保水降溫瀝青路面灌注砂漿試配及性能優(yōu)化研究

陳怡宏，董強(qiáng)，張意，陳果

（1重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶　400015；2重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶　400074）

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保水降溫瀝青路面灌注砂漿試配及性能優(yōu)化研究

陳怡宏1，董強(qiáng)2，張意1，陳果1

（1重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶400015；2重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶400074）

摘要：通過對(duì)保水降溫瀝青路面灌注砂漿的使用性能分析，提出了配制保水砂漿的幾種保水原材料；通過粉煤灰、高爐礦渣粉和硅藻土助濾劑三因素三水平的正交試驗(yàn)，確定了滿足使用性能目標(biāo)值的最佳配合比。

關(guān)鍵詞：保水砂漿；瀝青路面；配合比

近年來，城市化進(jìn)程和工業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展加劇了城市熱島現(xiàn)象，路面尤其是瀝青路面是加劇城市熱島現(xiàn)象的原因之一［1］。因此，改善城市熱島效應(yīng)，減少對(duì)生態(tài)的影響，節(jié)約水資源的保水降溫瀝青路面成為未來的發(fā)展趨勢(shì)［2］。

為了使瀝青路面能夠留存水分，可采取在大孔隙瀝青路面中灌注保水砂漿，該砂漿的保水性能和強(qiáng)度性能將直接影響保水降溫瀝青路面的使用性能。因此，本文針對(duì)保水砂漿的保水性能和強(qiáng)度性能嘗試配了不同摻量的砂漿，分析了材料對(duì)保水性能和強(qiáng)度性能的影響，提出砂漿的最佳摻配比例。

1　保水砂漿性能要求

保水降溫瀝青路面用水泥砂漿的流動(dòng)度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和保水率等性能指標(biāo)要求見表1。

2　原材料性能

考慮到細(xì)砂不具有保水性能，反而會(huì)影響流動(dòng)度，因此本文的保水砂漿將不采用細(xì)砂；硅藻土助濾劑吸水性比硅藻土大，更適合作保水劑；高爐礦渣粉和粉煤灰具有一定的吸水性能，同時(shí)能夠提高砂漿的流動(dòng)性；為了提高砂漿的強(qiáng)度，使用普通硅酸鹽水泥作為主要膠凝材料。故本文的保水砂漿由普通硅鹽水泥、保水劑（高爐礦渣粉、粉煤灰和硅藻土助濾劑）、水、摻和料（微硅粉）和外加劑等組成。

水泥：P·O 42.5R普通硅酸鹽水泥。

粉煤灰：重電粉煤灰，其顏色為淺灰色，吸水率為120%，Ⅱ級(jí)。

高爐礦渣：灰黑色，表干密度為3.7g/cm3，吸水率為24%，S-95級(jí)。

硅藻土助濾劑：顏色為白色，吸水率可達(dá)347%，孔隙率68%。

減水劑：CMG-Ⅲ緩凝高效減水劑，粉劑，摻量為膠凝材料用量的0.8%～1.2%。

微硅粉：微硅粉PH平均值為中性。

試驗(yàn)用水為自來水。

3　保水砂漿性能試驗(yàn)

粉煤灰作為摻合料主要表現(xiàn)在后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較多，具有很好的“強(qiáng)度潛力”；而硅粉由于活性高，能夠提高砂漿的早期強(qiáng)度，同時(shí)也能提高砂漿抗折強(qiáng)度，因此在保水砂漿中摻加了微硅粉。本文采用粉煤灰、高爐礦渣粉和硅藻土助濾劑三因素三水平摻量的正交試驗(yàn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)見表2，保水砂漿的性能評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)見表3。

表2　保水砂漿的配合比設(shè)計(jì)

表3　保水砂漿的性能

3.1保水砂漿吸水率隨時(shí)間變化規(guī)律

各配比砂漿的保水率隨時(shí)間的變化見圖1。

圖1　保水率隨時(shí)間的變化圖

可以看出，以48h的保水率為標(biāo)準(zhǔn)，2h的保水率占48h的保水率的68%～83%，平均77.1%，距離飽和還有至少20%多，因此2h的保水率不能代表試件的保水率，而24h的保水率占48h的保水率的98%～99%，平均98.3%，因此，可以認(rèn)為24h時(shí)試件吸水基本已經(jīng)達(dá)到飽和，能夠代表試件的最大吸水潛能，沒有必要選擇更長(zhǎng)的保水試驗(yàn)時(shí)間。

3.2不同配比保水砂漿的性能對(duì)比

按照1-9號(hào)配合比配制的砂漿流動(dòng)度、強(qiáng)度和保水率等性能對(duì)比見圖2，試件成型情況見圖3。

圖2　保水砂漿試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖

圖3　試件成型圖

經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化，最終確定保水砂漿的配合比為水泥∶粉煤灰∶高爐礦渣粉∶硅藻土助濾劑∶CMG-Ⅲ緩凝高效減水劑∶微硅粉∶水=1626.8∶697.2∶414∶112.8∶27.9∶185.9∶1790為最優(yōu)方案，且滿足表1中的所有指標(biāo)要求。

4　結(jié)論

（1）硅藻土對(duì)砂漿流動(dòng)度具有顯著影響，是三種保水材料中影響最大的材料。

（2）各種保水材料對(duì)砂漿的抗折強(qiáng)度影響并不顯著；增加保水材料用量對(duì)砂漿的抗折強(qiáng)度均是不利的。粉煤灰對(duì)保水砂漿的抗壓強(qiáng)度有顯著影響，且是砂漿的抗壓強(qiáng)度的主要影響因素，粉煤灰摻量越多，砂漿的抗壓強(qiáng)度越低。

（3）粉煤灰和硅藻土對(duì)砂漿的保水率有顯著影響，且硅藻土對(duì)砂漿的保水率最為顯著，而高爐礦渣對(duì)保水率的影響不明顯。

（4）確定保水砂漿的最佳質(zhì)量比，水泥∶粉煤灰∶高爐礦渣粉∶硅藻土助濾劑∶CMG-Ⅲ緩凝高效減水劑∶微硅粉∶水為1626.8∶697.2∶414∶112.8∶27.9∶185.9∶1790，滿足保水砂漿的技術(shù)指標(biāo)要求。

（5）試件2h保水率與最終保水率有明顯差異，試驗(yàn)中的保水時(shí)間應(yīng)選擇24h或更長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］蔣世章，余明，季青.城市熱島效應(yīng)研究綜述［J］.大眾科技，2008（12）：97-99.

［2］三坂育正，成田健一.保水舗裝による都市暑熱環(huán)境緩和に関する研究その感溫性を有する舗裝の蒸発特性評(píng)価［C］.日本建築學(xué)會(huì)大會(huì)論文梗概集，2005：19-24.

［3］日本道路協(xié)會(huì).アスファルト鋪裝工事共通仕樣書解說［M］.東京：丸善株式會(huì)社出版事業(yè)部，平成4年.

［4］桂霓，譯.保水性路面的施工及性能研究［J］.市政工程國(guó)外動(dòng)態(tài)，2014（1）：8-12.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Study on Mortar Grouting and Performance Optimization for Water-holding and Cooling Asphalt Surface

Key words：water-holding mortar；asphalt pavement；mix proportion

Abstract:Through the performance analysis on water-holding and cooling asphalt surface，several raw materials for water-holding are presented. By the orthogonal experiment with three factors（fly ash，blast furnace slag and diatomite filter agent）of three levels，the best mix proportion to achieve the performance aim is determined.

中圖分類號(hào)：TU535

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9107（2016）05-0059-02

收稿日期：2016-03-10

作者簡(jiǎn)介：陳怡宏（1967-），女，重慶人，本科，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事建筑施工質(zhì)量技術(shù)管理工作。

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.05.059