搅拌机搅拌 3 0 s , 然后倒入一半骨料搅拌 3 0 s , 然后倒入 另一半骨料搅拌 6 0 s , 最后入模盹 。 抗压试验用 1 5 0 mmx l 5 0 r l l l T l 1 5 0 n l l l 标准立方体试模制作试块 , 采用插捣棒插捣成型阎 , 每
16、 层捣实厚度不大于 5 c m且每层插捣次数不低于 3 O次。 抗折试 块尺寸 1 5 0 mmx l 5 0 mmx 5 5 0 n l l l l , 每层混凝土插捣次数不低于 1 0 0 次。 在插捣过程中, 用锓刀沿试模内壁插抹。 待模子成型满后, 用插捣棒在试块表面进行滚压。 胶结浆试块为 4 0 mmx 4 0 mmx l 6 0 1 1 1 1 1 1 尺寸的棱柱体试 块, 浇筑一昼夜后拆摸, 放人标准养护室养护 2 8 d , 用其抗折、 1 3 2 抗压试验后的碎块测试其p H值。 2 试验结果与分析 2 1 混凝 土抗压 、 抗折 强度 试验主要研究骨胶比、 骨料级配和胶凝
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