一种评价透水混凝土工作性能的试验装置及方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种评价透水混凝土工作性能的试验装置及方法。

背景技术：

透水混凝土在海绵城市建设中的重要性：

目前我国城市化水平发展较快，而在城市化的发展过程中，非透水性的水泥混凝土路面逐渐取代了原有的绿色植被，改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性。非透水性的水泥混凝土路面阻碍了天然雨水和地下土层及地下水的交互作用，降雨只能通过城市的排水系统进入江河湖海之中，导致城市的地下水不能得到及时的补充，影响了雨水的有效利用。当降雨量较大时，雨水不能够及时的从排水系统排出时，会形成地表径流，地表径流裹挟城市的污染物会形成二次污染。

为了解决城市化发展中“雨后即旱”“城市看海”的问题，中央政府出台了建设海绵城市的政策。而在海绵城市的建设中，透水混凝土有着重要的应用。透水混凝土与普通混凝土相比较有着如下的优点：首先，透水混凝土可以补充地下水资源：雨水可以通过透水混凝土直接渗透到土壤中，对地下水资源进行补充，避免因地下水资源得不到有效的补充而带来的一系列自然问题；其次，透水性混凝土可以减少城市噪声污染：城市的噪声有一个重要的来源是汽车轮胎的凹凸纹在与水泥混凝土路面接触时压缩空气而形成噪声，而透水混凝土由于有较大孔隙的存在，被压缩的空气可以通过孔隙排出从而能够有效的降低城市噪声；而且，透水性混凝土可以避免因地表径流而带来的二次污染：当降雨量较大时，排水系统不能够及时有效的将雨水排走，会在水泥混凝土的路面上形成地表径流，而地表径流会裹挟城市污染物，容易形成二次污染，透水混凝土能够及时使降雨渗透到土壤中，减少地表径流的形成；同时，透水性混凝土可以调节气温：降雨过后，透水混凝土可以储蓄一部分雨水，当天气晴朗之后，透水混凝土中所储蓄的水可以蒸发到空气中来补充空气中的水分，从而达到调节气温的目的。

透水混凝土的工作性能的重要性：

透水混凝土是一种由单级配粗骨料和胶凝材料加水混合之后配制而成的存在连续孔隙的混凝土。目前对于透水混凝土的研究主要集中在透水混凝土的强度、孔隙率和耐久性方面，而对于透水混凝土的工作性能的研究较少。但透水混凝土的工作性能对透水混凝土的强度、孔隙率和透水性等性能有着极其重要的影响。

新拌透水混凝土的工作性能对硬化以后透水混凝土的强度，孔隙率和透水性有着直接的影响。实际试验及相关的文献均表明：当新拌透水混凝土的浆体流动性较大或者水泥浆体用量较多时，在模具中成型的透水混凝土会出现底部封堵的情形，而在实际施工中较多的浆体会流入透水混凝土的底部，影响透水混凝土的透水性。而当新拌透水混凝土的浆体流动度太小时，由于浆体粘度过大，振动过程中不能使浆体均匀包裹骨料表面，导致透水混凝土强度的下降。因此，新拌透水混凝土的工作性能对硬化以后透水混凝土的强度，孔隙率和耐久性有着重要的影响。而对新拌透水混凝土工作性能的研究能够确定合适的浆体流动度和合适的浆体用量，对透水混凝土的施工和研究均有着重要的指导意义。

评价透水混凝土工作性能的传统方法及局限性：

目前关于新拌透水混凝土工作性能的研究较少，不少研究者均认为传统的普通混凝土测试坍落度来评价混凝土工作性能的方法并不能适用于透水混凝土。因此研究者将透水混凝土分为粗骨料和水泥浆体两部分，通过水泥浆体的跳桌试验来评价浆体的流动性，从而确定透水混凝土的工作性能。或者在透水混凝土的拌合过程观察单颗粒的透水混凝土的表面是否具有金属光泽来判断透水混凝土的工作性能。

这种传统的判断透水混凝土工作性能的方法有着很大的局限性。在粗骨料粒径保持一定的条件下，透水混凝土的工作性能不仅仅与水泥浆体的粘度有关，而且与水泥浆体的用量有关。而跳桌法测试水泥浆体的流动度，只能够评价水泥浆体的粘度而并没有考虑水泥浆体的用量，因此其对于透水混凝土的评价是局限的，不全面的。仅仅考虑水泥浆体的粘度对于实际施工有着一定程度上的意义，但是由于其自身的局限性，对于实际施工的指导也存在着较大的制约。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种能够评价透水混凝土工作性能的试验装置，并利用该试验装置来评价透水混凝土工作性能的试验方法，从而确保所制备的透水混凝土不会出现底部封堵的现象。

技术方案：本发明所述的一种评价透水混凝土工作性能的试验装置，其特征在于：该装置由相互连接的上下两个部分组成；所述的上部是内径为100mm，高度为100mm的圆柱筒Ⅰ，圆柱筒Ⅰ底部带有整齐排列的网格线，圆柱筒Ⅰ底部的四周设有若干个对称的直径为8mm的螺丝孔；所述的下部是内径为100mm，高度为50mm的圆柱筒Ⅱ，圆柱筒Ⅱ顶部设有若干个直径为8mm的螺丝孔，圆柱筒Ⅱ底部封口。

其中，所述的上部圆柱筒Ⅰ底部的网格线为钢丝网格线；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为3mm时，所述的钢丝网格线的间距为1.36mm；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为5mm时，所述的钢丝网格线的间距为4.75mm；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为10mm时，所述的钢丝网格线的间距为9.5mm。

其中，所述的圆柱筒Ⅰ、圆柱筒Ⅱ的筒壁由厚度为3mm的钢材制成。

其中，所述的圆柱筒Ⅰ底部设有4个螺丝孔；所述的圆柱筒Ⅱ顶部设有4个螺丝孔；所述的对应的螺丝孔之间通过活动螺栓连接。

一种评价透水混凝土工作性能的试验方法，其特征在于：将新拌透水混凝土分两层装入试验装置的上部，即圆柱筒Ⅰ；在装入的过程中由外向内插捣10次，透水混凝土密实后将其表面抹平；将试验装置的上下两个部分，即圆柱筒Ⅰ与圆柱筒Ⅱ，通过螺栓固定连接，开启振动台，称量透过网格的浆体质量，获得最终的透水混凝土工作性能的评价结果。

其中，称量透过网格的浆体质量时，先称量试验装置圆柱筒Ⅱ的质量W1，再称量振动以后试验装置圆柱筒Ⅱ的质量W2，计算W3＝W2-W1，即获得透过网格的浆体质量。

有益效果：与现有技术相比，本发明试验装置及方法可以评价新拌透水混凝土的工作性能，能够有效的指导透水混凝土的配合比设计和施工，防止出现透水混凝土底部封堵的现象。

附图说明

图1为本发明的试验装置的结构示意图；

图2为本发明的试验装置的俯视结构示意图；

图3为本发明的试验装置的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

在具体操作时，先依照施工单位或者研究人员所设计透水混凝土的配合比配制出透水混凝土，将配制好的透水混凝土分两层装入，每装入一层之后用刮刀或者短棒将混凝土插捣实，每层由外向内插捣10下，最外层开始向中心插捣。待试验装置的圆筒状的内部完全填充了透水混凝土之后，将表面的透水混凝土颗粒刮去，并抹平表面，装上试验装置的下半部分。以上试验要在混凝土配制完以后15min以内完成，将试验装置放到混凝土振动台上开动振动台。开动振动台，为保证振动充分，将该试验装置放在振动台上振动1-3min，称量透过方孔进入方孔底部的浆体的质量。通过透过的浆体的质量来评价透水混凝土的工作性能。

实施例：

1、试验所用配合比：

试验所用原材料如下表所示：

在该配合比中硅灰采用外掺法，均占水泥质量的4％。A1的水胶比为0.28，骨灰比为4，外加剂掺量为水泥质量的2.5％；A2的水胶比为0.31，骨灰比为2，外加剂掺量为水泥质量的2.5％。

2、试验所用试验装置：

该装置由相互连接的上下两个部分组成。上部是内径为100mm，高度为100mm的圆柱筒Ⅰ，圆柱筒Ⅰ底部带有整齐排列的网格线，圆柱筒Ⅰ底部的四周设有4个对称的直径为8mm的螺丝孔；上部圆柱筒Ⅰ底部的网格线为钢丝网格线；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为3mm时，钢丝网格线的间距为1.36mm；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为5mm时，钢丝网格线的间距为4.75mm；当配制透水混凝土所用粗骨料的最小粒径为10mm时，钢丝网格线的间距为9.5mm。下部是内径为100mm，高度为50mm的圆柱筒Ⅱ，圆柱筒Ⅱ顶部设有4个直径为8mm的螺丝孔，圆柱筒Ⅱ底部封口。圆柱筒Ⅰ、圆柱筒Ⅱ的筒壁由厚度为3mm的钢材制成；圆柱筒Ⅰ底部与圆柱筒Ⅱ顶部对应的螺丝孔之间通过活动螺栓连接。

3、试验多用试验方法：

步骤(1)按照所列配合比先成型足够量的透水混凝土。

步骤(2)称量试验装置底盘的质量W1并记录下来。

步骤(3)将配制好的透水混凝土分两层装入，每装入一层之后用刮刀或者短棒将混凝土捣实，每层由外层向中心插捣10下。待试验装置的圆筒状的内部完全填充了透水混凝土之后，将表面的透水混凝土颗粒刮去，并抹平表面，组装好试验装置。以上试验要在混凝土配制完以后15min以内完成。将试验装置放到混凝土振动台上，开动振动台振动1-3min.关闭振动台，拧下螺丝将试验装置的上半部分移开，称量并记录试验装置下半部和透过的浆体质量W2。

步骤(4)计算W3＝W2-W1，W3为试验所得透过的浆体的质量。W3越小表明透过的浆体的量越少，试验表明当W3较小时，透水混凝土的工作性能较好；当W3较大时，透水混凝土的工作性能较差。

4、试验所得结果：

A1组配比所配置的透水混凝土所测得的W3为0，且实际在实验室中配置的100mm*100mm*100mm的透水混凝土立方体试块其底部也未出现封堵的现象。A2组配比所配置的透水混凝土所测得的W3高达120.3g，占浆体用量的7％，其底部出现封堵现象。

实际试验表明该试验装置可以用来评价新拌透水混凝土的工作性能，并在一定程度上指导透水混凝土的配比设计。