透水混凝土與常規(guī)混凝土使用相同的材料,不同之處在于透水混凝土通常會(huì)完全去掉細(xì)骨料,并且使用尺寸幾乎相同的粗骨料,從而使顆粒堆積相對(duì)較少。這提供了較好的硬化性能,但也導(dǎo)致了混合、施工、壓實(shí)和固化時(shí)需要不同的考慮。與常規(guī)混凝土相比,透水混凝土混合物的配比有所不同,并且混合物比例比常規(guī)混凝土混合物的耐受性稍差,必須對(duì)所有配料進(jìn)行嚴(yán)格控制以達(dá)到所需的效果。
在開發(fā)透水混凝土混合物時(shí),目標(biāo)是獲得允許滲水率或設(shè)計(jì)空隙率。透水混凝土混合物的空隙率將取決于成分的特性,如何配比以及如何固化混合物。滲透混凝土通常設(shè)計(jì)空隙率在15%到30%的范圍內(nèi)。通常,隨著空隙含量的減少,強(qiáng)度增加,滲透率降低。對(duì)于透水混凝土混合物,通過試驗(yàn)批次驗(yàn)證混合物達(dá)到設(shè)定比例時(shí)達(dá)到假定的特性。人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn),即使設(shè)計(jì)空隙率為20%,當(dāng)按比例混合透水混凝土?xí)r,實(shí)驗(yàn)測得的空隙率差異很大。這取決于混合物的可加工性和固結(jié)量。 下面我們詳細(xì)介紹一下透水混凝土中所使用的材料。
水泥
與傳統(tǒng)混凝土一樣,水泥可用于透水混凝土。另外,可以使用膠凝材料(SCM),例如粉煤灰,火山灰和磨碎的高爐礦渣。強(qiáng)烈建議事先通過試驗(yàn)配料測試,以便可以確定對(duì)性能重要的因素(凝固時(shí)間,強(qiáng)度發(fā)展速率,孔隙率和滲透性等)。
高性能混凝土的關(guān)鍵是使用SCM。硅粉、飛灰和高爐礦渣均通過降低滲透性和裂化來提高耐用性
硅粉是硅酮生產(chǎn)的副產(chǎn)品。它由超細(xì)球形顆粒組成,可顯著提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。它經(jīng)常用于高層建筑,它產(chǎn)生的混凝土抗壓強(qiáng)度超過20,000 psi。硅粉可替代5-12%的水泥。
粉煤灰是發(fā)電廠燃煤的副產(chǎn)品。它曾經(jīng)被填埋,但現(xiàn)在大量用于水泥。該材料可用于替代5-65%的水泥
高爐礦渣是鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物。它使混凝土具有更高的強(qiáng)度和耐久性,并且可以替代混合物中20-70%的水泥。
透水材料
透水混凝土的骨料級(jí)數(shù)很窄,但是通過使用不同的尺寸可以獲得不同的表面紋理。盒子中的混凝土含有6毫米的水泥。頂部尺寸6.5毫米,而下方的則使用更大的尺寸,即20毫米。
骨料
透水混凝土中細(xì)骨料的含量受到限制,而粗骨料則保持在較狹窄的等級(jí)。常用的粗骨料等級(jí)包括 67號(hào)(20毫米至4號(hào)),8號(hào)(8毫米至16號(hào))和89號(hào)(8毫米至50號(hào))。還使用了最大尺寸為25毫米的單一尺寸骨料。狹窄的等級(jí)是其重要特征。較大的聚集體可提供較粗糙的表面。透水混凝土的最新用途主要集中在停車場、人流少的人行道。對(duì)于這些應(yīng)用,出于美學(xué)原因,常使用小尺寸的集料。粗骨料尺寸89號(hào)(頂部尺寸為5毫米)已廣泛用于停車場和行人道路應(yīng)用,其歷史可追溯至20年前。
圓形骨料(礫石)和角骨料(碎石)均已用于生產(chǎn)透水混凝土。通常,使用圓形的骨料可以達(dá)到更高的強(qiáng)度,盡管角骨料通常是合適的。與常規(guī)混凝土一樣,透水混凝土要求骨料接近飽和,表面干燥的狀態(tài),或者密切監(jiān)控骨料的水分狀況應(yīng)考慮到骨料中的游離水分。應(yīng)當(dāng)指出,水的控制在透水混凝土混合物中很重要。太干的骨料從混合物中吸收的水會(huì)導(dǎo)致干混合物無法施工或更好的壓實(shí)。
通常在適當(dāng)摻入化學(xué)混合物的情況下使用0.27至0.36的水灰比,并且成功使用了高達(dá)0.40的水灰比。對(duì)于透水混凝土,強(qiáng)度與水灰比之間的關(guān)系尚不特別清晰,因?yàn)榕c常規(guī)混凝土不同,總漿料含量小于集料之間的空隙含量。因此,使糊料更牢固可能并不總會(huì)提高整體強(qiáng)度。水分含量應(yīng)嚴(yán)格控制,正確的含水量使混合物具有光澤,而不會(huì)從聚集體中流出。當(dāng)漿料流入集料之間的空隙中時(shí),少數(shù)形成球狀的透水混凝土不會(huì)碎裂或失去其空隙結(jié)構(gòu)。通常,可飲用的水適用于混凝土,也可以使用混凝土生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的循環(huán)水。如果對(duì)水源的適用性有疑問,建議使用工作材料進(jìn)行分批處理。
外加劑
與常規(guī)混凝土一樣,化學(xué)外加劑也用于滲透混凝土中以獲得特殊性能。由于與透水混凝土相關(guān)的凝固時(shí)間,通常使用緩凝劑或水合穩(wěn)定劑。使用化學(xué)外加劑應(yīng)嚴(yán)格遵循制造商的建議。引氣劑可以減少透水性混凝土的凍融破壞,并在需要考慮凍融的地方使用。專有的外加劑產(chǎn)品,有助于施工和保護(hù)透水混凝土道路。