基于骨架原則的再生骨料多孔混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

李俊杰

（廣州天源混凝土有限公司 511400）

0 前言

再生骨料的多孔混凝土是一種新型的混凝土類型，其是在節(jié)能環(huán)保背景下產(chǎn)生的一種混凝土，其具有著諸多的使用特點(diǎn)，逐漸在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。骨架原則是一種瀝青的混合料設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)粗骨料骨架作用進(jìn)行突出，而在骨架原則下如何進(jìn)行再生骨料多孔混凝土配合比的設(shè)計(jì)，就是本文主要研究的內(nèi)容。

1 骨架原則設(shè)計(jì)概述

在對(duì)瀝青的混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)中，主要可以分成密實(shí)懸浮性的結(jié)構(gòu)、密實(shí)性的骨架結(jié)構(gòu)以及骨架空隙的結(jié)構(gòu)等三種類型，在這些骨架結(jié)構(gòu)中，其中骨架空隙的結(jié)構(gòu)一般于瀝青路面其下面層以及基層柔性的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行使用，設(shè)計(jì)的原理主要是進(jìn)行粗骨料其骨架作用實(shí)施突出。和瀝青的混合料對(duì)礦料級(jí)配要求進(jìn)行比較，則水泥性的混凝土其粗細(xì)骨料具有的規(guī)格就呈現(xiàn)出單一性情況，同時(shí)其組配的類型也相對(duì)比較少，則就能夠選擇使用連續(xù)性級(jí)配以及單粒級(jí)的間斷性級(jí)配方式，這也體現(xiàn)出骨架空隙的結(jié)構(gòu)具有最好的效果。按照建筑工程垃圾中再生骨料相關(guān)規(guī)格具體特征，在實(shí)施再生骨料的多孔型混凝土的設(shè)計(jì)時(shí)，其礦料骨架具有的級(jí)配組成要嚴(yán)格根據(jù)ATPB 的開級(jí)配對(duì)瀝青碎石基層級(jí)配相關(guān)要求實(shí)施參考設(shè)計(jì)，其再生的粗骨料通過(guò)組配就形成了骨架性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)在低摻性的細(xì)骨料中也存在一些空隙情況，通過(guò)相應(yīng)計(jì)算以及試驗(yàn)分析，從而提出了適用于再生骨料的多孔型混凝土實(shí)際情況的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

2 配合比的設(shè)計(jì)方法

2.1 原材料

此原材料選用規(guī)格為PC32.5 的復(fù)合型硅酸鹽的水泥，其建筑垃圾的再生骨料是在工廠中進(jìn)行生產(chǎn)，選用兩種再生骨料A 和B，其規(guī)格分別是10-30mm 和5-10mm，然后摻加少量性的天然砂以及自來(lái)水等物質(zhì)，但是卻是沒有參加任何的外加劑以及相關(guān)的摻和料情況。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證，其各個(gè)材料具有的物理性指標(biāo)以及性能指標(biāo)都是符合相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)的。

2.2 對(duì)粗骨料級(jí)配進(jìn)行設(shè)計(jì)

在對(duì)粗骨料級(jí)配進(jìn)行設(shè)計(jì)中，其組配要按照ATPB 相關(guān)骨架級(jí)配要求規(guī)范當(dāng)作設(shè)計(jì)參考的依據(jù)，之后通過(guò)試算法按照粒徑占優(yōu)情況下的級(jí)配原則，來(lái)進(jìn)行粗骨料實(shí)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)。先通過(guò)水篩法，來(lái)對(duì)其粗骨料A 以及B 類型實(shí)施級(jí)配測(cè)定，根據(jù)相應(yīng)篩分的結(jié)果，骨料A 內(nèi)是沒有占優(yōu)類型的粒徑的，而粗骨料B 內(nèi)粒徑為0.475cm 是占據(jù)優(yōu)勢(shì)的，其占有的比例也是最高的[2]。

假定混合料內(nèi)粒徑是0.475cm 的話，都是通過(guò)優(yōu)勢(shì)再生性的粗骨料B 進(jìn)行提供的，而對(duì)粗骨料A 內(nèi)具有的粒徑就可以忽視，因此，骨料B 于進(jìn)行礦質(zhì)的混合料內(nèi)實(shí)際用量的比例就是：

再生的粗骨料A 與礦質(zhì)的混合料內(nèi)用量的比例是：

通過(guò)校核確定出再生的粗骨料用量的比例，從而構(gòu)成出再生骨料的混凝土骨架結(jié)構(gòu)類型。

2.3 再生骨料的多孔型混凝土的配合比設(shè)計(jì)法

水灰比：對(duì)骨架空隙的結(jié)構(gòu)再生的骨料多孔型混凝土進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)為飽和性面干狀態(tài)的材料，水灰如果較大就會(huì)造成混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致水泥漿從相應(yīng)的空隙內(nèi)進(jìn)行流失，并不能產(chǎn)生相應(yīng)要求的均勻性再生結(jié)構(gòu)，同時(shí)其強(qiáng)度也會(huì)出現(xiàn)降低，如果其水灰比太小的話，就會(huì)導(dǎo)致其漿體不能有效的均勻性分布，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)骨料的表面有效的包裹，其和易性就會(huì)變差，因此需要對(duì)其水灰比進(jìn)行合理的選擇。對(duì)相關(guān)專家學(xué)者結(jié)論實(shí)施有效的比較，同時(shí)根據(jù)再生骨料其具有的空隙大以及裂縫多相關(guān)性實(shí)施分析，因此將其水灰比確定是0.35。

對(duì)單位水泥具有的用量以及用水量進(jìn)行計(jì)算：其骨架具有的空隙體積主要通過(guò)水泥漿以及剩余目標(biāo)具有的空隙等相關(guān)聯(lián)的體積構(gòu)成的。如果假設(shè)其混凝土具有空隙率P 達(dá)到了15%，而其單位體積當(dāng)做1m3，因此空隙體積就可以表示是Vp，通過(guò)計(jì)算得出其值是0.15m3，然后對(duì)水泥漿具有的體積進(jìn)行計(jì)算得出Vc。對(duì)于沒有參與到摻和的天然砂具有的體積，則全部嗾使通過(guò)水泥漿來(lái)實(shí)施占有。這種計(jì)算的原理，主要因?yàn)樗酀{于包裹骨料其表面以及填隙位置實(shí)施作用，同時(shí)在水泥進(jìn)行水化以及硬化中，其就會(huì)發(fā)生很大體積的收縮情況，則其水泥漿出現(xiàn)體積的收縮就可以通過(guò)部分天然砂來(lái)實(shí)施對(duì)體積有效性補(bǔ)償，從而對(duì)其空隙率的設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滿足。因此在實(shí)施沒有水化水泥漿相應(yīng)體積V 的計(jì)算中，就包含有硬化收縮性水泥漿具有的體積以及將少量摻和天然砂具有的體積。通過(guò)相應(yīng)的公式就能計(jì)算出單位的水泥用量以及單位的用水量[3]。

單位砂和再生骨料的用量：為了符合再生的骨料多孔型混凝土的目標(biāo)性空隙率要求，就需要進(jìn)行少量的天然砂填充。使用正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)法，來(lái)選擇使用8%砂率少砂的配制方案，后按照體積法就能夠?qū)挝簧笆挠昧窟M(jìn)行計(jì)算。多孔型混凝土需要對(duì)目標(biāo)的空隙體積進(jìn)行重點(diǎn)考慮，如果不進(jìn)行引氣型的外加劑添加，則混凝土的拌和引入空氣的體積是0.01a，a 是混凝土含氣量，若不使用相應(yīng)引氣劑就能夠忽略不計(jì)，則就能計(jì)算出再生骨料的多孔型混凝 土單位砂和再生骨料的用量。

試驗(yàn)室的配合比調(diào)整：在進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗鄬?shí)際的用量是相對(duì)比較少的，同時(shí)粗骨料具有的實(shí)際空隙率也呈現(xiàn)出大的特點(diǎn)，因此在后期的飽水性試拌中，就會(huì)有少量水沿著其空隙位置進(jìn)行滲出，進(jìn)而造成水泥漿出現(xiàn)黏稠度降低。想要保證其混凝土和易性滿足要求，就需要對(duì)其水灰比實(shí)施合理的調(diào)整，可以將水灰比進(jìn)行減小達(dá)到0.3。在調(diào)整后，經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)室的配合比進(jìn)行檢驗(yàn)，其拌和物具有2cm 坍落度，同時(shí)也呈現(xiàn)出黏聚性以及保水性提升，其空隙的分布也比較好。

2.4 對(duì)透水性進(jìn)行試驗(yàn)

根據(jù)以上具有的配合比來(lái)實(shí)施直徑15cm 以及高15cm 混凝土其圓柱體相應(yīng)試件的制備，并按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行28d 的養(yǎng)護(hù)，后實(shí)施透水性的驗(yàn)證試驗(yàn)。其試驗(yàn)裝置主要包括套筒、支架、溢流的水槽和燒杯等4 部分構(gòu)成，且還具有良好的密封性。通過(guò)定水頭法來(lái)實(shí)施試驗(yàn)，自套筒其上部位置實(shí)施注水，則水就會(huì)從試件相應(yīng)空隙朝著溢流的水槽內(nèi)流入，后再?gòu)囊缢趦?nèi)進(jìn)行排出。自水位到第一刻度的線進(jìn)行計(jì)時(shí)開始，在下落到第二刻度的線就停止進(jìn)行計(jì)時(shí)，其測(cè)定的時(shí)間是t（S）。將兩個(gè)刻度線具有的間距當(dāng)做H，其燒杯透水量是Q，對(duì)6 塊試件進(jìn)行測(cè)定[4]。

按照達(dá)西定律中K=Q·D／(A·H·t)公式，對(duì)C20 其再生的骨料混凝土透水系數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出3.2cm／s，因此，再生的骨料混凝土有著顯著孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)孔隙也是連通的，其透水的速率也十分快、透水的系數(shù)比較大、透水的效果也比較好。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)基于骨架原則的再生骨料多孔混凝土配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了一定的闡述，并對(duì)其效果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，希望對(duì)此類混凝土的配合比設(shè)計(jì)具有幫助作用。