CN105753397A - 一种抗冻融透水混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及一种抗冻融透水混凝土，以每立方米计，其包括：310～350kg的普通硅酸盐水泥，1440～1500kg的粗骨料，96～136kg的水，8.6～9.6kg的刚性聚丙烯纤维。本发明在普通透水混凝土的基础上掺入适量的刚性聚丙烯纤维，从而大幅度提升透水混凝土的抗冻融性能。而聚丙烯纤维价格低廉，可大量生产使用，作为生态友好型的透水混凝土，大量使用有利于大自然和生态环境的保护，为人类创造良好的生存条件。

Description

一种抗冻融透水混凝土

技术领域

本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及一种抗冻融透水混凝土。

背景技术

透水混凝土是采用单粒级粗骨料作为骨架，水泥净浆包裹在粗骨料颗粒的表面，形成的蜂窝状混凝土材料。透水混凝土作为路面铺装材料要求即要有足够的强度，又要有良好的透水性，但其疏松多孔的性质决定了同时获得以上两特性的矛盾性，在实际工程中常出现承载能力差、粗骨料之间粘结力小、抗冻融性能低、易开裂且难修复以及孔穴堵塞等问题。针对透水混凝土抗冻融性能的改善技术即适当加入了刚性聚丙烯纤维，使之改善透水混凝土的耐久性能的工艺方法。

刚性聚丙烯改性透水混凝土具有强度高，整体性优良的特点，并且抗冻融性能比普通透水混凝土有显著提升。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种具有最佳刚性聚丙烯纤维掺量的抗冻融透水混凝土，其具有显著提高的抗冻融性能。

一种抗冻融透水混凝土，以每立方米计，包括：310～350kg的普通硅酸盐水泥，1440～1500kg的粗骨料，96～136kg的水，8.6～9.6kg的刚性聚丙烯纤维。

其中：

所述的普通硅酸盐水泥为强度等级在42.5以上的普通硅酸盐水泥。优选的，满足表5的指标：

表5

所述的粗骨料为粒径为5～10mm的碎石，主要性能指标符合《透水混凝土路面技术规程》CJJT135-2009和《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二级要求i，碎石的主要性能指标如表6所示：

表6

所述的刚性聚丙烯纤维：直径为0.8～1.5mm，长度为20～60mm，优选的，熔点为160～170℃。该类刚性聚丙烯纤维的可通过市售的方式购买得到，例如，可于武汉市中鼎经济发展有限责任公司处购得，产品名称为聚丙烯增韧增粗纤维，也叫聚丙烯仿钢纤维。

优选的，所述刚性聚丙烯纤维的直径为1.3～1.5mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为20～40mm。

优选的，所述刚性聚丙烯纤维的直径为1.1～1.3mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为20～40mm。

优选的，所述刚性聚丙烯纤维的直径为0.8～1.1mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为40～60mm。

更优选的，所述刚性聚丙烯纤维的掺量为1wt％。

本发明在普通透水混凝土的基础上掺入适量的刚性聚丙烯纤维，从而大幅度提升透水混凝土的抗冻融性能。而聚丙烯纤维价格低廉，可大量生产使用，作为生态友好型的透水混凝土，大量使用有利于大自然和生态环境的保护，为人类创造良好的生存条件。

附图说明

图1是本发明的实施例中A1-A28组的相对质量损失率变化图。

图2是本发明的实施例中A1-A28组的相对动弹模量变化图。

图3是本发明所提供的抗冻融透水混凝土的光学照片。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

试料准备包括骨料的筛分，测试其表观密度与紧密堆积密度。运用体积法计算各配比所需质量。

本试验所使用5～10mm粒径的碎石表观密度为2600kg/m³，紧密堆积密度为1500kg/m³，孔隙率为42.3％。水灰比为0.35，透水混凝土目标孔隙率为20％。碎石采用武汉某处提供的瓜米石。1m³碎石用量Mg＝1500×0.98＝1470kg(需考虑实际情况故乘以折减系数0.98)，此时水泥浆的体积V_浆＝42.3％-20％＝22.3％，即为223ml。

与水灰比联立方程组，即可得所需各组分质量见表1。

表1各组分透水混凝土配比

刚性聚丙烯纤维技术指标见表2：

表2刚性聚丙烯纤维技术指标

冻融试验

在标准养护室内或同条件养护的试件应在养护龄期为24d时提前将冻融试验的试件从养护地点取出，随后将冻融试件放在(20±2)℃水中浸泡，浸泡时水面高出试件顶面(20～30)mm。在水中浸泡的时间为4d，并在28d龄期进行冻融试验。在试验前用湿布擦除表面水分后对外观尺寸进行测量，并编号，称量试件初始质量w_0i，并测量其横向基频的初始值f_0i。将试件放入试件盒内，试件位于试件盒中心，并向试件盒中注入清水，试验过程中，盒内水位高度应始终保持至少高出试件顶面5mm。冻融循环过程应符合下列规定:

1.每次循环应在2～4小时完成，且用于融化的时间不得少于整个冻融循环试件的1/4。

2.在冷冻和融化过程中，试件中心最低与最高温度应分别控制在(-18±2)℃和(5±2)℃，在任意时刻，试件中心温度不得高于7℃，且不低于-20℃。

3.每块试件从3℃降低至-16℃时间不得少于冷冻时间的1/2；每块试件从-16℃升至3℃所用时间不得少于整个融化时间的1/2，试件内外温差不宜超过28℃。

4.冷冻和融化之间的转换时间不超过10min。

每隔25次循环检测试件的质量w_0i与横向基频f_0i。当冻融循环出现下列情况之一时，可停止试验。

1.达到规定的冻融循环次数；

2.试件相对动弹性模量下降60％；

3.试件质量损失率达到5％。

试验结果分析符合以下规定：

1、相对动弹性模量应按下式计算：

$P_i=\frac{f_{ni}^2}{f_{0i}^2}\×100$

式中：P_i-经N次冻融循环后第i个混凝土试件的相对动弹性模量(％)，精确至0.1；

f_ni-经N次冻融循环后第i个混凝土试件的横向基频值(Hz)；

f_0o-冻融循环前第i个混凝土试件横向基频值(Hz)；

将得到的每一组混凝土试件的相对动弹性模量取平均值，并精确至0.1。

2、单个试件的质量损失率按下式计算；

${\mathrm{\Δw}}_{ni}=\frac{w_{0i}-w_{ni}}{w_{0i}}\×100$

式中：Δw_ni-N次冻融循环后i个混凝土试件的质量损失率(％)，精确至0.01；w_0i-冻融循环试验前第i个混凝土试件的质量(g)；

w_ni-N次冻融循环后第i个混凝土试件的质量(g)。

将得到的每一组混凝土试件的质量损失率取平均值，并精确至0.1。

仪器：混凝土快速冻融试验机，其技术指标见表3：

表3冻融试验机技术指标

实施例

表4为冻融试验结果数据表。配合比见表1，各配比所得冻融试验结果如表4所示。

表4冻融试验结果

结论：通过试验结果进行的曲线绘制如附图1、2所示，通过数据和曲线可以看出，加入聚丙烯纤维后，其抗冻融性能有明显增强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗冻融透水混凝土，其特征在于，以每立方米计，包括：310～350kg的普通硅酸盐水泥，1440～1500kg的粗骨料，96～136kg的水，8.6～9.6kg的刚性聚丙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的直径为0.8～1.5mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为20～60mm。

3.根据权利要求2所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的熔点为160～170℃。

4.根据权利要求3所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的掺量为1wt％。

5.根据权利要求4所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的直径为1.3～1.5mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为20～40mm。

6.根据权利要求4所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的直径为1.1～1.3mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为20～40mm。

7.根据权利要求4所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述刚性聚丙烯纤维的直径为0.8～1.1mm，所述刚性聚丙烯纤维的长度为40～60mm。

8.根据权利要求1至7任一所述的抗冻融透水混凝土，其特征在于：所述粗骨料为粒径为5～10mm的碎石。