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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.干硬性混凝土彩色透水路面砖的设计张德成，张鸣，肖传明，张云飞，叶正茂，刘福田（济南大学材料学院，山东，济南 250022）摘要：本文文从发展展绿色建建材角度度出发，通通过使用用粉煤灰灰取代部部分水泥泥、水渣渣取代部部分中粗粗砂来优优化原材材料，根根据干硬硬性混凝凝土机理理设计彩彩色透水水路面砖砖的配合合比，优优化生产产工艺，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：彩彩色透水水路
2、面砖砖；干硬硬性混凝凝土；配配合比设设计；生生产工艺艺；水渣渣1、前言透水性混凝凝土是一一种有利利于生态态和环保保的混凝凝土。它它有利于于地表水水的渗入入，提高高地表的的透气、透透水性，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。彩彩色透水水路面砖砖是透水水性混凝凝土典型型应用制制品之一一，以其其丰姿多多彩的魅魅力，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。可可以说，彩彩色透水水路面砖砖既具有有内在的的韵致，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
3、并重。因因此，它它必将引引领新一一代新型型路面材材料的潮潮流。彩色透水路路面砖不不仅可用用于人行行道、广广场、园园林、厂厂区和住住宅小区区的环境境美化,还可用用于停车车场、车车行道。它它可以通通过其多多变的板板块形状状和不同同色彩的的组合设设计出独独特的彩彩色路面面。同时时具有抗抗压强度度高，耐耐磨性、耐耐冲击性性、抗冻冻融性好好及经久久耐用的的特点。彩彩色透水水路面砖砖的研究究起步较较晚，相相关报道道也寥寥寥无几。本本文利用用粉煤灰灰取代部部分水泥泥，降低低成本的的同时也也符合可可持续发发展的要要求。利利用水渣渣取代部部分中粗粗砂增加加路面砖砖的透水水性。同同时水渣渣具有一一定的胶胶凝性，改
4、改善了水水泥与砂砂的界面面结构（表表现为强强度的增增加）。通通过科学学设计配配合比，调调整工艺艺参数，设设计出了了低成本本高性能能的彩色色透水路路面砖。2、原材料料本研究用主主要原材材料如下下：粉煤灰：潍潍坊电厂厂一级灰灰；水渣：济钢钢水渣，细细度模数数为3.0；水泥：选用用山东铝铝业集团团生产PP.O442.55水泥；砂：东营近近郊产黄黄砂，细细度模数数为2和和2.66两种；石：东营近近郊产，选选用510mmm石和和小于55mm的的石屑；外加剂：萘萘系高效效减水剂剂；颜料：市售售氧化铁铁红、氧氧化铁黄黄、氧化化铁黑、铬铬黄和铬铬绿。3、彩色透透水路面面砖生产产工艺及及技术要要点3.1 透透水
5、路面面砖的种种类及机机理按透水方式式与结构构特征,透水砖砖可分为为正面透透水型和和侧面透透水型两两类。正正面透水水型透水水砖在实实际应用用中效果果较为明明显,除除具有较较好的物物理力学学性能和和透水性性能外,还可制制成彩色色面层,美化环环境,生生产成本本也相对对较低1。透水砖是由由一定级级配的集集料、水水泥、特特种胶结结剂和水水等经特特殊工艺艺制成的的。因选选用的集集料级配配特殊，通通常没有有或很少少有粒度度2.55mm以以下的细细集料，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。如如果有雨雨水时它它们沿这这些贯通通“线路”渗人地地下。透透水速度度的快慢慢，即透透水系数数
6、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 工工艺流程程彩色透水路路面砖生生产工艺艺流程见见图1。采采用进口口自动化化生产设设备，无无需使用用脱模剂剂。按体体积法上上料。基基层料铺铺平后铺铺面料，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 技技术要点点1) 细砂砂面料配配制面料层分细细砂、中中砂和裸裸露集料料的面层层等几种种。本文文使用细细砂面料料。面料料的配制制，要满满足如下下几点：控制好胶胶骨比，比比值太大大，砖表表面易产产生裂缝缝
7、，比值值太小，则则使面料料层出现现不结实实、不耐耐磨；一一般胶骨骨比选00.2990.2；面料水灰灰(胶)比应大大于或等等于基料料水灰(胶)比比，而又又不粘模模为好。如如果面料料水灰(胶)比比小于基基料水灰灰(胶)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；颜料保管管中应注注意防潮潮、防湿湿，一旦旦开袋使使用，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；颜料掺量量越多，制制品颜色色就越深深，这样样即影响响路面物物理力学学性能，又又提高了了成本。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
8、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。如如选用合合成氧化化铁颜料料，一般般着色层层颜料掺掺量为水水泥掺量量的3%5%。 配合比确定定以后，加加入颜料料入搅拌拌机搅拌拌，先干干拌100s220s，再再加入11/2的的水搅拌拌10ss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) 基层层的配制制路面砖采用用二次布布料法，即即分为面面层和基基层。基基层是用用水渣取取代部分分中粗砂砂的粉煤煤灰干硬硬性混凝凝土,采采用强制制式搅拌拌机搅拌拌。试
9、配配时要先先测出砂砂、碎石石的含水水率，然然后在基基准配比比上调整整砂石用用量及用用水量，调调配出生生产配合合比，配配合比的的设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。配配合比调调整完毕毕后输入入计算机机，然后后严格、准准确的计计量。各各种原料料投入搅搅拌机以以后，先先干搅拌拌20ss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。基基层的生生产主要要控制要要点为：从空间结结构来看看，透水水性路面面砖是粗粗骨料颗颗粒与水水泥石绞绞结而成成的多孔孔结构，水水泥石与与粗骨料料
10、界面粘粘结强度度是最薄薄弱环节节，所以以应采用用42.5MPPa以上上强度水水泥。水水泥最佳佳用量以以刚好包包裹骨料料表面形形成均匀匀水泥浆浆为适度度。以最最小水泥泥用量为为原则，过过多水泥泥用量会会增加成成本、降降低透水水性。胶胶凝材料料用量一一般为22303000kg/m3。骨料级配配是控制制透水性性重要批批标，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、碎碎石中的的含泥量
11、量1%，有机机物含量量1%；控制好胶胶骨比，胶胶骨比的的减小会会增大透透水性，但但强度会会降低；胶骨比比增大时时，强度度会增大大，但透透水性降降低。一一般胶骨骨比选00.2990.2；对特定的的某一骨骨料有一一最佳水水灰(胶胶)比。当当W/CC小于这这一最佳佳值时，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”；综合稠度度、强度度、表观观密度确确定的最最优用水水量，一一般为
12、8801120kkg/mm3；为增大路路面砖的的透水性性，需要要人工制制作连续续孔，连连续孔的的形成机机理是：在半干干硬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。可选用的引引气剂有有：松香香热聚物物、松香香皂钠烷烷基磺酸酸盐、烷烷基苯磺磺酸盐、环环氧乙烷与脂脂肪醇缩缩合物。具具有缓凝凝特性的的木质素素磺酸盐盐因影响响制品强强度发展展不宜使使用。性性能较好好的引气气剂是松松香类引引气剂4 。 3) 养护护刚成型的路路面砖,应置于于脱模托托板上养
13、养护。室室温下自自然养护护时，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、试验过过程及结结果评价价4.1 彩彩色透水水砖的力力学分析析除上述透水水路面砖砖设计要要求外，本本文利用用一级粉粉煤灰等等量取代代水泥，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(
14、细度模模数2.6左右右)可增大大透水性性,降低成成本。 而且水水渣具有有胶凝性性，能增增强浆体体与骨料料间的粘粘结性。试试验结果果如表11。掺用用1050%水渣代代替中粗粗砂在混混凝土中中应用均均能满足足强度要要求，与与不掺水水渣混凝凝土相比比，强度度有所增增加，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。因因此500%为最最佳取代代点。 表表1 路路面砖配配合比设设计及228d抗抗压强度度 单位(kkg)水泥P.O422.5砂水渣石水粉煤灰引气剂/万c28d抗压压强度（MPa）340613014421000135.8 2726130 6834.0552613549
15、012336.2429184363682453630730735.924536833184429304.2 彩彩色透水水砖的力力学分析析取水渣500%取代代中砂的的彩色透透水路面面砖的试试块进行行孔结构构分析及及透水性性能试验验。总孔孔隙率PP0,，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 孔分分析与透透水性试试验结果果P0（%）P1（%）P1/ PP0(%)T（mm/s）23.40020.185.93.3由表2可知知，试验验的路面面砖连通通孔占总总孔隙的的比率较较大，透透水性能能较好。透透水系数数满足相相关高渗渗透性混混凝土标标准的要要求。5、应用前前景分析析 彩彩色透水水路面砖砖的水泥泥用量较较少，掺掺用粉煤煤灰和水水渣等工工业废渣渣，节约约资源、能能源；不不破坏环环境，更更有利于于环境；
