干硬性混凝土彩色透水路面砖的设计1386.docx

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1、干硬性混混凝土彩彩色透水水路面砖砖的设计计张德成，张张鸣，肖肖传明，张张云飞，叶叶正茂，刘刘福田（济南大大学材料料学院，山山东，济济南 22500022）摘要：本本文从发发展绿色色建材角角度出发发，通过过使用粉粉煤灰取取代部分分水泥、水渣取取代部分分中粗砂砂来优化化原材料料，根据据干硬性性混凝土土机理设设计彩色色透水路路面砖的的配合比比，优化化生产工工艺，利利用实际际生产设设备进行行试配调调整工艺艺参数提提高产品品性能，建建立了一一条大量量利用工工业废渣渣的新途途径。关键词：彩色透透水路面面砖；干干硬性混混凝土；配合比比设计；生产工工艺；水水渣1、前言言透水性混混凝土是是一种有有利于生生态和环

2、环保的混混凝土。它有利利于地表表水的渗渗入，提提高地表表的透气气、透水水性，具具有调节节城市地地表温度度和湿度度、减轻轻市政排排水设施施负担等等优点。彩色透透水路面面砖是透透水性混混凝土典典型应用用制品之之一，以以其丰姿姿多彩的的魅力，已已越来越越受到人人们的青青睐。彩彩色透水水路面砖砖既满足足现代人人对保持持生态和和环保的的愿望，也也满足现现代都市市对色彩彩和文化化气息的的渴求。可以说说，彩色色透水路路面砖既既具有内内在的韵韵致，又又具有漂漂亮的外外表，做做到了实实用性与与欣赏性性并重。因此，它它必将引引领新一一代新型型路面材材料的潮潮流。彩色透水水路面砖砖不仅可可用于人人行道、广场、园林、

3、厂区和和住宅小小区的环环境美化化,还可可用于停停车场、车行道道。它可可以通过过其多变变的板块块形状和和不同色色彩的组组合设计计出独特特的彩色色路面。同时具具有抗压压强度高高，耐磨磨性、耐耐冲击性性、抗冻冻融性好好及经久久耐用的的特点。彩色透透水路面面砖的研研究起步步较晚，相相关报道道也寥寥寥无几。本文利利用粉煤煤灰取代代部分水水泥，降降低成本本的同时时也符合合可持续续发展的的要求。利用水水渣取代代部分中中粗砂增增加路面面砖的透透水性。同时水水渣具有有一定的的胶凝性性，改善善了水泥泥与砂的的界面结结构（表表现为强强度的增增加）。通过科科学设计计配合比比，调整整工艺参参数，设设计出了了低成本本高性

4、能能的彩色色透水路路面砖。2、原材材料本研究用用主要原原材料如如下：粉煤灰：潍坊电电厂一级级灰；水渣：济济钢水渣渣，细度度模数为为3.00；水泥：选选用山东东铝业集集团生产产P.OO42.5水泥泥；砂：东营营近郊产产黄砂，细细度模数数为2和和2.66两种；石：东营营近郊产产，选用用5110mmm石和小小于5mmm的石石屑；外加剂：萘系高高效减水水剂；颜料：市市售氧化化铁红、氧化铁铁黄、氧氧化铁黑黑、铬黄黄和铬绿绿。3、彩色色透水路路面砖生生产工艺艺及技术术要点3.1 透水路路面砖的的种类及及机理按透水方方式与结结构特征征,透水水砖可分分为正面面透水型型和侧面面透水型型两类。正面透透水型透透水砖

5、在在实际应应用中效效果较为为明显,除具有有较好的的物理力力学性能能和透水水性能外外,还可可制成彩彩色面层层,美化化环境,生产成成本也相相对较低低1。透水砖是是由一定定级配的的集料、水泥、特种胶胶结剂和和水等经经特殊工工艺制成成的。因因选用的的集料级级配特殊殊，通常常没有或或很少有有粒度22.5mmm以下下的细集集料，因因此集料料骨架中中含大量量的孔隙隙，并且且这些孔孔隙是连连通的。如果有有雨水时时它们沿沿这些贯贯通“线路”渗人地地下。透透水速度度的快慢慢，即透透水系数数的大小小主要取取决于集集料的级级配及相相应的透透水混凝凝土配合合比22。3.2 工艺流流程彩色透水水路面砖砖生产工工艺流程程见

6、图11。采用用进口自自动化生生产设备备，无需需使用脱脱模剂。按体积积法上料料。基层层料铺平平后铺面面料，振振动过程程中冲压压成型，然然后送入入养护室室内养护护。加水细砂计量面料搅拌白水泥产品养护成型搅拌加水计量粉煤灰水泥骨料颜料基层料图1彩色透水路面砖生产工艺流程3.3 技术要要点1) 细细砂面料料配制面料层分分细砂、中砂和和裸露集集料的面面层等几几种。本本文使用用细砂面面料。面面料的配配制，要要满足如如下几点点：控制好好胶骨比比，比值值太大，砖砖表面易易产生裂裂缝，比比值太小小，则使使面料层层出现不不结实、不耐磨磨；一般般胶骨比比选0.290.22；面料水水灰(胶胶)比应应大于或或等于基基料

7、水灰灰(胶)比，而而又不粘粘模为好好。如果果面料水水灰(胶胶)比小小于基料料水灰(胶)比比时，刚刚成型的的彩色路路面砖在在输送过过程中会会产生不不规则的的非贯穿穿性裂缝缝；颜料保保管中应应注意防防潮、防防湿，一一旦开袋袋使用，应应在短时时间内用用完；不不能用完完时仍密密闭保存存，发现现结团，应应过筛使使用；颜料掺掺量越多多，制品品颜色就就越深，这这样即影影响路面面物理力力学性能能，又提提高了成成本。应应尽量采采用浅色色水泥或或白水泥泥。水泥泥和砂石石集料本本色一定定要稳定定，生产产同批彩彩色路面面砖应使使用同型型号同一一批水泥泥及同层层同矿山山集料。如选用用合成氧氧化铁颜颜料，一一般着色色层颜

8、料料掺量为为水泥掺掺量的33%55%。配合比确确定以后后，加入入颜料入入搅拌机机搅拌，先先干拌110s20ss，再加加入1/2的水水搅拌110s左左右，最最后加入入全部的的水搅拌拌1miin22minn。面料料层的生生产要尽尽量缩短短成型时时间，以以免时间间过长，面面料层失失水过多多和发生生水化反反应33。2) 基基层的配配制路面砖采采用二次次布料法法，即分分为面层层和基层层。基层层是用水水渣取代代部分中中粗砂的的粉煤灰灰干硬性性混凝土土,采用用强制式式搅拌机机搅拌。试配时时要先测测出砂、碎石的的含水率率，然后后在基准准配比上上调整砂砂石用量量及用水水量，调调配出生生产配合合比，配配合比的的设

9、计可可根据不不同的砖砖型和不不同的需需求进行行调配。配合比比调整完完毕后输输入计算算机，然然后严格格、准确确的计量量。各种种原料投投入搅拌拌机以后后，先干干搅拌220s左左右，然然后加入入水搅拌拌1miin22minn。如果果加入外外加剂，则则需要另另外调整整加料次次序。粉粉煤灰混混凝土搅搅拌好后后放入料料仓，准准备入模模生产。基层的的生产主主要控制制要点为为：从空间间结构来来看，透透水性路路面砖是是粗骨料料颗粒与与水泥石石绞结而而成的多多孔结构构，水泥泥石与粗粗骨料界界面粘结结强度是是最薄弱弱环节，所所以应采采用422.5MMPa以以上强度度水泥。水泥最最佳用量量以刚好好包裹骨骨料表面面形成

10、均均匀水泥泥浆为适适度。以以最小水水泥用量量为原则则，过多多水泥用用量会增增加成本本、降低低透水性性。胶凝凝材料用用量一般般为23303300kkg/mm3。骨料级级配是控控制透水水性重要要批标，级级配不良良时，堆堆积骨架架中孔隙隙大，强强度低，反反之强度度高，透透水性差差。级配配合理范范围：10mmm，(010%)； 5mmm，(95540%)；2.55mm,(1003)%。通常常不要有有2.55mm以以下的细细骨料，以以保证内内部有大大量孔隙隙。砂、碎石中中的含泥泥量11%，有有机物含含量11%；控制好好胶骨比比，胶骨骨比的减减小会增增大透水水性，但但强度会会降低；胶骨比比增大时时，强度度

11、会增大大，但透透水性降降低。一一般胶骨骨比选00.2990.2；对特定定的某一一骨料有有一最佳佳水灰(胶)比比。当WW/C小小于这一一最佳值值时，水水泥浆过过于干稠稠，混凝凝土拌合合物和易易性太差差，水泥泥浆体不不能充分分包裹骨骨料表面面，不利利于提高高透水砖砖强度；反之，W/C过大，水泥浆可能把透水孔隙部分或全部堵死，既不利于透水，也不利于强度提高。最佳的W/C为0.250.35。要求做到“手抓成团,落地自散”；综合稠稠度、强强度、表表观密度度确定的的最优用用水量，一一般为8801120kkg/mm3；为增大大路面砖砖的透水水性，需需要人工工制作连连续孔，连连续孔的的形成机机理是：在半干干硬

12、性混混合料中中掺入引引气剂，物物料经成成型、静静停后,进行蒸蒸汽养护护。在蒸蒸养的过过程中，混混合料中中引入的的气泡产产生体积积膨胀，使使原来不不相连通通的气泡泡连为一一体，成成为连续续孔通道道。可选用的的引气剂剂有：松松香热聚聚物、松松香皂钠钠烷基磺磺酸盐、烷基苯苯磺酸盐盐、环氧氧乙烷与脂脂肪醇缩缩合物。具有缓缓凝特性性的木质质素磺酸酸盐因影影响制品品强度发发展不宜宜使用。性能较较好的引引气剂是是松香类类引气剂剂4。3) 养养护刚成型的的路面砖砖,应置置于脱模模托板上上养护。室温下下自然养养护时，可可将路面面砖放在在养护窑窑内，并并将门关关闭以使使粉煤灰灰混凝土土在一定定湿度条条件下充充分水

13、化化。缩短短初始养养护时间间，可将将路面砖砖(放在在托板上上)送入入保温窑窑内，在在6070的蒸汽汽养护下下停留44-6小小时。初初始养护护后，路路面砖被被运送室室外，此此时要注注意浇水水养护，整整个养护护过程一一般为228天。4、试验验过程及及结果评评价4.1 彩色透透水砖的的力学分分析除上述透透水路面面砖设计计要求外外，本文文利用一一级粉煤煤灰等量量取代水水泥，水水渣070%取代砂砂子，主主要是考考虑到水水渣颗粒粒较粗(细度模模数为33.0左左右)取代部部分砂子子(细度模模数2.6左右右)可增大大透水性性,降低成成本。而而且水渣渣具有胶胶凝性，能能增强浆浆体与骨骨料间的的粘结性性。试验验结

14、果如如表1。掺用110550%水水渣代替替中粗砂砂在混凝凝土中应应用均能能满足强强度要求求，与不不掺水渣渣混凝土土相比，强强度有所所增加，水水泥用量量略有降降低。水渣取取代砂超超过500%后，强强度开始始下降。因此550%为为最佳取取代点。 表1 路面砖砖配合比比设计及及28dd抗压强强度 单位位(kgg)水泥P.O442.55砂水渣石水粉煤灰引气剂/万c28d抗抗压强度度（MPaa）3406130144221000135.8827261306834.00552613549012336.22429184363682453630730735.9924536833184429304.2 彩色透透水

15、砖的的力学分分析取水渣550%取取代中砂砂的彩色色透水路路面砖的的试块进进行孔结结构分析析及透水水性能试试验。总总孔隙率率P0,，连通通孔隙率率P1及透水水系数TT的试验验结果见见表2。表2 孔孔分析与与透水性性试验结结果P0（%）P1（%）P1/ P0(%)T（mmm/s）23.44020.1185.993.3由表2可可知，试试验的路路面砖连连通孔占占总孔隙隙的比率率较大，透透水性能能较好。透水系系数满足足相关高高渗透性性混凝土土标准的的要求。5、应用用前景分分析 彩色透透水路面面砖的水水泥用量量较少，掺掺用粉煤煤灰和水水渣等工工业废渣渣，节约约资源、能源；不破坏坏环境，更更有利于于环境；符

16、合绿绿色混凝凝土的要要求。透透水性混混凝土路路面砖经经济实用用。与普普通混凝凝土路面面砖相比比,透水水性混凝凝土路面面砖的制制造费用用较低。用于透透水、保保水有特特殊要求求的场合合，具有有一定的的竞争优优势。可可应用于于下列领领域：河河道、高高速公路路、山体体护坡；草坪底底板；无无土绿色色植被种种植(如如屋顶绿绿化)；农田水水利等5。6、小结结本文对彩彩色透水水路面砖砖的机理理进行、配合比比设计要要点、生生产工艺艺、主要要技术指指标、应应用前景景进行了了阐述,通过用用粉煤灰灰部分取取代水泥泥、水渣渣部分取取代中粗粗砂配制制出了低低成本、高透水水性的彩彩色透水水路面砖砖。这对对工业废废渣利用用，

17、发展展绿色建建材是非非常有益益的探索索。除了了原材料料和配合合比外，生生产设备备的压实实能力是是影响干干硬性混混凝土性性能的重重要因素素。因此此工业生生产中应应重视生生产设备备的选择择以保证证产品质质量66。参考文献献1 王武祥祥. 透透水性混混凝土路路面砖的的生产与与应用J. 混凝凝土与水水泥制品品,19998, (44):554556. 2 王武祥祥.新型型建筑材材料JJ. 19995,(7),2730. 3 尹辉和和,王辉辉. 影影响混凝凝土路面面砖质量量问题的的因素J. 彩瓦瓦与路砖砖,20005,(2):344355.4 蒋亚清清,王洪洪波,高高建明. 透水水性混凝凝土路面面砖JJ. 建筑砌砌块与砌砌块建筑筑,20001,(1):155166.5 孟猛. 新型型彩色混混凝土路路面砖的的应用前前景JJ. 混凝土土,20002,(2):522544.6 冯乃谦谦.新实实用混凝凝土大全全M.北京京:科学学技术出出版社,20005.