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摘要:本课题研究方向是在此基础上希望制备一种既具有发光功能,又能满足透水砖性能的发光透水混凝土,此路面白天具有良好的自然铺面装饰效果,夜间能够自身发光,具有照明与装饰作用,可广泛应用于公共广场、景区及人行横道等.而本课题研究的透水砖的制备就是以此发光混凝土为基础,通过各项实验寻找出合适的制备方式与用料
关键词:发光透水混凝土
透水混凝土是由粗骨料、水泥、水,以及必要时掺入的矿物掺合料和外加剂等材料拌制而成的一种多孔混凝土,它不含细骨料,由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互黏结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构,具有透气、透水等特点。利用发光石混入骨料中,制备出的透水砖产生发光的效果。将其运用到园林,城市道路中去.
一、发光透水混凝土
1.1原材料及筛选标准
1.1.1原材料
(1)胶凝材料:水泥,拉法基P?O42.5R级水泥,具体技术指标见表1;超细粉煤灰,密度约为2500kgm3;硅灰,埃肯加密硅灰,密度2100kgm3。
(2)粗骨料:采用5~10mm、10~16mm稀土元素激活的碱土铝酸盐长余辉发光石及天然碎石。
(3)表面缓凝剂:采用中建自制表面缓凝剂,含固量12%。
(4)减水剂:采用聚羧酸高性能减水剂,固含量为9%,减水率约为10%。
1.2试验方法与结论
透水混凝土性能测试方法:依照DB11T775—2010《透水混凝土路面技术规程》进行透水混凝土强度、孔隙率及透水系数的检测。
露骨透水混凝土表面处理的试验方法:根据相应的透水砖磨具在其成型后,在面层均匀喷刷一层表面缓凝剂,随后养护至标准时间。
骨料性能和胶材体系、用量是影响透水混凝土性能的主要因素。为了实现透水混凝土强度和透水性的平衡,本试验重点研究骨料性能及不同胶材体系对发光透水混凝土孔隙率、透水系数和抗压、抗折强度的影响,确定C20发光露骨透水混凝土的较优配合比。
2.骨料、粒径对发光透水混凝土性能的影响
在不同不同骨料发光透水混凝土试验配合比及试验结果如图表二和表三所示,以石质发光石作为骨料,相对于树脂类的发光石来说,相同粒径下,对透水混凝土的强度会有很大的增强且透水系数和孔隙率的影响都要小,有表一和表二所示可看到,骨粒粒径对发光透水砖制备的混凝土的各方面性能都有很大的影响。因为骨粒粒径越小,单位体积的骨料的表面积越大,能够形成的结构骨架单位体积内的骨料颗粒相互之间的触碰点的数量就越多胶结面积就越大,所以骨粒粒径越小,制备的透水混凝土的透水系数和孔隙率就会相应降低,而强度就会增强。所以要制备的透水砖的混凝土强度提高的同时,孔隙率和透水性就会下降。采用5~10mm石质碎石制备发光透水砖的混凝土性能在对比其他粒径来说要好,其透水系数为2.0mms、孔隙率为18%、28d的抗压强度和抗折强度分别为15.2MPa、1.9MPa,孔隙率和透水系数均能达到DB11T775—2010《透水混凝土路面技术规程》中对透水面层的设计要求,且具有一定的照明功能,但强度仍不满足C20面层透水混凝土标准。因此,需要进一步对胶凝材料用量及体系进行研究,以改善发光透水混凝土的强度。
2.1骨料种类对发光透水混凝土性能的影响
因为其天然发光石的价格很贵而且大部分都具有一定的放射性,有很大的危险性,对实验的安全性也有一定的影响。所以,这次实验采用发光率较高、余辉时间长、没有放射性污染的碱土铝酸盐类人的人造发光骨料。其主要有两类:树脂类发光卵石和石质发光碎石。其中石质发光的石头以高纯度天然矿石或玻璃质的材料和稀土会原料,其表观密度和一般的普通的石头相近,其密度约为2600kg/m3,而树脂类发光石密度要小,其表观密度只有1100kg/m3,而强度低。这些有实验成本和工艺决定,市面上大部分为碎石,与普通石头相比较强度较低,没有光滑的表面。不同的骨料发光透水砖混凝土实验配合比及实验结果如表2表3所示。
2.2不同胶材体系对透水混凝土的影响
由表三和表四可知,不同的胶体材料的体系的混凝土其强度随着教材用量的提高也会随着提高,即强度越高,骨胶越小,但其透水率和孔隙率也会根据前者的比例系数降低一定程度。相同的胶材使用量的条件下,孔隙率和透水系数为“纯水泥”>“水泥-超细粉煤灰”>“水泥-硅灰”胶材体系,28d强度为“水泥-硅灰”>“水泥-超细粉煤灰”>“纯水泥”胶材体系。但是随着透水砖使用的混凝土的强度的降低,其透水性也会随之增强,两者之间产生一个相互制约的关系,需要从多个方面综合考虑。胶材的体系和骨料的性能,再根据里面的用量是影响透水混凝土的性能的主要因素。在为了实现透水性的均衡和透水混凝土的强度,试验通过研究不同的胶材体系及骨料性能对透水混凝土的孔隙率、抗压、抗折强度和透水系数的影响,确定C20发光透水砖的混凝土的较优的配合比。
通过前面叙述的一系列试验,根据C20发光透水砖混凝土制备过程中的材料成本,拌合物的工作状态及对混凝土的透水系数、孔隙率与强度的影响,确定了11号试验品的配合比能够使发光透水砖的制备混凝土性能得到良好的均衡与统一。
3结语
根据面层设计要求,采用水泥-超细粉煤灰体系,应用发光骨料,混凝土表面处理,制备出透光透水砖,测试其各项指标均满足设计要求,实施效果良好。此发光透水砖铺贴路面,白天具有观赏性,夜间能够持续发光,集照明、装饰、透水、承重等多功能于一体,是典型的功能型绿色混凝土。同时发光透水砖的铺贴风格多变,可应环境要求变换不同的路面铺装效果。当然这不是制备发光透水砖的唯一方式。其影响因素与方式还有很多需要去研究与探讨。
参考文献
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