透水性生态混凝土的抗冻研究

薛冬杰 谭文菁

(苏州经贸职业技术学院，江苏 苏州 215000)

透水性生态混凝土的抗冻研究

薛冬杰 谭文菁

(苏州经贸职业技术学院，江苏 苏州 215000)

介绍了透水性生态混凝土制备的原材料、配合比、制作及养护工艺，并对透水性生态混凝土进行了冻融试验，分析了冻融条件下透水混凝土的孔隙结构，最终得出了一些有意义的结论。

透水性生态混凝土，冻融试验，孔隙，结构

0 引言

透水性生态混凝土无论是应用于道路、广场还是河道边坡，都将直接暴露在大气环境中，并且经常受到环境水的浸泡，一旦受冻极易破坏。透水性生态混凝土由于其特殊的孔隙结构，受冻时自身的破坏具有区别于普通混凝土的特征。因此，采用普通混凝土的方法理论去研究透水性混凝土的抗冻性不一定适用。对此，行业内的学者开展了一定的研究，但是国内的研究并不完善。本文开展下列透水性生态混凝土的抗冻性能研究。

1 试验准备

1.1 原材料

1)水泥：海螺P.O42.5级的普通硅酸盐水泥，比表面积大于300 m2/kg。2)粗集料：碎石，采用间断级配5～20的集料。3)砂：中砂。4)外加剂：聚羧酸减水剂。5)水：市内饮用自来水。

1.2 配合比

采用纯水泥作为胶凝材料，采用的基准配合比如表1所示。

表1 试验基准配合比

1.3 制作与养护工艺

按照如下的加料顺序：石子(一半)+砂子+水泥+石子(一半)，充分搅拌后卸料，视料情况人工稍搅拌，然后分层装模并进行插捣，期间轻摇模具，料填满后刮平并压实，如图1所示。实验室内试件静置一天，试件拆模后进行标准养护。

2 冻融试验

2.1 冻融的方法

本文参考了《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，采用试件的尺寸为100 mm×100 mm×20 mm。标准养护室内养护24 d，取出后放在(20±2)℃的水中浸泡4 d，取出后试件表面水需擦净，并做相应的编号，试件及时进行拍照。采用KDS-60型号的快冻试验机，机箱内水位高出试件5 mm，系统自动控制制冷和制热循环，4 h一个循环，最高温度(20±1)℃，最低温度(-5±1)℃，并且每循环至0次、15次、30次时处理试件。

2.2 试件测定

本文采用薄片试件，采用试件的面孔隙来近似模拟整体的孔隙情况，实际表面孔隙图如图2所示。试件的图像需进行一定的处理，并按照如下的处理过程：图像获取→灰度转换→灰度线性变换→直方图均衡化→中值滤波→图像分割，本文二值化处理时采用了MATALAB软件。如图3所示，试验测得的试件孔隙多为不规则的多边形，其中黑色部分为混凝土部位，白色为孔隙部分。因无法采用已有的固定公式去处理，本文将二值化处理后的图片，借助Image-Pro Pus软件来统计孔隙尺寸并分析相关的孔隙率。

3 透水性生态混凝土孔隙结构分析

因具有特殊孔隙结构的透水性生态混凝土受冻时具有独特的破坏特征，为此本文对冻融条件下的透水混凝土孔隙进行研究。在试验过程中可以直观的看到试件表面原孔隙部分扩大，其他区域又生成了新的孔隙，试件的形状渐渐趋于不规整。

图4反映出，试件的孔隙率随着冻融的进行逐渐变大，最大可达75%。考虑到透水性混凝土各个表面孔隙并不规则的情况，采用了半径均值(通过孔隙几何中心)这一参数。本文分析了一组代表性的受冻试件的内部孔隙尺寸演变情况，从图5可以看出初始时试件孔隙数量最多的是平均半径在5 mm内的，并且孔隙平均半径为5 mm～20 mm范围的孔隙较少。冻融试验中出现孔隙变大的现象，最大孔隙尺寸达30 mm，同时透水性生态混凝土表面出现了新生孔隙，孔隙数量逐渐增加，循环结束时，孔隙平均半径5 mm内的孔隙增幅达35%。

4 结语

本文通过采用MATALAB软件进行图像处理，利用面孔隙率

来近似代替体积孔隙率研究透水混凝土的抗冻情况，随着冻融的进行，其孔隙率逐渐增长，孔隙平均半径变大，并出现了新生孔隙。

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[2] Pospíchala O, Kucharczykováa B, Misáka P, et al. Freeze-thaw resistance of concrete with porous aggregate[J]. Procedia Engineering，2010(2):521-529.

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[4] 郝文化，董秀芳.MATLAB图形图像处理应用教程[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

Research on anti-freezing of permeable ecological concrete

Xue Dongjie Tan Wenjing

(SuzhouInstituteofTrade&Commerce,Suzhou215000,China)

The paper introduces the raw materials, proportional ratio, manufacturing and maintenance crafts of permeable ecological concrete, undertakes the frozen thawed test of the concrete, analyzes the pore structure of the permeable concrete in the frozen thawed conditions, and achieves some conclusion.

permeable ecological concrete, frozen thawed test, pore, structure

1009-6825(2015)32-0112-02

2015-09-06

薛冬杰(1988- )，男，助理工程师； 谭文菁(1988- )，女，助理实习员

TU528

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