CN108145832A - 一种高强、高透水混凝土的成型方法 - Google Patents

一种高强、高透水混凝土的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强、高透水混凝土的成型方法，将透水混凝土分多次浇筑在钢模中，每次向钢模浇筑透水混凝土后均插捣成型；再使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，并控制压力机的初始加压速率，当压力机施加的荷载达到预设值50％时，压力机保持稳压状态10～20s；逐渐加大压力机施加的荷载，并控制压力机的二次加压速率，将压力机的载荷由预设值50％提升至预设值100％，同时，在钢模的四周注入高压空气；当压力机施加的荷载达到预设值100％且注入的高压空气达到设定值时，保持稳压状态30s；然后停止注入高压空气，卸载压力机的成型压力，并对成型后的透水混凝土进行脱模。本发明提出的成型方法提高了透水混凝土的力学和透水性能。属于建筑材料的技术领域。

Description

一种高强、高透水混凝土的成型方法
技术领域
本发明属于建筑材料的技术领域，具体涉及一种高强、高透水混凝土的成型方法。
背景技术
近年来，城市内涝频发，造成了巨大的经济损失。为了解决城市化进程中产生的一系列环境问题，国家提出了海绵城市的概念。
作为海绵城市的关键材料之一，透水混凝土是一种干硬性混凝土材料，其制备工艺要求高、操作时间短、受环境影响大。透水混凝土由粗集料堆积形成骨架结构、浆体包裹骨料并粘结形成整体，透水混凝土实际上是一种无细集料或少量细集料的贫浆混凝土。透水混凝土是骨料通过包覆一层较薄的水泥浆体而相互粘结，形成孔隙连通且均匀分布的蜂窝状结构，从而赋予了混凝土透气、透水等良好的环境相容性。目前多采用现场制备、现场浇筑的制备和施工方式，以便根据原材料性质和周围环境随时调整配合比及施工工艺。此外，当新拌透水混凝土工作性能不满足施工要求时，调控过程存在诸多不便，难以兼顾透水混凝土的工作性能、力学性能和透水性能。
目前，常用的透水混凝土施工方法包括辊压振动成型、平板振动成型以及磨光机表面整平。这些方法均自上而下施加驱动力，易堵塞透水混凝土的孔隙、致使其结构分层。此外，此类方法需要通过二次施工以处理前次的施工缺陷，不仅加大了施工难度，而且降低了透水混凝土的力学与透水性能，缩短其服役寿命。现阶段，混凝土制品预制技术发展迅速，主流成型工艺包括浇筑成型与压制成型。其中，压制成型工艺特别适用于制备透水混凝土，成型压力是影响透水混凝土性能的关键因素：若压力过大，使骨料间产生较大相对移动，破坏骨料与浆体之间的界面粘结，不利于透水混凝土力学和透水性能的发展；若压力偏小，骨料与浆体间界面粘结不良，导致透水混凝土的力学性能较差。在成型过程中，若水泥浆体流动度过大，易降低孔隙连通率，造成孔隙分布不均。因此，开发一种适合透水混凝土的成型方法，提高其力学和透水性能，是预制透水混凝土制品的关键，也是海绵城市实施过程中必须突破的技术瓶颈。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提出一种高强、高透水混凝土的成型方法，适用于透水混凝土的预制生产并能够大幅度提高其力学和透水性能。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强、高透水混凝土的成型方法，将透水混凝土分多次浇筑在同一个钢模中，每次向钢模浇筑透水混凝土后均插捣成型；
最后一次对透水混凝土插捣成型后，再使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，并控制压力机的初始加压速率，当压力机施加的荷载达到预设值50％时，压力机保持稳压状态10～20s；
然后，逐渐加大压力机施加的荷载，并控制压力机的二次加压速率，将压力机的载荷由预设值50％提升至预设值100％，同时，在钢模的四周注入高压空气；当压力机施加的荷载达到预设值100％且注入的高压空气达到设定值时，保持稳压状态30s；然后停止注入高压空气，卸载压力机的成型压力，并对成型后的透水混凝土进行脱模。
进一步的是：透水混凝土的脱模按照GB/T 50081-2002进行。
进一步的是：每次向钢模浇筑的透水混凝土的厚度≤6cm；每次向钢模浇筑透水混凝土后，用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次。
进一步的是：压力机的初始加压速率即是在30～50s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.2～0.5MPa。
进一步的是：压力机的二次加压速率即是在40～60s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.4～1.0MPa。
进一步的是：高压空气的气体流速为0.3～0.9m/s，气体压强的设定值为0.1～0.4MPa。
相较于现有的透水混凝土的成型技术，本发明提出的成型方法能够高效、快速地制备满足使用性能的透水混凝土，免去施工过程中的诸多不便。该方法不仅通过压力机施加的载荷增强了骨料间的界面粘结，还通过高压气体使水泥浆体紧密包裹在骨料表面，提高了透水混凝土的强度、保障其孔隙连通性和均匀性。采用本发明提出的成型方法获得的透水混凝土组成均匀、性能优异。
附图说明
图1为高强、高透水混凝土成型方法的示意图。
图2为高强、高透水混凝土成型方法的流程图。
其中，1为压力机，2为透水混凝土，3为钢模，4为高压气管。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。这些实例并不限制本发明的权利要求，任何在本发明的启示下得出的与本发明相同或相近似的方法，均在保护范围之内。
实施例1
结合图1和图2所示，一种高强、高透水混凝土的成型方法，将新拌的透水混凝土分多次浇筑在同一个钢模中，每次向钢模浇筑透水混凝土后均插捣成型。比如：将新拌的透水混凝土分两次浇筑，第一次将一部分透水混凝土浇筑在钢模后，对透水混凝土插捣成型；然后再次将一部分透水混凝土浇筑在钢模内，然后再次对透水混凝土插捣成型。插捣成型可以消除透水混凝土中存在的大尺寸缺陷，大尺寸缺陷指的是浇筑透水混凝土后，在其内部存在着一些比较大的空隙，该空隙可以容纳一颗或者多颗骨料。
最后一次对透水混凝土插捣成型后，再使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，并合理控制压力机的初始加压速率，当压力机施加的荷载达到预设值50％时，压力机保持稳压状态10～20s。压力机对透水混凝土施加的载荷会达到一个确定的预设值，该确定的预设值已经预先确定好。压力机施加的荷载由零到预设值的50％，这一过程称为压力机的初始加压过程，初始加压过程对应初始加压速率。当压力机施加的荷载达到预设值50％时，压力机保持稳压状态10～20s，即压力机保持该状态下的载荷10～20s，以进一步消除透水混凝土中存在的大尺寸缺陷。
压力机保持稳压状态10～20s后，然后逐渐加大压力机施加的荷载，并合理控制压力机的二次加压速率，将压力机的载荷由预设值50％提升至预设值100％，在提升压力机载荷的同时，在钢模的四周通过高压气管注入高压空气，即向透水混凝土的中心注入高压空气；当压力机施加的荷载达到预设值100％且注入的高压空气达到设定值时，保持稳压状态30s；然后停止注入高压空气，卸载压力机的成型压力(即卸载压力机施加的载荷)，并对成型后的透水混凝土进行脱模与养护。向钢模注入的高压空气也会达到一个确定的设定值，该确定的设定值已经预先确定好。
透水混凝土的脱模按照GB/T 50081-2002进行。GB/T 50081-2002对应的国家标准是《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
钢模呈立方形。由于透水混凝土要分多次浇筑，应保证每次向钢模浇筑的透水混凝土的厚度≤6cm；即每次向钢模浇筑透水混凝土后，该次的透水混凝土在钢模内的厚度≤6cm；每次向钢模浇筑透水混凝土后，用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次。
压力机的初始加压速率即是在30～50s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.2～0.5MPa。压力机施加的荷载达到的预设值50％的范围是0.2～0.5MPa，即预设值的50％的范围0.2～0.5MPa。
压力机的二次加压速率即是在40～60s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.4～1.0MPa。压力机施加的荷载达到的预设值100％的范围是0.4～1.0MPa，即预设值的100％的范围0.4～1.0MPa。
高压空气的气体流速为0.3～0.9m/s，气体压强的设定值为0.1～0.4MPa。
举例说明如下：透水混凝土配合比为：骨料1660重量份，水泥300重量份，水75重量份，减水剂3重量份。
将新拌透水混凝土分3次置于3.75L(15mm×15mm×15mm)的立方体钢模中，每次透水混凝土加入的厚度为5cm，并用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次，浇筑插捣成型后抹平透水混凝土的表面；然后，使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，加压程序为：40s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.2MPa；稳压15s后，60s内将载荷提升至0.4MPa，同时在钢模的四周注入流速为0.3m/s的高压空气；当气体压强达到0.1MPa、压力机施加的荷载达到设定值时，稳压30s。停止注入高压空气，卸载成型压力，并按照GB/T 50081-2002进行脱模与养护。
实施例2
除以下技术特征外，其余未提交技术特征同实施例1。
透水混凝土配合比为：骨料1660重量份，水泥300重量份，水75重量份，减水剂3重量份。
将新拌透水混凝土分3次置于3.75L(15mm×15mm×15mm)的立方体钢模中，每次透水混凝土加入的厚度为5cm，并用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次，浇筑插捣成型后抹平透水混凝土的表面；然后，使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，加压程序为：40s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.3MPa，稳压15s后，60s内将载荷提升至0.6MPa，同时在钢模的四周注入流速为0.5m/s的高压空气；当气体压强达到0.2MPa、压力机施加的荷载达到设定值时，稳压30s。停止注入高压空气，卸载成型压力，并按照GB/T 50081-2002进行脱模与养护。
实施例3
除以下技术特征外，其余未提交技术特征同实施例1。
透水混凝土配合比为：骨料1660重量份，水泥300重量份，水75重量份，减水剂3重量份。
将新拌透水混凝土分3次置于3.75L(15mm×15mm×15mm)的立方体钢模中，每次透水混凝土加入的厚度为5cm，并用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次，浇筑插捣成型后抹平透水混凝土的表面；然后，使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，加压程序为：40s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.5MPa，稳压15s后，60s内将载荷提升至1.0MPa，同时在钢模的四周注入流速为0.8m/s的高压空气；当气体压强达到0.4MPa、压力机施加的荷载达到设定值时，稳压30s。停止注入高压空气，卸载成型压力，并按照GB/T 50081-2002进行脱模与养护。
实施例4
除以下技术特征外，其余未提交技术特征同实施例1。
透水混凝土配合比为：骨料1660重量份，水泥300重量份，水75重量份，减水剂3重量份。
将新拌透水混凝土分3次置于3.75L(15mm×15mm×15mm)的立方体钢模中，每次透水混凝土加入的厚度为5cm，并用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次，浇筑插捣成型后抹平透水混凝土的表面。按照GB/T 50081-2002进行脱模与养护。该实施例没有采用压力机和高压空气。
实施例5
除以下技术特征外，其余未提交技术特征同实施例1。
透水混凝土配合比为：骨料1660重量份，水泥300重量份，水75重量份，减水剂3重量份。
将新拌透水混凝土分3次置于3.75L(15mm×15mm×15mm)的立方体钢模中，每次透水混凝土加入的厚度为5cm，并用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次，浇筑插捣成型后抹平透水混凝土的表面；然后，使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，40s内将透水混凝土表面的载荷提升至1.0MPa；当压力机施加的荷载达到预设值时，稳压30s后卸载成型压力，并按照GB/T50081-2002进行脱模与养护。该实施例采用了压力机，没有采用高压空气。
按照GB/T 50081-2002测试各实施例的抗压强度，采用透水系数测试仪测试其透水性能：
表1透水混凝土性能测试结果

Claims (6)

1.一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：将透水混凝土分多次浇筑在同一个钢模中，每次向钢模浇筑透水混凝土后均插捣成型；
最后一次对透水混凝土插捣成型后，再使用压力机对钢模中的透水混凝土施加荷载，并控制压力机的初始加压速率，当压力机施加的荷载达到预设值50％时，压力机保持稳压状态10～20s；
然后，逐渐加大压力机施加的荷载，并控制压力机的二次加压速率，将压力机的载荷由预设值50％提升至预设值100％，同时，在钢模的四周注入高压空气；当压力机施加的荷载达到预设值100％且注入的高压空气达到设定值时，保持稳压状态30s；然后停止注入高压空气，卸载压力机的成型压力，并对成型后的透水混凝土进行脱模。
2.根据权利要求1所述的一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：透水混凝土的脱模按照GB/T 50081-2002进行。
3.根据权利要求1所述的一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：每次向钢模浇筑的透水混凝土的厚度≤6cm；每次向钢模浇筑透水混凝土后，用捣棒按逆时针方向自外而内均匀插捣25次。
4.根据权利要求1所述的一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：压力机的初始加压速率即是在30～50s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.2～0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：压力机的二次加压速率即是在40～60s内将透水混凝土表面的载荷提升至0.4～1.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种高强、高透水混凝土的成型方法，其特征在于：高压空气的气体流速为0.3～0.9m/s，气体压强的设定值为0.1～0.4MPa。
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