高透水混凝土配合比设计优化及其应用(2)

2 高透水混凝土配合比设计原则
高透水混凝土的配合比设计的原则是根据选用材料的性能，在确保透水性能的情况下，尽可能地提高混凝土的强度。高透水性混凝土的配制首先是满足透水性能，失去透水性能这一条件，也就失去了高透水性的本身的意义。因此，高透水性混凝土配合比的设计，不能象普通混凝土那样仅以满足强度为首要条件的配制。透水性的好坏主要以孔隙率来反映，所以，孔隙率和强度是高透水性混凝土配合比设计的重要指标［5-6］。下面，阐述采用试配的方法确定高透水性混凝土的配合比的设计优化步骤。
2． 1 计算高透水混凝土的试配强度
根据fm = 1. 15fc，计算高透水混凝土的试配强度。
式中fm为高透水混凝土的试配强度; fc为高透水混凝土的设计强度。
2． 2 骨料的用量
采用骨料紧密堆积密度来确定。
2． 3 水泥用量
根据文献［7］经验公式: C = 69. 36 + 784. 93fm /fh来计算。
式中C 为每m3 混凝土中的水泥用量( kg) ; fh为水泥活性，取1. 13 倍水泥强度。
2． 4 合理水灰比确定
水灰比的大小将影响着高透水混凝土的强度和透水性能，当水灰比较大时，会产生浆液，在重力作用下，浆液将会向下流动，填充底部孔隙，影响透水性能; 当水灰比过小时，水泥强度得不到充分发挥，影响高透水混凝土的强度。在大量试验的基础上，笔者总结水灰比的确定原则是，在搅拌均匀的情况下，确保水泥浆液包裹在骨料表面，而不产生浆液流动为原则。用肉眼观察骨料表面浆液晶莹剔透、粘结性好，用手轻握骨料聚团状而手面没有稀浆析出。因此，水灰比的确定是在搅拌过程中逐渐增加用水量而得到的，当一次用水量过大时，出现浆液流动，必须重新试配。
2． 5 计算1 m3 各成分的重量
采用体积法计算，即根据高透水混凝土体积等于各成分体积之和，与普通混凝土区别是，各成分体积要包括孔隙的体积。
G/ρg+ C/ρc+ W/ρw+ p = 1
式中G，C，W———1 m3 混凝土中石子、水泥、水的质量( kg) ;
ρw，ρc———水、水泥的密度( kg /m3 ) ;
ρg———石子的表观密度( kg /m3 ) ;
p———高透水混凝土的孔隙率。
根据上式和上述比例计算出1 m3 各成分的数量。
2． 6 试配
通过上述步骤计算得到的配合比，是参照经验公式和参数确定的初步材料用量，它同材料的实际情况存在一定的差异。因此，必须通过试验进行配合比调整。进行试拌时，要观察用水量，调整水灰比，按照前述原则，观察拌合物含水量情况，若集料表面干燥、松散，水泥浆不能包裹集料，应适当增大水灰比; 若水泥浆含量过大，出现水泥浆下滴现象，应适当减小水灰比，直至保证水泥浆均匀包裹集料，用肉眼观察骨料表面浆液晶莹剔透、粘结性好，用手轻握骨料聚团状而手面没有稀浆析出。
2． 7 测定抗压强度和透水系数
养护到一定龄期后，分别测定各试件的抗压强度和透水系数，并进行对比分析。
3 高透水混凝土制作效果应用
为了更明确地说明水灰比对高透水混凝土的强度和透水性能影响，试验对比了各种水灰比下各组试件的强度和透水性。通过改变水灰比的大小，采用插捣击实的方法成型，标准养护，测得28 d 抗压强度及透水性能，见表2。