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废陶瓷骨料透水混凝土抗压强度与透水性能试验研究

徐俊珂  
【摘要】:透水混凝土作为一种环境友好型材料,对于解决城市发展过程中的环境问题具有积极作用。也能减轻城市快速发展所产生的环境负担,促进社会与自然协调共生。我国作为发展中大国,每年的陶瓷产生量和使用量居于世界第一,因此所产生的废弃陶瓷量也相当可观,废弃陶瓷的不当处理给环境造成严重污染。另一方面,快速的城市化引发的城市工程建设量的急剧增加,引发大量砂石的开采所带来的环境问题,并且在部分地区出现了砂石资源的短缺。本研究将废弃陶瓷的再利用与透水混凝土的制备相结合,通过对配合比设计及制备工艺参数的研究,寻找废陶瓷骨料透水混凝土的制备方法,缓解上述环境问题及建筑骨料资源短缺问题。主要研究工作及结论如下:1.针对废陶瓷骨料的基本性能进行了研究。废陶瓷骨料破碎后的颗粒级配能够控制在石子粗骨料(5-10mm)范围之内,从颗粒级配方面考虑利用废陶瓷骨料取代石子粗骨料理论上是可行的。废陶瓷骨料的吸水率与孔隙率高于石子粗骨料,其堆积密度与表观密度小于石子粗骨料。2.废陶瓷骨料按照不同取代率(50%、60%、70%、80%、90%)等体积取代原石子粗骨料制备透水混凝土,并测试其抗压强度,测试结果表明:透水混凝土的抗压强度随着废陶瓷骨料取代率的增大而逐渐减小;当取代率达到70%时,下降速率明显增大,此时制备透水混凝土的抗压强度为29MPa(参考相关文献,非机动车透水路面抗压强度为25MPa左右),本试验的取代率选用70%。3.当废陶瓷骨料取代率为70%时,采用不同水灰比(0.25、0.3、0.35、0.4、0.45)制备废陶瓷骨料透水混凝土,研究结果表明:随着水灰比的增大透水混凝土的抗压强度出现上升趋势,水灰比达到0.35时抗压强度达到最大值29.42MPa,随着水灰比的进一步增大抗压强度出现下降趋势,水泥浆淤积透水混凝土底部,导致沉浆封底现象。4.在废陶瓷骨料取代率为70%,水灰比为0.35的条件下。当透水混凝土目标孔隙率在15%—22.5%范围内,其抗压强度和抗折强度及透水性能均能达到20MPa,3MPa,透水系数1mm/s的目标要求。5.采用1%稀释KH-570偶联剂浸泡废陶瓷骨料,对比浸泡前后废陶瓷透水混凝土的抗压强度,研究表明:经过偶联剂侵泡处理后的陶瓷骨料,制备透水混凝土的抗压强度提高13.6%,抗折提高11.7%,实际孔隙率降低了6.2%,透水系数降低了15.9%。因此在使用偶联剂对废陶瓷骨料透水混凝土强化时,要统筹考虑强度与透水系数的关系。6.分析得到了废陶瓷骨料透水混凝土强度、目标孔隙率和透水系数之间的回归曲线方程,在保证透水混凝土力学性能要求的同时提高透水性能。


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