试配透水混凝土玻璃粉增强剂净浆流动度实验

试配透水混凝土玻璃粉增强剂净浆流动

度实验摘要：本文通过文献研究发现，透水混凝土增强剂的主要成分为SO2,而玻璃粉中含有超过70%的SiO2。通过市场销售增强剂检验报告了解配置成分，选择玻璃粉增强剂配置成分。根据其市场销售增强剂透水混凝土净浆流动度数据及合成数据，选择试配玻璃粉增强剂净浆流动度最优，优选玻璃粉增强剂配置掺量。试验证明玻璃粉105g，偏高岭土30g，HSB脂肪族减水剂7.5g，甲基纤维素（MC）7.5g，净浆流动度为203mm，与市场销售RS生态增强剂净浆流动度相同，和市场销售样品ST透水增强剂、TS生态砼增强剂的水泥净浆流动度实际度接近。因此，玻璃粉用于制配玻璃粉增强剂可行度较高。经市场分析玻璃粉价格最优，用于玻璃粉增强剂的生产销售空间较大。关键词：透水混凝土、玻璃粉增强剂、净浆流动度FlowdegreeexperimentofpermeableconcreteglasspowderenhancerHeYafengKrirkUniversity,Thailand,Bangkok10220Abstract:Inthispaper,wefoundthatthemaincomponentofthepermeableconcreteenhancerisSO2,whiletheglasspowdercontainsmorethan70%oftheSiO2.Throughthemarketingboosterinspectionreporttounderstandtheingredients,choosetheglasspowderenhanceringredients.Accordingtothenetslurryfluiditydataofitsmarketsalesenhancerpermeableconcreteandenhancersynthesisdata,choosetheoptimalnetslurryflowdegreeoftestglasspowderenhancer,andthemixingamountofglasspowderenhancerispreferred.Thetesthasprovedthattheglasspowderis105g,partialkaolin30g,HSBaliphaticwaterreducingagent7.5g,methylcellulose(MC)7.5g,thenetslurryflowdegreeis203mm,thesameasthemarketsalesofRSecologicalenhancer,andtheactualdegreeofthecementnetslurryflowdegreeofthemarketsalessampleSTpermeableenhancerandTSecologicalconcreteenhancer.Therefore,glasspowderformakingglasspowderenhancerismorefeasible.Throughthemarketanalysis,thepriceofglasspowderisoptimal,usedfortheglasspowderenhancerproductionandsalesspaceislarge.Keywords:perviousconcrete,cementpastefluidity,concreteadmixture,glasspowder1刖言中国为了缓解城市内涝和城市热岛效应，国务院及有关部门提出了建设海绵城市的一系列举措［1］。本研究根据海绵城市建设中需要的建材出发，综合透水混凝土增强剂研究成果及再生材料应用，考虑节能环保、经济适用、工作性能较优等因素，对再生玻璃粉应用于透水混凝土增强剂中进行配置掺量实验。国内外研究成果Sharif等，研究发现棕榈油燃料灰具有较大的比表面积(1.962m2/g)，可替代20%水泥的掺量，一定浓度的榈油燃料灰减少了水泥浆体中大量的污染物。其灰中含有高浓度的Al2O3、Ca、K和SO2成分，可用于合成活性化合物，改善混凝土增强剂活性［2］。Baneviciene等，研究流体催化装置产生的活性添加剂纳米SO2对透水混凝土工作性能及耐久性的影响，将其SO2活性添加剂应用到透水混凝土中有效减少了无机盐的浸出提高了耐冻性，也显著提高透水混凝土的抗压强度、渗透系数等，减少了混凝土中熟料的使用量［3］。Sung等，研究粉末状废玻璃、碳酸钙、回收建筑粗骨料和不饱和聚酯树脂影响透水混凝土抗压和弯曲强度、空隙比及渗透系数，设计出渗透聚合物混凝土的最佳混方案。试验粉状废玻璃路面渗透性聚合物混凝土的抗压强度在16.8〜19.7MPa之间，弯曲强度为4.7〜6.1MPa之间，抗拉强度为4.5MPa〜18MPa之间，满足铺装面透水混凝土性能［4］。陈守开等，研究废玻璃颗粒替代天然河砂，能够促进水泥水化作用，提高透水混凝土的工作性能，改善再生骨料透水混凝土的空隙结构，并较大幅度提高其强度性能。在同条件下，废玻璃颗粒80%替代率抗压强度可达22.08MPa，比天然河砂提高抗压强度约52%［5］。刘志艳等研究环氧树脂掺拌玻璃粉，玻璃环氧树脂透水混凝土密度和抗压强度增加，透水系数降低。相同环氧树脂用量4〜8mm的玻璃砂制备透水混凝土，其透水性能、抗压强度较优，抗压强度为31.7MPa,透水系数4.28mm/s，连续孔隙率13.5%,符合透水路面材料要求。在夜晚有明显的发光效果⑹。吴淑伟等进行正交试验，分别研究废玻璃碎屑掺量、水灰比、骨料颗粒级配3个因素对透水混凝土的强度和透水性的影响，发现最优配比废玻璃碎屑掺量20%、水灰比为0.30，当碎屑组成为5~10mm、10~15mm碎屑各占50%，该配比下制得的透水混凝土抗压强度为21.1MPa,透水系数为2.5mm/s，其性能满足透水路面要求［7］。综上所述，玻璃再生品在透水混凝土中应用可行度较高，且在工程实践中效果显著，对其开发应用的价值较大，尤其在透水混凝土增强剂方面的研究值得探索。玻璃增强剂配比探讨3.1增强剂材料分析及掺拌

根据市场销售的RS生态增强剂、ST透水增强剂、TS生态砼增强剂产品检测报告，将其配比择优用于本次实验的理论配比。见表3.1、表3.2、表3.3。表3.1RS生态增强剂报告参数节选Al2FCSCaO3e2O3 HaO-—其评iO2SiO3och^chohch3评他(%)(%)(% (((%)(%)定)%) %)8 0. 18. 0 2 5合0 16 3 .53 7.8 ^ .6格表3.2ST透水增强剂报告参数节选SiAl2 Ca Mg CH2 其H20O2O3 O O O 他 评(( ( ( ( ( (定%)%)%) %) %) %) %)1. 1. 4. 0. 8. 合86238 4 2 01 9 格表3.3TS生态砼增强剂报告参数截选羟丙 甲氧SiO2Al2O3 CaO 其他氧基含量基含量 评定(%)(%(% (%) (%) (%) ) )78.6 9.5 2.23 11.2 28.2 4.1合格根据以上成分含量可知透水混凝土增强剂主要成分为硅化物、高岭土、偏高岭土、胶结合成品等。增强剂的合成，需要对各成分材料进行筛选，本实验从材料的作用原理出发选择相对合适的材料，在选择中考虑环保、资源的再利用，实现性能和可行性的有效平衡，制配玻璃粉增强剂。结合国内外研究成果及材料分析后，制配玻璃粉增强剂成分，分别是玻璃粉、偏高岭土、HSB脂肪族减水剂、甲基纤维素。3.2玻璃粉增强剂性掺量分析根据中国江苏某公司生产的RS生态增强剂（图3.1），中国浙江某公司生产的ST透水增强剂（图3.2），中国广东某公司生产的TS生态砼增强剂（图3.3）成分含量及水泥净浆流动度作为试验样本。试配玻璃粉为主要成分的玻璃粉增强剂，固定水灰比为0.3及HSB脂肪族减水剂7.5g，设定玻璃粉、偏高岭土、甲基纤维素掺量为变量。试验10组玻璃粉为主的玻璃粉增强剂试样，通过水泥净浆流动度逼近商品销售增强剂样品性能数据优选玻璃粉增强剂成分掺量，确定150g玻璃粉增强剂中各成分的最优掺量。图3.1试样SR 图3.2试样TS 图3.3试样ST10组玻璃粉增强剂试样每150g各成分含量见表3.4，10玻璃粉增强剂试样和3组标准样本的水泥净浆流动度对比试验数据如图3.4所示。图表中BPH表示玻璃粉增强剂试样编号，编号不同代表掺量不同。表3.4玻璃增强剂掺量数据（150/g）

试件编号玻璃偏高:（g）HSB脂肪族减水剂（g）甲基纤维素（MC）（g）粉（g）岭土H-1BP102.7500028.57.50011.250H-2BP103.5000028.57.50010.500H-3BP103.5005029.27.5009.750H-4BP104.2505029.27.5009.000H-5BP104.2500030.07.5008.250H-6BP105.0000030.07.5007.500H-7BP105.0005030.77.5006.750H-8BP105.7505030.77.5006.000BP10531.57.5005.250

H-9.75000BP10631.57.500H-10H-9.75000BP10631.57.500H-10.500004.500图3.4水泥净浆流动度试验数据J通过玻璃粉增强剂掺量试验数据表及净浆流动度数据表3.4、图3.4可知，当BPH-6组玻璃粉增强剂玻璃粉105g，偏高岭土30g，HSB脂肪族减水剂7.5g,甲基纤维素7.5g,净浆流动度为203，与ST透水增强剂净浆流动度相同，和市场销售样品RS生态增强剂、TS生态砼增强剂的水泥净浆流动度实际度接近，所以该组净浆流动度最优；在不断增掺玻璃粉成分时水泥净浆流动度随之增大，玻璃粉为106.5g/150g时，浆流动度为258mm；玻璃粉为102.75g/150g时，浆流动度为160mm；其造成水泥净浆流动度变化的原因还与偏高岭土和甲基纤维素掺量有一定关系。市场分析本探讨选择玻璃粉、橡胶粉、陶瓷粉、硅粉、增强剂用矿物复合粉进行市场销售分析。见表4.1。表4.1材料信息表截选建材造价（元/T）产地废弃玻璃粉800贵州黔东南废弃橡胶粉1100海南三亚废弃陶瓷粉900江西景德镇硅粉1200贵州黔东南增强剂用矿物复合粉1000中国均价资料来源：百度搜索根据表4.1看出，再生建材和矿山加工材料价格不易，加工硅粉1200元/吨，再生建材废弃橡胶粉1100元/吨，价格均高压再生废弃玻璃粉800元/吨。而且部分建材产地较远预算成较高，增大了生产增强剂的投资成本。中国因经济发展带来的高度工业化，生活废弃物逐年增加，因而出现废弃物填埋场地不足和环境污染等方面的问题，玻璃制品废弃物问题更为严重，废玻璃也逐年增加。据不完全统计，中国每年玻璃总产量约1860万吨，约40%为平板玻璃，10%是玻璃纤维产品，50%的瓶子容器，其中年废玻璃产生量约为430万吨，其中50%被回收利用，剩余部分被填埋，造成环境污染［8］。玻璃粉增强剂在价格和原材料的获取上有着较大的优势，产能优势和价格优势是其他建材无法比拟的，所以研制玻璃粉增强剂有较大市场空间。结论本文通过探讨再生材料的应用，检验了市场销售增强剂产品基本成分，提出了透水混凝土玻璃粉增强剂的掺拌成分。将市场销售透水混凝土净增强剂净浆流动度值与玻璃增强剂浆流动度值进行实验比较，获得了玻璃增强剂最优掺拌成分。再次对比了玻璃粉与透水混凝土再生产品及矿粉价格，发现玻璃粉价格更优，具体结果如下：1、 通过文献研究发现混凝土增强剂的主要成分为SiO2，而玻璃的主要成分为SiO2，可用于透水混凝土增强剂的制备。2、 检验市场销售透水混凝土增强剂成分，制配了玻璃粉为主要成分的玻璃粉增强剂，其成分中还含有HSB脂肪族减水剂，偏高岭土，甲基纤维素。3、 参考市场销售增强剂净浆流动度实验，当玻璃粉增强剂150g时，玻璃粉为105g，偏高岭土30g，HSB脂肪族减水剂7.5g，甲基纤维素7.5g，试验净浆流动度为203，与市场销售ST透水增强剂净浆流动度相同，和市场销售样品RS生态增强剂、TS生态砼增强剂的水泥净浆流动度实际度接近，其成分最优。4、 通过市场销售再生产品和矿粉的价格对比，发现玻璃再生玻璃粉价格最优。且玻璃废弃物较多，回收空间大，获取率高，比其他再生材料和矿粉更易购买，为玻璃粉增强剂的开发应用提供了条件，为后期市场的竞争明确了方向。全球玻璃产能较大，废弃玻璃产能也非常大。研究将玻璃的再生品应用和循环再利用是人们的共识，全球在解决城市热岛效应和城市内涝方面投入较大，将玻璃再生产品应用于此项工程中潜力较大。研究中还发现偏高岭土和甲基纤维素掺量对水泥净浆流动度变化有一定影响，本次研究受实验条件的限制，希望有条件的研究人员开展更深入的研究。参考文献田娟，赵彦，巩再艳，等.海绵城市透水混凝土搅拌车技术研究与应用.2014.A-A-MSharif,ShahidanS,KohH-B,etal.Strengthdevelopmentofperviousconcretecontainingengineeredbiomassaggregate[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2017,271.VilmaBaneviciene,MalaiskieneJurgita,BorisRenata,etal.