透水混凝土的透水系数及耐磨性试验方法研究

Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ １４７
方波青等:透水混凝土透水系数及耐磨性试验方法研究
２０１８ 年增刊 ２
量 Ｑꎬ利用透水系数 Ｋｔ ＝ ＱＬ / ＡＨｔ 的公式进行计 算ꎮ 式中 Ｌ 为试样的厚度( ｍｍ) ꎻＡ 为标准环内 截面面积( ｃｍ２ ) ꎻＨ 为水位差( ｍｍ) ꎻｔ 为测试时间 ( ｓ) ꎮ 透水系数 Ｋｔ 的单位为 ｍｍ / ｓꎮ ３. ２ 耐磨性测试
采用透水混凝土试块进行测试ꎬ每组 ５ 个试 块ꎬ试块的厚度与施工现场一致ꎬ长宽均不能小于 １０ ｃｍꎬ测试时 间 在 ２ ｍｉｎ 以 内ꎬ 磨 料 在 转 动 的 钢轮与试块的缝隙中通过对试块所造成的磨 损程度进行测定ꎬ最终以磨坑平均长度计ꎬ耐 磨性单位为 ｍｍꎮ ４ 测试方法 ４. １ 透水系数的测试
项目
单位
技术要求
耐磨性( 磨坑长度)
ｍｍ
≤３０
透水系数(１５ ℃ )
抗冻性
２５ 次冻融循环后抗压 强度损失率
２５ 次冻融循环后质量 损失率
连续孔隙率
ｍｍ / ｓ ％ ％ ％
≥０. ５ ≤２０ ≤５ ≥１０
强度等级
－
Ｃ２５
抗压强度
ＭＰａ
≥２５
弯拉强度
ＭＰａ
Hale Waihona Puke Baidu≥３
透水混凝土的抗冻性、强度指标测试与常规
关键词:透水系数ꎻ耐磨性ꎻ测试方法ꎻ透水混凝土
中图分类号:ＴＶ４１ꎻＴＶ４３
文献标识码: Ｂ
文章编号:１００１￣２１８４(２０１８) 增 ２￣０１４７￣０３
１ 概 述 透水混凝土是由粗集料及水泥基胶结料经拌
和形成的、具有连续孔隙结构的混凝土ꎬ是一种绿 色环保生态型路面材料ꎬ可以有效解决“ 热岛效 应”“洪涝灾害” 等环境问题ꎬ在海绵城市建设的 背景下具有重要的经济效益和社会效益ꎮ 目前国 内透水混凝土施工工法已经成熟ꎬ但其成型后的 主要性能才是检测透水混凝土施工质量的关键ꎮ 在透水混凝土配合比设计验证阶段及施工取样阶 段ꎬ应严格按照要求进行技术指标检测ꎬ以保证其 特性的发挥ꎮ ２ 透水混凝土原材料要求及性能指标 ２. １ 原材料
(２) 试样数据记录ꎮ 用钢尺量取试样的直径和厚度ꎬ测 ２ 次ꎬ取平 均值ꎬ精确至 １ ｍｍꎬ计算试样的表面积ꎮ (３) 试块的处理ꎮ 试验前ꎬ将透水混凝土试块的四周用密封材 料封好ꎬ水仅能从试块的上下表面渗透ꎮ 密封好 后ꎬ将试块放入真空装置ꎬ抽真空至(９０ ± １) ｋＰａꎬ 保持 ３０ ｍｉｎꎮ 在保持真空的同时ꎬ加入足够的水 覆盖试样至少 １０ ｃｍꎬ停止抽真空ꎬ浸泡 ２０ ｍｉｎ 后 将其取出ꎮ (４) 测试过程ꎮ 将处理好的试块放入透水系数测试装置ꎮ 将试块与透水圆筒连接并密封好ꎬ放入溢流 水槽ꎬ打开供水阀门ꎬ试验用水采用无气水ꎬ待溢 流水槽的溢流孔出水时调整供水阀门ꎬ使透水圆 筒保持一定水位( 约 １５ ｃｍ) ꎬ待溢流水槽和透水 圆筒溢流孔流量稳定后ꎬ用量筒从出水口接水ꎬ记 录 ５ ｍｉｎ 流出的水量 Ｑꎬ量测 ３ 次ꎬ取平均值ꎮ (５) 数据的处理ꎮ 试验结果以 ３ 个试块的平均值计ꎬ精确至 １ × １０ － ２ ｍｍ / ｓꎮ ４. ２ 耐磨性测试 (１) 试验设备与仪器准备ꎮ ①钢轮式耐磨试验机ꎮ 钢轮式耐磨试验机由摩擦钢轮、磨料料斗、导 流料斗、夹紧滑车和配重等组成(图 ２)ꎮ 摩擦钢轮的材质为 ４５ 号钢ꎬ硬度为 ＨＢ２０３ ~ ＨＢ２０５ꎬ钢轮直径为 ２００ ｍｍ ± ０. ２ ｍｍꎬ厚度为 ７０ ｍｍ ± ０. １ ｍｍꎮ 将夹紧滑车安装在耐磨试验机轨道上ꎬ将设 有紧固试件的装置通过 １４ ｋｇ ± ０. ０１ ｋｇ 配重使试 件与摩擦钢轮接触ꎬ以控制试件与摩擦钢轮之间 的压紧力ꎮ 磨料料斗容积大于 ５ Ｌ 并带有控制磨料料斗 开启和停止输出的调节阀ꎻ导流料斗容积大于 １ Ｌꎬ其中磨料高度应始终不小于 ２５ ｍｍꎮ 导流料斗 带有用于调节磨料流速的调节阀ꎬ能够使磨料以 恒定的流速通过导流料斗长方形下料口流到摩擦 钢轮上ꎬ其流速可调且不小于 １ Ｌ / ｍｉｎꎮ 导流料斗的长方形下料口的内口长度应为
摘 要:透水混凝土作为新型生态环保型产品ꎬ对城市生态环境的改善具有重要的意义ꎮ 相对于常规混凝土而言ꎬ透水混凝
土在保证一定强度的同时ꎬ其突出特性是透水性和耐磨性ꎬ是发挥透水混凝土性能特点的重要指标ꎮ 介绍了透水混凝土的
技术指标及对原材料的要求ꎬ阐述了透水系数及耐磨性测试原理、方法与应用ꎬ可供类似工程借鉴ꎮ
(３)集 料ꎮ
必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石
料ꎬ性能指标应符合表 ２ 中的规定ꎮ
集料尺寸分三级:粒径为 ２. ４ ~ ４. ７５ ｍｍ、粒
径为 ４. ７５ ~ ９. ５ ｍｍ、粒径为 ９. ５ ~ １３. ２ ｍｍꎮ
２. ２ 透水混凝土性能指标
透水混凝土的性能应符合表 ３ 中的规定ꎮ
(１) 水泥ꎮ 采用强度等级不低于 ４２. ５ 级的 硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥ꎮ
(２) 增强料ꎮ 分有机材料和无机材料两类ꎬ 材料技术指标应符合表 １ 中的规定ꎮ
表 １ 增强料技术指标表
聚合物 乳液
含固量 / ％ 延伸率 / ％ 极限拉伸强度 / ＭＰａ
４０ ~ ５０
≥１５０
≥１
活性 ＳｉＯ２
ＳｉＯ２ 含量应大于 ８５％
②测量器具ꎮ 量具:分度值为 １ ｍｍ 的钢直尺及类似量具ꎮ 秒表:精度为 １ ｓꎮ 量筒:容量为 ２ Ｌꎬ最小刻度为 １ ｍＬꎮ 温度计:最小刻度为 ０. ５ ℃ ꎮ ③试验用水ꎮ
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试验用水使用无气水ꎬ可采用新制备的蒸馏 水进行排气处理ꎬ试验时水温宜为(２０ ± ３) ℃ ꎮ
混凝土类似ꎬ孔隙率与透水性成正相关关系ꎮ 基
于透水混凝土的特殊性ꎬ笔者主要阐述了其透水
系数及耐磨性的测试方法及其应用ꎮ
３ 测试原理
３. １ 透水系数的测试
采用透水混凝土试块进行测试ꎬ每组 ３ 个试
块ꎬ试块为直径 １００ ｍｍꎬ高 ５０ ｍｍ 的圆柱ꎮ 主要
利用透水系数测试装置测试某一段时间 ｔ 的透水
(１) 试验设备与仪器准备ꎮ ①试验设备ꎮ 试验测试装置见图 １ꎮ
１ － 供水系统ꎻ２ － 圆筒的溢流口ꎻ３ － 水圆筒ꎻ４ － 溢流水槽ꎻ５ － 水槽的溢流口ꎻ６ － 支架ꎻ７ － 试样ꎻ８ － 量筒ꎻ９ － 水位差
图 １ 透水系数测试装置示意图
水圆筒为设有溢流口并能保持一定水位的圆 筒ꎻ溢流水槽为设有溢流口并能保持一定水位的 水槽ꎻ抽真空装置应能装下试样并应保持 ９０ ｋＰａ 以上的真空度ꎮ
收稿日期:２０１８￣０１￣０６
表 ２ 集料性能指标表
项目
单位
指标
尺寸
ｍｍ
２. ４ ~ １３. ２
压碎值
％
< １５
针片状颗粒含量( 按质量计)
％
< １５
含泥量( 按质量计) 表观密度
紧密堆积密度
％ ｋｇ / ｍ３ ｋｇ / ｍ３
<１ > ２ ５００ > １ ３００
堆积孔隙率
％
< ４７
表 ３ 主要技术指标表
第 ３７ 卷增刊 ２ ２ ０１８ 年７ 月
四 川 水 力 发 电 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ
Ｖｏｌ. ３７ꎬ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ２ Ｊｕｌ. ２ ０ １ ８
透水混凝土的透水系数及耐磨性试验方法研究
方 波 青ꎬ 张 铎
( 中国水利水电第七工程局有限公司 一分局ꎬ四川 彭山 ６２０８６０)