浅论无砂大孔混凝土在环保节能技术中的应用

论文关键词:无砂大孔混凝土　单粒级　拱结构　保温防潮 　　论文摘要:论述了无砂大孔混凝土的结构特征及其在室内地面保温、防潮及室外透水地面中的应用。 　　0前言 　　  无砂大孔混凝土具有较良好的保温、防潮及透水性能。当前，建筑节能要求对室内地面应进行适宜的保温和防潮处理，建设绿色生态住宅小区也要求区内道路能渗透地面积水，以保持土壤中的水份及地下水的平衡。成都市某医院图书馆等单位的实践说明，无砂大孔混凝土运用于这些地面的结构层中，不仅具有良好的保温、防潮及透水性能，而且技术上也是可行的。 　　1无砂大孔混凝土的结构特征及其力学性能 　　  无砂大孔混凝土是粗骨料颗粒与水泥石胶结构而成的多孔堆聚结构。粗骨料是无砂大孔混凝土的结构骨架，其大小应视无砂大孔混凝土的体积密度，通常采用尺寸不大的单分级骨料，使空隙率较大，以突出无砂大孔混凝土的多种功能。 　　  尽管无砂大孔混凝土中的孔洞多、空隙大，但仍具有较高的强度。这是因为单一级配的骨料颗粒在混凝土结构中排列紧密，相互接触的几率增大，形成无数个大大小小的“拱结构”，使得骨料界面间的接触点能在外力作用下受力均匀、共同工作，保证了无砂大孔混凝土具有较高的强度。 　　  混凝土结构的破坏特征表明，水泥石与粗骨料界面的粘结强度，往往是混凝土中的最薄弱环节。由于骨料自身的强度高，胶凝材料的活性、品种、数量就是决定混凝土强度的关键因素，无砂大孔混凝土没有细骨料，空隙率大，与一般混凝土比较，水泥石与骨料之间的粘结强度对其整体的强度，就显得极为重要。试验结果及现场抽检表明，无砂大孔混凝土强度等级一般大于C10。 　　2无砂大孔混凝土保温、隔热、防潮及渗水性能 　　2.1保温性能 　　  无砂大孔混凝土的体积密度是普通混凝土的3/4左右，一般为，空隙中空气的导热系数值非常小，无砂大孔混凝土A值为0. 5一0. 9 W/ ( m·k)，普通混凝土的值为1.5 W/(m·k)，即无砂大孔混凝土具有良好的保温隔热性能。 　　2. 2防潮性能 　　  无砂大孔混凝土的防潮性能，主要取决于它对水分的毛细孔作用。众所周知，混凝土是密实的多孔材料，由于毛细孔作用而吸水，但毛细孔作用力是随着多孔体孔径的增大而趋于减小，毛细孔孔隙中的自由水只有在一定的孔径范围和压力差作用下才能发生流动。无砂大孔混凝土具有较大的非贯通孔洞，不是密实的多孔材质，自然地破坏了毛细孔的吸水作用，使地下水及湿气不易浸人无砂大孔混凝土及其上部的地面结构层，保证了地坪处于干燥状态。 　　2. 3透水性能 　　  无砂大孔混凝土的骨料级配单一，空隙率大，基本没有填充材料，尽管无毛细管的作用形成孔洞，但雨水在重力作用下，能沿着无砂大孔的壁面透过无砂大孔混凝土，浸人土壤中，不仅可使小区道路、人行道不易积水，而且也能补充地下水，使其均匀分布。 　　3无砂大孔混凝土的应用 　　3.1设计 　　采用无砂大孔混凝土可用作室内保温防潮层，其构造如图1所示，用作透水地面的构造如图2所示。       在设计应用时，胶凝材料最好采用强度等级较高的普通水泥，以提高粗骨料颗粒接触点的粘结强度。水泥的最佳用量以能够完全包裹粗骨料的表面为适度。 　　  我院曾对无砂大孔混凝土的配合比和强度指标进行过较系统的试验研究，通过对试验结果进行回归统计，建立以下3个公式，可用于无砂大孔混凝土的配合比及所能承受的容许荷载设计计算: 　　  (1)水泥用量C( kg)与抗压强度Rs ( MPa)的关系: 　　 　　3. 2施工 　　3. 2.1室内保温防潮地坪施工 　　  采用无砂大孔混凝土作室内地坪的基层，应随骨料粒径的不同确定基层厚度，一般为80一150~。面层砂浆或细石混凝土不宜过厚，砂浆厚度宜为10一30 mm，细石混凝土层的厚度宜为细石最大粒径的2一3倍。 　　  在浇灌无砂大孔混凝土前，地基应平整、密实、均匀。无砂大孔混凝土最好采用机械搅拌，浇灌时不需振动，找平即可。抹面砂浆或细石混凝土应在无砂大孔混凝土胶凝后施工，力求干硬，以免形成浆液滚人无砂大孔的空隙中，宜采用1: (1.5一3. 0 )的水泥砂浆。 　　3. 2. 2小区道路与人行道透水地面的施工 　　  采用无砂大孔混凝土作小区道路与人行道结构层的施工方法及质量要求，基本上与室内地坪施工相同，不同之处只是面层的材料及施工方法，即面层采用透水砖，用砂干铺。 　　4结语 　　  (1)通过试验研究，提出了3个无砂大孔混凝土配合比及强度指标的回归公式，国内同类试验研究较少，具有一定的独创性，可供同行参考。 　　  (2)无砂大孔混凝土由于其自身具有大空隙、拱结构及毛细孔较少等特点，能起到良好保温及防潮作用。同时，由于水重力作用，无砂大孔混凝土又具有良好的透水性能，可广泛应用于节能建筑的室内地坪及绿色生态住宅小区与城市步行街道中的路面基层。无砂大孔混凝土的厚度及水泥的强度等级及用量，应根据设计要求而定。