无砂混凝土范文

无砂混凝土范文（精选7篇）

无砂混凝土 第1篇

1 无砂混凝土力学性能

无砂混凝土强度试验包括抗压强度、抗折强度和劈裂强度等。本文采用2种级配,制备2种水灰比和孔隙率的试件,在标准条件下养生28 d在进行强度试验。试验结果如表1所示。

从表1强度试验结果可看出,无砂混凝土强度受到级配、水灰比和孔隙率的影响。在不同级配条件下,水灰比对强度的影响不同,但孔隙率对强度的影响趋势相同,即无砂混凝土强度随着孔隙率的增大而减小。同时,试验数据也反映出无砂混凝土的压折比大概为6~7,而普通混凝土一般为7~10,反映出无砂混凝土有着较高的抗折强度。

2 无砂混凝土收缩性能

为便于试验对比分析,试件采用与强度试验相同的2种级配,水灰比W/C=0.30,分别进行干缩试验和收缩试验。

2.1 干缩试验

无砂混凝土干缩试验按混凝土干缩试验规范[1]进行,测定在20±2℃,相对湿度为60%±5%条件下无砂混凝土试件的长度变形。试验结果如表2所示。

从无砂混凝土的干缩试验数据可知,随着孔隙率的增大,无砂混凝土的干缩均随之增大。2种级配的无砂混凝土试件收缩量均在3 d时完成大约为40%,在14 d时完成大约70%以上,90 d后基本趋于稳定。由文献[2]可知,无砂混凝土干缩系数比常用半刚性基层材料的干缩系数要小得多。因此,可以说无砂混凝土具有更好的抗干缩性能,在施工中产生干缩裂缝可能性较小。

2.2 温缩试验

无砂混凝土温缩试验试件采用与强度试验相同的2种级配,其中级配1的孔隙率为20%,级配2的孔隙率为24%,制成100 m100 m400 m的梁式试件标准养生28 d后进行测试。试验结果如表3所示。

由试验结果可知,温度在40~60℃范围内,无砂混凝土平均温缩系数最大;温度在0~10℃,平均温缩系数最低;0℃以下低温部分平均温缩系数低于0℃以上部分平均温缩系数。由文献[3]可知,无砂混凝土温缩系数低于常用半刚性基层材料和普通混凝土,具有较好的温度稳定性。

3 无砂混凝土疲劳性能

无砂混凝土疲劳试验,采用级配2,孔隙率为24%,制成100 mm100 mm400 mm小梁试件,在标准条件下养生90 d后进行测试。通过数据整理分析,得到无砂混凝土失效概率为50%的疲劳方程为[3]:

式中:S为应力水平;N为疲劳循环次数。

为直观获得无砂混凝土的疲劳性能,将普通水泥混凝土[5]、贫混凝土[6]的疲劳方程与之比较,如图1所示。从图中可知得出在相同的应力水平条件下对应的疲劳寿命以普通水泥混凝土最大,且无砂混凝土的疲劳性能随着应力水平的增加而强于贫混凝土。

4 无砂混凝土排水性能

由于无砂混凝土的孔隙大,渗透系数较大。因此,在排水试验中采用常水头法试验测定其渗透系数。考虑到无砂混凝土渗透系数与集料粒径和有效孔隙率有关,试验中取不同粒径和有效孔隙率的试件进行测定,结果如表4所示。

由排水试验结果可知,无砂混凝土的渗透系数随着集料粒径和孔隙率的增大而逐渐增大,且最小渗透系数为1.15。因此,由排水试验可知无砂混凝土具有较强的排水性能。

5 结论

(1)无砂混凝土无论是材料组成还是力学特性都与普通水泥混凝土相似,具有很好的板体性,其力学强度(强度和刚度)略小于普通混凝土材料,优于贫混凝土材料,且明显优于常用的半刚性基层材料。同时,无砂混凝土具有比普通水泥混凝土、贫混凝土、半刚性基层材料更小的干缩和温缩性能。

(2)无砂混凝土其优越的排水性能是普通水泥混凝土、贫混凝土、半刚性基层材料不能比拟的,对于增加基层排水能力,减小沥青道路水损害有着显著作用。

(3)将无砂混凝土用于沥青混凝土路面基层,不但能够增强道路基层强度,而且能显著提高道路排水性能,对减少沥青路面一系列的病害,提高道路使用寿命有着重要意义。

摘要：对无砂混凝土性能进行了试验分析,结果表明无砂混凝土具有较高的力学强度、较小的收缩性能、较好的疲劳性能和排水性能,与常用半刚性基层材料相比具有优越的路用性能。

关键词：无砂混凝上,干缩性能,疲劳寿命,半刚性基层

参考文献

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[2]沙庆林.高等级道路半刚性路面[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

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[6]赵林芳.浅谈城市道路沥青混凝土路面病害[J].科技情报开发与经济,2006,(23):294-295.

[7]牛贵忠.城市道路病害的防治初探[J].山西科技,2009,(4):91-92.

无砂透水再生混凝土试验研究 第2篇

1原材料性质

无砂透水再生混凝土试验研究中所使用的原材料为水泥、集料、减水剂及水。本文在对于无砂透水再生混凝土试验中所使用的水泥为四川某水泥上所生产的型号为P.042.5级别水泥, 集料也是某大学试验中在对于废弃混凝土加工形成的材料, 集料的强度大约为C40, 直径在5-13mm之间, 减水剂是山东省某水处理有限公司所生产的高性能减水剂, 水就是正常的自来水。

2工艺

1.2.1投料及搅拌方式

为了能够再生混凝土试验原材料中的集料拥有良好的吸水性, 并且无砂透水再生混凝土中所使用的水灰也要比正常情况下的低很多, 原材料在搅拌过程中非常容易产生灰尘, 如果对于生产的灰尘不进行有效的出来, 集料及水泥之间的粘结情况就将受到影响, 进而影响无砂透水再生混凝土试验结果。因此, 试验搅拌之前就应该用水对于实验全部原材料进行清洗, 清洗后放置在透风处至干。将处理完毕后的集料及水泥在强制搅拌器中搅拌, 如果水泥能够将集料全部覆盖, 就可以添加剩下的其他全部试验原材料。

1.2.2试件成型方法

本文在对于无砂透水再生混凝土试验研究中, 最终的试件是通过加压成型的方式完成的, 试件的尺寸大约为100mm正方形。试验原材料在受到1.0mpa压力的情况下, 试件最终形状较为松散, 水泥与集料之间的粘结效果并不是十分理想, 在受到2.0mpa压力的情况下, 集料出现压碎情况, 因此应该选择1.5mpa压力按压试件。

3配合比设计

为了能够保证试验后的无砂透水再生混凝土拥有良好的强度及孔隙率, 因此在对于再生混凝土配合比设计中选择使用体积法的方式。体积法就是将原材料中的集料作为再生混凝土孔隙率前提, 根据具体的孔隙率计算出试验原材料使用数量, 进而控制填浆体积。为了能够让再生混凝土具有良好的透水性能, 本文对于水灰性能进行了比较, 进而选择最适合无砂透水再生混凝土试验所使用的水灰, 由于低水灰在搅拌中存在一定难度, 因此低水灰在配合中使用了一定数量的减水剂。具体配合由表一所示。

二、试验结果及讨论

1水灰比和减水剂的影响分析

在上文中可以发现不同水灰比及减水剂使用量对于无砂透水再生混凝土性能具有直接性的影响, 水灰比在增加的过程中, 再生混凝土所能够承受的压强也在增加, 但是增加效果并不是十分明显, 透水系数也并没有发生明显改变。也就可以理解为水灰比对于无砂透水再生混凝土性能并不是主要的影响因素。在应用减水剂的情况下, 水灰比在增加的过程中, 其强度也在增加, 并且透水系数也在增加。也就是说减水剂的应用能够有效改善水泥浆的质量, 但是减水剂使用数量过大, 就容易造成水泥浆厚度增加, 集料出现涨裂情况, 降低了集料在再生混凝土强度中的作用, 再生混凝土强度将无法保证。试验中所使用的水灰比在2.5的情况下, 水泥能够充分将集料全部包裹在内, 与此同时使用减水剂还能够将包裹中的水渗透出来, 降低水泥与集料之间的孔隙, 提高再生混凝土强度。

2集料处理方式和投料、搅拌方式的影响分析

由上文可以发现, 使用传统搅拌方式的再生混凝土所拥有的透水性能高远远高于水泥裹石法, 但是水泥裹石法下的再生混凝土却拥有更高的强度。造成这种现象的主要原因是由于传统搅拌方式在实际应用中, 水灰比相对较低, 水泥包裹集料并不完全, 因此集料拥有的孔隙较大, 水泥与集料之间的粘结性较低, 最终再生混凝土的拥有良好的透水性, 但是强度却较低、水泥裹石法在实际应用中首先就是用水泥将集料包裹上, 有效解决了集料与水泥之间的孔隙问题, 增加了集料基础面积, 进而再生混凝土具有良好的强度。无砂透水再生混凝土试验中不管使用哪种投料及搅拌方式, 经过处理集料所表现出的强度都要远远高于为经过处理集料所表现出的强度。

结论:

如果在无砂透水再生混凝土试验之前使用水泥裹石及集料清洗的方式, 试验所配置出来的再生混凝土强度及透水系数都较为完善, 能够在对于强度及透水性要求较为严苛的工程建设中应用。本文仅仅对于无砂透水再生混凝土试验简单研究, 还存在一定的不足, 仅供参考。

摘要：伴随着世界现代化建设的深入, 各国城市基础性设施建设得到了良好的发展, 但是随之而来的建筑垃圾数量也在快速增加, 在众多建筑垃圾中废弃的混凝土数量占据总量的三分之一, 对于城市发展及人们生活都带来了严重影响。为了能够促进城市可持续性发展, 为人们提供更加舒服的生活工作环境, 各国对于废弃混凝土再次利用进行了大量的研究, 部分国家已经能够实际应用。我国对于再生混凝土研究时间较短, 整体还处在实验室研究阶段, 仅仅少量的废弃混凝土能够实际应用。本文将对于废弃混凝土试验进行研究, 通过洗涤及不洗涤两种方式, 对于混凝土进行再生骨料处理, 进而探索再生混凝土生产工艺。

关键词：再生混凝土,抗压强度,生产工艺,渗透系数

参考文献

[1]李长义, 冯松错.水泥处治碎石透水性材料配合比设计研究[J].山东交通科技, 2011, 34 (3) :15-17

[2]陶卓辉.多孔水泥混凝土路面材料设计及性能研究[J].南京:东南大学, 2014:56-73

无砂大孔混凝土配合比的设计与应用 第3篇

一、设计依据

1.《普通砼配合比设计规程》 JGJ55-2000

2.《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-2000

3.《公路工程集料试验规程》 JTGE42-2005

4.《公路工程水质分析操作规程》 JTJ056-84

5.《公路工程水泥混凝土试验规程》 JTGE30-2005

二、原材料选用

1.水泥:采用玉林兴业海螺水泥厂的P.O42.5, 经检测该水泥符合GB175-1999技术标准要求。

2.碎石:选用梧州市长发碎石场10-31.5mm级配碎石。

3.管理水平与离散率δ的关系

三、配合比设计原则

根据已知材料性能及所需强度等级和密度, 在确保混凝土稠度的前提下, 以采用最小的水泥用量为原则, 进行配合比设计。大孔混凝土的单位体积的质量应为1m3紧装状态的集料密度和单方水泥用量及水泥水化水质量之总和。

四、设计步骤及计算公式 (已知设计强度要求为C10 Mpa)

1.计算配制强度:

Fcu.o=fuc.k/1-δv=10.0/1-18%=12.2Mpa

δv——强度标准差, 应根据施工单位以往积累的数据分析确定, 若没有这方面的数据, 也可根据施工单位的管理水平从表中查找。

2.根据配制强度:估算每m3大孔混凝土所需的水泥用量

Mco=69.36+784.93×fcu.o/fce=69.36+784.93×12.2/ (1.15×42.5) =265kg/m3

3.按确定水泥用量, 估算其合理水灰比

水灰比的确定非常重要, 以往我们确定水灰比一般是在水泥用量一定的情况下用从小到大三个不同水灰比分别拌制混凝土, 通过试验测出其抗压强度, 再根据水灰比与抗压强度的关系图来确定最佳水灰比。这样做较为繁琐。我们在实际工作中可根据经验来判定混凝土水灰比是否合适。取新拌制好的混凝土拌和物进行观察, 如果水泥在集料表面包裹均匀, 没有水泥浆下淌的现象, 且颗粒有金属光泽, 则说明水灰比较为合适。

w/c=0.58-0.000715×mco=0.58-0.000715×265=0.39

采用水灰比0.39

4、依上述水灰比, 求其用水量

mwo= w/c×mco= 0.39×265=103kg/m3

每m3大孔砼用紧装密度的碎石, 经检测碎石紧装密度为1550kg/m3

四、试拌, 调整工作性

按每0.015m3各种材料进行试拌, 观察其砼各种性能良好。按照此配合比拌制砼成型, 在标准养护条件下, 按规定方法测定其立方体抗压强度值。

由此试验结果可以得出该配合比水灰比在B组的抗压强度满足配制强度的要求。则采用B组配合比为基准配合比。

无砂大孔混凝土配合比设计中的注意事项:

1.水泥:通常选用普通硅酸盐和矿渣硅酸盐水泥。

2.粗集料:要求粗集料为单一粒级, 如10-20mm或10-30mm, 不允许用小于5mm大于40mm的集料。且碎石型集料应满足强度和压碎值指标外, 碎石中针片状颗粒总含量不应大于15%。

结束语:使用无砂大孔混凝土在我们当今混凝土的应用技术上已经有了长足的发展, 我们今天讨论的混凝土配合比设计问题是一个永无止境的话题, 在新技术新工艺不断推新的今天, 作为筑路人要不断地充实自己, 用新的理念新思路武装自己, 身为战斗生产第一线的试验工作者更为任重而道远。

摘要：无砂大孔混凝土就是不含砂的混凝土, 它由水泥, 粗集料和水拌和而成, 粗集料可以是碎石也可以是卵石。由于没有细集料, 所以其中存在着较大的孔洞, 孔洞的大小与粗集料的粒径大致相等。由于这些孔洞的存在, 使得无砂大孔混凝土与一般的混凝土具有不同的性能。它具有表观密度小, 水泥用量少, 热传导系数小, 便于运输和简化管理等特点。而且无砂大孔混凝土施工简便, 靠自重落料即可成型, 不需插捣, 对工人技术水平要求不高等优点。

无砂混凝土 第4篇

渗流取水[1]通过对水入渗进行收集, 从而达到获得可用水资源的目的, 对工、农业发展有着重大的意义。本文结合工程实际, 按照工程规范[2], 在非达西渗流条件[3,4,5,6,7,8,9]下, 主要研究水库内单纯无砂混凝土管在清水条件下渗流取水的效能, 无砂混凝土管上方加装一定高度不同粒径的滤料, 在清水条件下它们的综合取水效能;在滤料之上铺设不同防冲层时, 在清水条件下综合取水效能的变化, 以及渗透系数不同时系统的综合取水效能的变化。

1 试验模型的建立

本试验研究是结合工程实际, 其工作水头根据水库的校核洪水位 (603.35m) 、设计洪水位 (598.85m) 、汛限水位 (592.00m) 、正常蓄水位 (603.00m) 等确定, 按1∶1进行模拟试验, 试验水头在2~15.15m之间。在实际工程中, 无砂混凝土管的内径d=0.8m, 壁厚0.2m滤料层厚h2=0.9m, 防冲层厚h1=0.5m。本试验根据实际工程运行工况设计, 其工程布置示意如图1所示。

试验时用潜水泵将水从地下水库抽至供水箱, 再通过离心泵将水从装置上部送至试验测试装置, 水流经防冲层、滤料层和无砂混凝土管后, 从装置下部流出, 并经退水渠流回地下水库。其中, 在装置上方供水管上安装电磁流量计, 下方出流后设置直角三角形堰, 用来测量流量。无砂混凝土管的进水压力用精密压力表测量。试验测试系统见图2。

2 试验方案

根据试验要求, 设计方案Ⅰ:无砂混凝土管的取水能力的试验条件为: (1) 在不同配比的无砂混凝土管上不装填滤料, 直接供清水流过, 进行渗流; (2) 顶部供水, 底部出水, 并用直角三角堰测量流量。

1-防冲层;2-滤料层;3-无砂混凝土管;4-汇水箱涵;5-无砂混凝土管至水箱输水管;6-汇水箱至泵站的输水管

1-地下水库;2-水泵;3-不含沙输水管;4-供水箱;5-增压供水泵;6-试验输水管;7-试验测试段;8-测试、调节、记录;9-退水渠;10-回水渠

设计方案Ⅱ:防冲层对取水能力影响试验条件为: (1) 选取1号无砂混凝土管做比较; (2) 在无砂混凝土管上方装填滤料, 从下到上依次为D50~D70 mm砂砾石滤料, D20~D50 mm碎石滤料, D5~D20mm碎石滤料, 厚度均为0.3m; (3) 在滤料上方铺设厚度为0.5m的干砌石防冲层; (4) 将顶层0.5m干砌石防冲层改为0.2m厚的无砂混凝土板, 并将D5~D20 mm的碎石从0.3m增加为0.6m, (5) 顶部供水, 底部出水, 并用直角三角堰测量流量。

设计方案Ⅲ:无砂混凝土管与滤料综合取水能力的试验条件为: (1) 选取2号无砂混凝土管做比较; (2) 在无砂混凝土管上方装填滤料, 从下到上依次为D50~D70mm砂砾石滤料, D20~D50mm碎石滤料, D5~D20 mm碎石滤料, 厚度均为0.3m; (3) 在无砂混凝土上方装填单种滤料, D50~D70mm砂砾石滤料厚0.9m; (4) 再改为D5~D20mm碎石滤料厚0.9m做对比试验; (5) 顶部供水, 底部出水, 并用直角三角堰和电磁流量计测量流量。

3 无砂混凝土管的取水能力的试验分析与计算

3.1 单纯无砂混凝土管的取水能力的试验分析与计算

方案Ⅰ的试验结果如图3, 根据图3中的拟合公式可知, 1号和2号无砂混凝土管入渗水流不在层流区。同时由图中对比分析可以得出:无砂混凝土管的水流条件相同, 制作材料、配比和制造工艺不同时, 由渗流公式v=k J1/m可知, 在渗透指数m相同的条件下, 无砂混凝土管的渗透性能主要取决于渗透系数k。而由图3可以看出1号无砂混凝土管和2号无砂混凝土管的渗透指数相同, 所以1号无砂混凝土管和2号无砂混凝土管的渗流能力就取决于渗透系数k, 由图3中的拟和公式可以看出2号无砂混凝土管的渗透系数大于1号无砂混凝土管, 所以2号无砂混凝土管的渗流能力高于1号无砂混凝土管。

3.2 防冲层对取水能力的试验与计算

方案Ⅱ的试验结果如图4, 由图中可以看出:在无砂混凝土管材料相同, 滤料装填一致的情况下, 防冲层为无砂混凝土板比干砌石的渗流能力较为有效。由流体力学理论可知, 对于渗流公式v=kJ1/m, 当m=1时, 为层流;当m=1~2时, 为层流向紊流的过渡区;当m=2时, 为紊流。由图4种的拟和公式可知, m=1~2, 说明渗流为层流到紊流的过渡区, 逐渐趋近紊流渗流。同时从图4还可以看出, 当渗流为层流向紊流的过渡区或紊流区时, 渗透指数的影响要高于渗透系数的影响。

3.3 无砂混凝土管与滤料综合取水能力的试验分析与计算

试验方案Ⅲ的结果如图5所示。从图中可以看出无砂混凝土管上方滤料对无砂混凝土管的渗流能力的影响是很重要的, 在滤料粒径的变化中可以看出渗流能力从10-5 m3/s向10-3 m3/s成倍数的变化, 说明滤料装填时的颗粒级配良好时, 其渗流能力也较好。

4 综合渗流能力变化的分析与比较

上述给出了不同方案下, 集水流量与工作水头关系的试验结果。经过计算, 可以得到无砂混凝土管在不同工况下, 每天每米管长的集水流量。为分析不同渗流取水系统下渗流能力的变化关系, 定义n1~n5表示其变化关系。

具体定义为:n1为有滤料、防冲层为无砂混凝土板的渗流量与1号单纯无砂混凝土管的清水渗流量的比值;n2为有滤料、防冲层为干砌石的渗流量与1号单纯无砂混凝土管的清水渗流量的比值;n3为无防冲层、不同粒径滤料分层的渗流量与2号单纯无砂混凝土管的清水渗流量的比值;n4为无防冲层、粒径为D5~D20mm砂砾石滤料的渗流量与2号单纯无砂混凝土管的清水渗流量的比值;n5为无防冲层、粒径为D50~D70mm砂砾石滤料的渗流量与2号单纯无砂混凝土管的清水渗流量的比值。比较结果见图6和图7。

由图6可见:加填滤料和防冲层时都使无砂混凝土管的渗流能力减小, 而防冲层为无砂混凝土板时无砂混凝土管的渗流能力要比防冲层为干砌石时的渗流能力好, 尤其在高水位的情况下, 其渗流效果更加明显;由图7可以看出:在本次工程设计中无砂混凝土管上方装填滤料的粒径, 对无砂混凝土管集水流量的影响是明显的, 采用分层铺设滤料的取水量是直接填装大粒径滤料取水量的1/4左右, 是直接装填小粒径取水量的5倍左右。

5 结语

(1) 试验结果得出试验实际渗流过程不再是层流渗流变化, 而是符合层流到紊流的过渡区内渗流规律, 其渗透指数m在1.43~2范围内变化。

(2) 在本试验条件下, 防冲层为无砂混凝土板比防冲层为干砌石的渗透能力好, 实际工程应首选制作无砂混凝土板防冲层, 而非直接铺设干砌石防冲层。

(3) 滤料层的级配对无砂混凝土管渗流取水效能的影响显著, 采用分层铺设滤料的取水量是直接填装大粒径滤料取水量的1/4左右, 是直接装填小粒径取水量的5倍左右。

摘要：根据渗流理论, 结合工程实际, 以不同配比的无砂混凝土管为研究对象, 探讨无砂混凝土管在不同粒径滤料的颗粒级配和多种防冲层材料条件下对渗流取水效能所产生的影响和变化规律。根据试验结果可以得出:水库采用无砂混凝土管取水的能力是可观有效的, 滤料颗粒继配良好, 防冲层为无砂混凝土板时无砂混凝土管的渗流能力和取水效率较为理想。

关键词：水库取水,渗流法,无砂混凝土管,滤料级配

参考文献

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[6]秦峰, 王媛.非达西渗流研究进展[J].三峡大学学报学报, 2009, 31 (3) :26-29.

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[8]冯承梅, 郭志云.无砂混凝土管在堤坝集渗工程中的应用[J].江苏水利, 2005, (5) :25-26.

无砂混凝土 第5篇

公路路基的处理方法有换填法、强夯法、碎石桩法、注浆法、高压喷射注浆法、深层搅拌桩法、加筋土法、土工合成材料法等, 这些方法均各有其有缺点, 有其相应的工程实用范围。

换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等土层的浅层处理, 是通过碾压或振密施工方法将砂石、素土、灰土、工业废渣等垫层材料压实, 使不良原状地基土强度得到加强。但压实过程中要求含水量满足最佳压实含水量水平。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、杂填土以及素填土地基, 夯实效果主要受原状土含水量的影响。碎石桩法适用于处理松散砂土、素填土和杂填土等地基, 对饱和黏性土地基当变形条件不是设计控制条件时也可采用。碎石桩在饱和黏性土地基处理中可起到挤密、排水作用, 从而使原状土强度得到加强。注浆法适用于加固砂土、淤泥质土、粉质黏土、黏性土及素填土、杂填土等土层, 可显著提高地基土的强度和变形模量。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、杂填土及碎石土等土层, 适用面广, 对原状土强度的提高幅度大, 但喷射注浆压力一般较大, 施工中可能由此导致施工机具故障率有所提高, 施工过程中水泥流失量较大。深层搅拌桩法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的黏性土等地基, 其对原状土强度的提高幅度受到一定的限制。当路基宽度受到限制, 而所需填方高度较大时, 常采用加筋土方法处理, 此法通过横向加筋体的强度保证路基边坡的强度和稳定性。

2 无砂混凝土小桩的特点及地基加固机理

投石压浆无砂混凝土小桩复合地基加固技术, 是在压力灌浆和小桩加固技术基础上研究开发的一种地基处理新技术。

该技术通过在被加固场地的桩位成孔、投碎石, 然后通过桩孔中的注浆管及碎石桩体向桩周土体进行低压灌浆, 待水泥浆液初凝后, 再进行高压注浆, 使孔内水泥浆进一步密实, 并使桩周土体受到压密灌浆处理, 由此形成投石压浆混凝土小桩复合地基。复合地基由中心部位的刚性碎石混凝土小桩和周围压力灌浆后的水泥加固土共同组成, 有以下特点。

2.1 具有广泛的土层适应性

投石压浆无砂混凝土小桩复合地基不仅适于处理包括淤泥、淤泥质土、粉土、黏性土、粉砂砂土、砂砾等在内的常见土层, 而且特别适用于处理湿陷性黄土、膨胀性土及处理可液化的砂土等区域性特殊地基, 这是由于压力注浆除起到渗入灌浆加固处理改变土性之外, 还在地基中形成了有相对较高承载力和较低的极身压缩变形的“增强体”。无砂混凝土小桩不仅适合地下水位以上土的施工, 也能适合地下水位以下土的施工。

2.2 地基土强度得到加强

由于压浆过程中有部分浆液渗入周围桩间土中, 提高了土的抗剪强度、变形模量及桩间土承载力。

2.3 较好的质量保证

无砂混凝土小桩成孑L在无地下水时可采用人工洛阳铲或机械洛阳铲成孔, 有地下水时则可用钻机成孔, 因其直径较小, 成孔护孔相对容易, 有效地解决了灌注桩的缩径问题。桩体骨料采用5~15mm细石, 计量振捣较为方便, 不会产生空洞现象。注浆采用通长钢质管沿全桩长范围一次灌注, 且注浆管不拔出, 不会产生离析、断桩等现象。

2.4 较强的可操作性

投石压浆无砂混凝土小桩的施工机具为:成孔设备:钻机或机械 (人工) 洛阳铲;压装设备:小功率泥浆泵或砂浆泵;管路系统:低压胶管、管接头、连接压紧环;浆液制配系统:搅拌机、水箱、泥浆。以上均为常规国产设备, 投资小、故障率低、操作简便易行, 只需按有关规程计算出用浆量、控制注浆压力, 按时补浆即可保证质量, 操作极为方便。

2.5 具有较高的单桩承载力

投石压浆无砂桩小桩的压浆作用, 使得小桩桩侧摩阻力与桩端阻力均高于其他形式的灌注桩。桩侧摩阻力一般可提高30%, 极端阻力的提高可作为安全储备考虑。

2.6 具有较均匀的桩体

投石压浆无砂混凝土小桩因其质量易于控制, 强度利用值高于其他非散体材料桩。

2.7 可采用疏桩理论

计算复合地基承载力可根据建筑物对复合地基的变形要求, 设计计算复合地基的承载力, 从而大幅度节省工程造价, 减少用桩量。

2.8 工程适应性强

既可用于新建工程的地基处理, 也可用于现有建筑物的地基加固和基础托换工程。

3 应用实例

3.1 郑石高速公路26标1号涵高填方路基处理

工程概况。郑石高速公路26标1号涵位于平顶山市鲁山县境内, 石人山风景区东。涵洞洞身为呈南北向, 与南北向的县道正交, 进深30m, 由自南向北的6个拱圈并列组成。涵洞跨度5m, 洞内净高6m, 为块石砌筑的拱形结构。在涵洞主拱砌筑完成后, 上部回填2m厚的碎石土, 最大石块尺寸约为1m×1m×1m。在涵洞施工完成, 拆除拱下模板后, 发现1号和6号拱圈在拱顶正中央处出现竖向裂缝, 最大裂缝宽度约20mm;同时, 涵洞内地面在距东部拱脚l/3跨度处也出现沿涵洞进深方向的裂缝。

补充勘探发现涵洞西端拱脚坐落在40年前的人工填土上, 而东端拱脚却落在原状土层上。原地基承载力标准值为250~350kPa, 而设计承载力标准值却取为450kPa, 原地基承载力远不能满足设计要求, 是导致涵洞的开裂主要因素。

处理方案。补充勘探及调查分析认定郑石高速公路26标1号涵开裂原因是地基不均匀沉降引起的。在此基础上, 决定采用无砂混凝土小桩技术进行加固处理。设计桩总数为175根, 设计桩径d=130mm, 桩端落在卵石层内不少于200mm。注浆管采用φ45mm (壁厚3mm) 的无缝钢管。

施工简介。由于在涵洞顶部成孔时要穿透回填的杂石土, 成孔较困难, 经常有塌孔现象, 小桩施工中采用了泥浆护壁。填石采用粒径5~10mm级配良好的碎石。注浆采用水泥浆与水泥比为O.8, 第一次和第二次注浆的间隔时间控制为2~3h, 且第二次注浆时压力不小于lMPa, 实际施工每米桩长的水泥用量大致在45~75kg之间。沉降监测及结果。加固施工开始于2007年1月24日, 结束于2007年4月24日。在加固施工过程中, 沉降监测结果表明, 拱脚仍处于沉降变形之中, 并有速率增大的现象。最大单日单点沉降量达2.2mm (2007年3月10日, 晚6点) 。

2007年4月25日后开始回填, 2007年5月1日通车。其后, 沉降监测工作持续进行至2007年7月9日结束, 此时, 郑石高速公路26标1号涵沉降已进入稳定期。

3.2 结果分析

(1) 郑石高速公路26标1号涵从5月26目前后开始, 逐渐进入沉降稳定期;东西拱脚沉降发展趋势相近, 但绝对沉降值悬殊:西拱脚与东拱脚最大差值近70mm。差异沉降是郑石高速公路26标1号涵拱顶及洞内地面沿涵洞进深方向裂缝的形成与发展原因。 (2) 经过无砂混凝土小桩技术处理, 郑石高速公路26标1号涵差异沉降逐渐停止, 裂缝不再发展, 实现了控制裂缝发展, 加固涵洞的根本目的, 显示了该项技术在同类工程中应用的技术优势。 (3) 郑石高速公路26标1号涵在4月10日~5月10日这一段时间内沉降速率陡增。西端拱脚的沉降增大了约.40mm原因分析如下:为了实现“五一”通车, 在无砂混凝土小桩施工完成后随即进行了回填, 填土速率较快, 回填过程中压路机的振动作用, 无砂混凝土小桩强度的不足, 成孔过程中土层中含水量增加等因素综合作用导致上述结果。

结论:

(1) 采用无砂混凝土小桩技术进行高填方路基的加固有施工方便, 加固效果好, 工后沉降稳定速度快等技术优势。

(2) 在施工过程要严格控制冲孔的用水量, 回填土的时间和速率, 以防止沉降量的过量增大。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵地基与基础设计规范 (JGJ024-85) .北京:人民交通出版社, 1985.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) .2002.

[3]高大钊主编.土力学与基础工程.北京:中国建筑工业出版社, 1998.

无砂混凝土 第6篇

由于不掺加细集料, 且无砂透水混凝土本身具有较大的孔隙率, 因此一般情况下无砂透水混凝土的强度不太高。在掺加无砂透水混凝土专用添加剂的情况下, 可以大大提高颗粒之间的粘结能力, 从而提高无砂透水混凝土强度的目的。泉州刺桐路采用无砂透水混凝土作为基层, 设计标号为C20, 透水系数≥0.5 mm/s, 考虑设计强度及透水系数均较高, 因此采用掺入透水混凝土增强剂的配合比设计思路。

1 原材料

1.1 水泥:

采用美岭牌P.O42.5的水泥, 各项技术指标符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》 (GB 175-2007) 的要求。

1.2 粗骨料:

根据设计的强度等级、设计的空隙率及透水系数, 因此采用 (3-5) mm粒径的碎石, 紧密堆积密度为1550kg/m3;

1.3 增强剂:

采用福建省建筑科学研究院技术开发部研发生产的透水混凝土专用添加剂“强凝胶”, 具有显著的缓凝、增塑、增稠、增强效果, 按CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》标准检验合格, 具体检验结果 (见表1) 如下:

2 试验方法

2.1 力学性能的测定

力学性能试验根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T 50081-2002) 执行。

2.2 透水系数的测定

透水系数根据《透水水泥混凝土路面技术规程》 (CJJ/T 135-2009) 附录A的透水系数的测试方法执行。

2.3 孔隙率的测定

将试件浸水24h, 测试试件水中质量m1, 然后测试表干质量m2, 根据公式 (1) 计算混凝土的孔隙率E, V为试件体积。

E=[1- (m2-m1) ρ水/V]100% (1)

3 配合比设计及结果

在该工程中, 无砂透水混凝土应用部位为人行道基层, 设计要求强度为C20, 根据碎石的粒径, 选择合适的水泥用量, 粗骨料的用量以堆积密度计算。根据《透水水泥混凝土路面技术规程》 (CJJT 135-2009) , 采用体积填隙法进行设计, 计算出单位体积粗集料用量, WG=1520 kg/m3;在保证强度及透水性的前提下, 设计空隙率分别取15%、18%、20%, 考虑施工和易性, 水灰比按经验取0.40, 外加剂采取推荐掺量水泥质量的5%;相应配合比及试验结果如表1所示:

依据《透水水泥混凝土路面技术规程》 (CJJT 135-2009) , 透水水泥混凝土的性能指标如表2所示:

由表2可知表1中的2#配合比是唯一可行的配合比。表中一系列配合比相比较, 在设计空隙增加的情况下, 强度呈下降趋势, 透水系数呈上升趋势。主要原因主要是由于透水混凝土孔隙多, 其强度主要是靠粗骨料之间的粘结力, 而这些粘结力又主要靠水泥胶结, 当水灰比太小时, 很容易造成水泥浆过于干稠, 拌合物和易性差, 导致水泥浆不能充分的包裹粗骨料表面, 不利于强度的提高, 且随着水泥用量的增加, 水泥浆将占据更多的孔隙, 导致孔隙率的减少[1];当水灰比偏大时, 水泥浆增多, 易于流淌, 部分堵塞了混凝土孔隙, 即减少了混凝土内部孔隙, 也不利于强度的提高[2]。在表中可以看出, 在掺与不掺建科透水混凝土添加剂的试验结果对比中, 掺添加剂的混凝土能在保证透水系数的同时, 能很大程度地提高无砂透水混凝土的强度, 从而达到设计的强度要求与透水系数要求。分析原因, 可能跟掺添加剂透水混凝土具有较强的增塑、增稠、增强作用有关[3], 它可以提高水泥浆体的粘聚性, 增强对骨料的包裹性, 同时又具有较强的流动性便于施工, 本身又具有较高的活性, 从而大大提高透水混凝土的强度。实践结果证明, 泉州刺桐路透水混凝土强度均值为23.6MPa, 透水系数为0.61mm/s。

4 施工工艺及质量控制

无砂透水混凝土施工具有不同于一般路面混凝土施工的特点, 且泉州刺桐路无砂透水混凝土施工季节为6-8月的炎热夏季, 因此在施工工艺、施工质量控制上应注意以下几点:

4.1 施工组织

4.1.1 透水混凝土与普通混凝土在拌制、施工、养护等方面均存在较大不同, 考虑泉州当地气温较高 (施工过程中日均气温在20℃以上) , 因此要求施工现场或就近进行透水混凝土的拌制, 减少运输距离和时间;

4.1.2 采用现场拌制时, 每班组施工人员不宜少于10人, 具体为上料搅拌2人, 现场运送2人, 摊铺3人, 平板振实1人, 找平抹面2-3人。班组施工人员熟练掌握后, 每班次日施工面积可达500平方米以上;

4.1.3 透水混凝土基层施工前应对稳定层进行清洁处理, 且处理后的稳定层表面应粗糙、清洁、无积水, 并洒水保持一定湿润状态, 必要时再进行界面处理;

4.1.4 施工厚度如超过10cm, 考虑实际施工效果, 建议分两层进行施工, 且两层相隔施工时间不宜超过1h。

4.2 透水混凝土搅拌及运输

4.2.1 应在尽量短的时间内完成透水混凝土的摊铺、压实和找平 (结合现场气候及地面情况控制浇筑时间) ;进入搅拌机的原材料必须计量准确。现场可配置简单小量程设备进行水、骨料含水率等相关计量及测试;

4.2.2 透水混凝土搅拌时宜先将骨料和约50%用水量进行搅拌约30s, 再加入水泥、外加剂拌合约40s, 最后加入剩余用水量拌合50s以上。

4.3 透水混凝土的铺筑

4.3.1 透水混凝土摊铺前应对模板的高度、支撑稳定情况等进行全面检查, 此外, 可结合现场情况, 充分利用支撑严实的路沿石减少模板使用量;

4.3.2 摊铺应均匀。摊铺高度应考虑松铺系数, 结合所使用骨料应在1.10-1.15之间;

4.3.3 透水混凝土摊铺均匀后, 应用平板振动器进行快速压实。最后再辅以找平、抹面或人工补料等工序完成浇筑。

4.4 透水混凝土养护

透水混凝土基层施工完毕后, 宜立即采用塑料薄膜等覆盖并尽量密闭;养护时间不应少于14天, 在养护期间不得通车。

4.5 其他注意事项

4.5.1 透水混凝土应避免在高温下施工, 本工程进入夏季后, 均安排在早晚施工, 避开炎热的正午及午后;

4.5.2 应避开雨天施工, 如遇大雨、暴雨应立即采取覆盖及防雨措施。

5 结语

5.1 固定粗骨料用量的情况下, 空隙率越高, 强度越低, 透水系数越高;

5.2 固定粗骨料用量的情况下, 水灰比偏小, 会导致水泥浆流淌, 堵塞孔隙, 且降低强度;

5.3 固定粗骨料用量的情况下, 水灰比偏高, 会导致水泥浆干稠, 影响水泥浆对粗骨料的包裹性能, 降低强度;

5.4 同样设计空隙率及水泥用量的情况下, 采用建科透水混凝土专用添加剂, 能显著提高透水混凝土强度, 并保证透水混凝土的透水系数及施工和易性。

5.5 透水混凝土在施工过程中, 原材料的选择、计量的控制、混合料的搅拌、运输、浇筑、养护对混凝土的质量有很大的影响。

参考文献

[1]魏丽, 魏柯.无砂混凝土的施工质量控制建筑与工程[J].2010, 3:678-679.

[2]陶新明.无砂大孔混凝土配合比设计、成型及养护[J].混凝土, 2010, 10 (252) 136-141.

[3]强凝胶——JK-QQ1建科透水混凝土专用添加剂产品说明书.

无砂混凝土 第7篇

无砂混凝土是由水泥、粗骨料 (碎石、卵石或轻骨料等) 、水或增强料拌制而成的一种大孔的透水混凝土。早在19世纪的欧洲就已经出现了, 英国最初是用它制作住宅的墙体。苏联在60年代制订了《无砂大孔混凝土设计施工规程》, 我国在六十年代初也有成功使用无砂混凝土的工程, 那就是在1962年广西建成了27幢平房和办公楼的工程中[1]。

随着对材料研究的进一步发展, 无砂混凝土的透水性被很多研究者重视起来, 经过大量的研究和实践证明, 透水混凝土对提高行人和行车舒适度、缓解城市热岛效应、保持水土生态平衡具有良好的效果。因此透水混凝土作为一种环保型绿色建筑材料广泛用于广场、小区路面、公园道路及停车场等。

2 无砂混凝土的配制及其性能

2.1 配合比的确定

透水混凝土配合比设计的标准不是很多, 目前广泛被使用的标准就是CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》。是在已知骨料表观密度和紧密堆积密度的情况下, 根据目标孔隙率的大小, 推出水泥浆的体积, 然后求出水泥的质量和水的质量, 骨料的质量就是1立方米骨料的堆积密度 (系数0.98) 。这样初步配合比就设计出来了。再通过试配、微调和强度校正, 最后得出透水混凝土配合比。

2.2 原材料的要求

根据标准CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》的规定, 对材料有如下要求:

⑴水泥:水泥强度不低于42.5硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

⑵增强料:增强料分为有机和无机两类, 其指标符合标准CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的规定。

⑶骨料:透水混凝土所采用的骨料必须是质地坚硬、耐久、密实、洁净的碎石石料。

碎石的性能指标符合标准GB/T14685《建筑用卵石、碎石》二级规定。同时还要符合标准CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的规定, 即骨料的表观密度不小于2500kg/m3, 紧密堆积密度不小于1350kg/m3;孔隙率小于等于47%;含泥量不大于等1%等要求。

⑷拌合用水:符合表JGJ63《混凝土用水标准》规定。

2.3 技术性能

根据标准CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》的规定, 透水混凝土的性能符合表1所示。

注:耐磨性与抗冻性能检验可视各地具体情况及设计要求进行。

3 无砂透水混凝土中的颗粒级配和强度关系的试验

3.1 实验目的

配制透水混凝土的目标孔隙率是15%, 混凝土中掺加苯乙烯-丁二烯类共聚物作为增强剂, 在不同的骨料颗粒级配的情况下, 通过试验对比不同的颗粒级配给混凝土的强度带来的变化。通过分析数据得出骨料颗粒级配和透水混凝土强度、透水系数之间的关系。

3.2 试验原料

⑴水泥

镜泊湖牌普通硅酸盐水泥, 强度等级为PO42.5MPa, 初凝时间为220min, 终凝时间为350min, 3d的抗折强度为4.4MPa, 3d抗压强度为20.9MPa;28d的抗折强度为7.3MPa, 28d抗压强度为44.1MPa, 体积安定性合格, 水泥的密度是3150kg/m3。

据有关研究和长期实践总结, 透水混凝土的水灰比应该在0.25~0.4之间为宜[2]。本试验水灰比为0.30。

⑵粗骨料

粗骨料采用玄武岩人工碎石, 三种骨料分别是单粒级级配4.75~9.5mm和连续级配4.75~26.5mm, 以及间断级配4.75~9.5mm和19~26.5mm的三种。技术性能测试都是按照GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》进行。单粒级级配4.75~9.5按照国家标准GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》测定该碎石级配合格, 表观密度2710kg/m3, 紧密堆积密度1800kg/m3, 孔隙率34.0%, 含泥量0.6%;连续级配测定该碎石级配合格, 表观密度2730kg/m3, 紧密堆积密度1860kg/m3, 孔隙率31.87%, 含泥量0.5%;间断级配, 测定该碎石级配合格, 表观密度2720kg/m3, 紧密堆积密度1870kg/m3, 孔隙率30.74%含泥量0.6%。

⑶增强有机材料

有机增强材料是苯乙烯-丁二烯类共聚物, 性能指标符合CJJ/T135-2009的规定, 掺加量与水泥的比例关系是6:100。

⑷拌合和养护用水:自来水。

3.3 无砂透水混凝土的配合比

透水混凝土的配合比跟普通混凝土配合比表示方法一样。下面用1m3材料用量来表示混凝土的配合比, 只列出了水灰比是0.30时候的材料用量。其他的水灰比情况下的材料用量, 就是在水泥、骨料、增强料都不变的情况下, 按照水泥用量和水灰比的乘积来确定不同水灰比情况下的用水量即可。这里就不一一列出来。

⑴单粒级级配的配合比1:水泥492kg;碎石1764kg;水:147.7kg, 有机增强材料用量是29.5kg。

⑵连续粒级级配的配合比2:水泥442kg;碎石1823kg;水132.5kg, 有机增强材料用量是26.5kg。

⑶间断粒级级配配合比3:水泥415kg;碎石1833kg;水124.5kg, 有机增强材料用量是22.4kg。

3.4 试验过程和试验数据

根据配合比例的关系, 称量出并搅拌, 采用水泥包裹法。先将全部骨料及1%~3%的水装入搅拌机中预拌, 再加入水泥和有机增强剂拌合。以形成包裹骨料表面的水泥浆壳, 最后加入剩的水搅拌均匀。这样的投料顺序和搅拌程序能使骨料表面形成均匀厚度的水泥浆层, 以保证混凝土的强度和透水性。将搅拌均匀的混凝土混合料装入150mm×150mm×150mm的试模中, 机械振捣20s。试件经自然养护28d后, 分别在万能试验机上测试混凝土抗压强度。在透水系数测定仪上测定透水系数。其具体数据如表2、3和4所示。

3.5 数据分析

由上述试验数据可以看出来, 骨料种类和目标孔隙率相同的情况下, 透水混凝土的强度随混凝土的水灰比有一定的变化, 但不是线性变化。混凝土的强度和透水系数成相反的变化规律。也就是说透水系数越大, 混凝土的强度越低。但是园林广场道路工程中既需要透水混凝土要具有一定的透水能力, 也要具有一定的强度。所以由数据可以看出水灰比在0.30和0.35的时候混凝土的强度和透水系值都比较合适。在水灰比相同的情况下, 单粒级的骨料的透水性最好, 但是强度比最差;连续级配的透水混凝土的强度最好, 但是透水系数居中;间断级配的透水混凝土的强度居中, 但是透水系数最小。

4 结论

本试验是在掺加有机增强材料, 原材料、目标空隙率相同, 四个不同水灰比的情况的, 通过改变骨料级配分别进行3大组、12小组的试验。通过测定12组透水混凝土的28d抗压和抗折强度、透水系数和实测空隙率数值, 进行分析比对, 发现:连续级配配制的透水混凝土强度比其他两种高, 但是透水系数却低于单粒级级配。在3大组试验中, 发现采用间断粒级骨料的透水混凝土在强度不如连续级配, 在透水系数上不如单粒级级配。

综上所述, 在园林工程中如果是用于承载路面 (例如小型汽车停车场) , 尽量使用连续级配的骨料配置透水混凝土, 因为强度高, 透水率也很高;如果是一般的人行道不载车的路面, 就可以使用单粒级级配配制的透水混凝土, 因为人行路面对强度要求不是很高, 对透水率要求很大;间断粒级级配虽然强度高于单粒级级配, 但是透水系数缺差很多, 所以只有在骨料紧缺的情况下使用间断级配的骨料配置的透水混凝土。

摘要：透水混凝土是一种生态型环保混凝土, 广泛应用于建筑房屋、市政和园林的广场、道路工程中。通过合理的材料选择和参配, 透水混凝土既能满足透水的要求, 也能满足对路面强度的要求。本文主要研究透水混凝土中骨料的颗粒级配和混凝土硬化以后强度之间的关系。

关键词：透水混凝土,颗粒级配,强度

参考文献

[1]董金道, 等.无砂混凝土的配制、性能与应用[J].建筑节能, 1984.05.

[2]孟宏睿, 等.无砂透水混凝土的试验研究[J].混凝土与水泥制品, 2004.02.

[3]JGJ63-2006混凝土用水标准[S].