陕西誉臻盲道透水一体彩色混凝土

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陕西誉臻盲道透水一体彩色混凝土

矿物活性超细粉对透水混凝土界面的增强效应
透水混凝土中骨料和胶结料的界面过渡区与水泥石本体的结构不同，硬化的透水性混凝土结构是由水泥石、界面过渡区和集料三个重要环节组成，其中界面过渡区的性质对混凝土的性质起着决定性的作用，由于透水混凝土具有较多的宏观连通孔隙，因此界面区在其中的作用和影响远比普通混凝土中。混凝土的界面过渡区结构如图2所示。界面过渡区具有较大的粗糙孔隙结构，这是由于在新拌混凝土中，粗骨料碎石粗糙表面的吸水性，在其周围包裹一层水膜，相对于混凝土本体骨料表面水量较多，因此在骨料周围水泥水化生成的结晶产物晶体尺寸大，形成的孔隙多，随着胶凝材料体系水化程度加大，生成的产物水化硅酸钙凝胶体，氢氧化钙晶体和钙矾石等晶体逐渐进入由大晶体构成的界面区孔隙中。由此造成了界面过渡区的粗糙孔隙结构，降低了界面区的强度和水泥本体与骨料的粘结力，在透水混凝土中尤为，因此使透水混凝土力学性能降低，限制了透水混凝土的大规模应用。鉴于本实验优化胶结料体系，掺入超细粉煤灰和硅灰，使其达到紧密堆积状态，界面过渡区产物结构网进一步密实而起到强化作用，提高透水混凝土的力学性能。透水压花地坪 彩色混凝土
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图3和图4示出了掺入超细粉煤灰和硅灰的透水混凝土的抗折强度和抗压强度变化趋势。图3和图4表明随着粉煤灰掺量由8%增至16%透水混凝土的抗折强度和抗压强度均逐渐增加，但粉煤灰掺量过大时强度又略有下降。在不同粉煤灰掺量下对比了复掺硅灰对混凝土强度的影响，随着硅灰掺量的增加，试样的抗折强度和抗压强度均有明显提高，但硅灰掺量较多时强度又有所下降，硅灰的掺量应不超过8%，同时粉煤灰的掺量在16%左右时透水混凝土具有较高的抗折和抗压强度。透水混凝土的抗折能力对于结构缺陷更加敏感，界面过渡区微观结构网的密实度和水化产生的结晶应力起到关键作用。而加入超细粉煤灰和硅灰的微集料效应以及活性微粉的二次水化产生的结晶应力可以使得结构网进一步密实而起到强化作用，降低过渡区微观缺陷，从而有利于提高其力学性能。

图3 掺入粉煤灰和硅灰透水混凝土的抗折强度
分析原因矿物活性超细粉对透水混凝土强度的提高主要源于两方面:一方面增强了胶结料，第二方面改善了界面过渡层的状态。粉煤灰和硅灰的火山灰效应消耗大量的氢氧化钙，生成低碱性水化硅酸钙，低碱性水化硅酸钙具有更致密的微观结构，同时两种矿物超细粉体在胶凝材料体系水化中起到微晶核的作用，加速水化的同时增加产物凝胶体数量和均匀度。另外复合超细粉不同粒级的填充作用有利于提高水泥石的致密程度，从而提高胶结层的强度。
同时，骨料与胶结料的界面过渡层得到改善。分析原因透水混凝土的胶结料体系采用普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰和硅灰，由激光粒度分析仪测定水泥的平均粒径为34．9 μm，超细粉煤灰的平均粒径为9．62 μm，可见粉煤灰的粒径明显小于水泥的粒径，因此粉煤灰可以填充水泥颗粒形成的空隙，增加其密实程度。然而，粉煤灰中粒径小于0．5 μm的颗粒含量很少，在这样的小尺寸范围内无法实现紧密堆积，因此掺入平均粒径更小的硅灰。根据颗粒堆积的Horsfield模型［8］，如果在某颗粒体系中掺入粒径尺寸形成极差的更细的颗粒，即多粒级颗粒中粒径为上尺寸半径的0．225倍及更细的颗粒，这种复合粒级的引入可以填充到上粉体的三角孔隙和四角孔隙中，整体提高体系堆积密实度和降低结构孔隙率。
胶结材中掺入不同粒级的粉煤灰和硅灰可以填充至水泥颗粒孔隙中，这些不同粒径颗粒之间形成微集料密实填充效应，使其接近紧密堆积状态，有利于提高胶结料的致密程度。尤其是粉煤灰和硅灰这些超细活性粉体可以分散到骨料与胶结料界面过渡区的粗糙孔隙结构区域，提高界面过渡层的致密程度，使界面区域充分水化生成大量结构致密的水化硅酸钙凝胶，没有氢氧化钙大晶体产生，使界面过渡层与粗骨料形成大面积紧密粘结，从而增强界面结合状态，提高了透水混凝土的抗折强度和抗压强度。同时粉煤灰和硅灰的掺量不宜过大，掺量过大强度增加不明显且由于超细粉的比表面积会导致拌合用水量增加及收缩量增加。较适宜的超细粉煤灰的掺量为16%左右，硅灰的掺量为6%左右。
表2示出了掺入粉煤灰和硅灰透水混凝土的孔隙率和透水系数，分析结果发现掺入粉煤灰和硅灰的透水混凝土28 d抗折强度和抗压强度均有明显的提高，其孔隙率和透水系数略有减小，但减小程度不显著，其透水系数仍能满足透水混凝土的透水性能。这说明适量的超细活性粉体粉煤灰和硅灰的掺入可以强化胶结层和改善界面过渡层结构，提高透水混凝土的强度，同时胶结料不堵塞粗骨料骨架搭接成的孔隙，保持一定的孔隙空间和连通性来满足透水性。

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