再生骨料透水性混凝土特性及其在路面砖中的应用

旧城改造中产生大量废弃混凝土,若不加以综合利用,势必加大环境的负荷;同时,我国硬化地面面积快速增加,导致地下水资源得不到有效补充,作为一个水资源短缺的国家,有必要发展透水路面材料。本文对再生骨料透水性混凝土强度和透水系数随骨灰比、砂率和水灰比的变化规律进行了试验研究,得到满足强度和透水系数的最优配合比,     

彩色再生骨料透水路面砖的研究

采用功效系数分析的方法确定了再生骨料透水路面砖的最优砂率、骨灰比、水灰比以及透水系数。彩色透水路面砖分装饰面层和底层组成,其配合比均根据上述配合比调整。对比彩色再生骨料透水路面砖和天然页岩骨料透水路面砖28d抗折,抗压强度,前者较后者相应的强度几乎没有降低,满足JC／T466—2000《混凝土路面砖标准》轻量车道的要求。     

透水混凝土配合比设计及性能试验研究

透水混凝土是一种能减少环境破坏的生态型环保混凝土,具有较好的强度和透气透水性,它的铺装可以缓解阻水路面对城市环境造成的不利影响。研究了透水混凝土的配合比设计、强度及透水系数的影响因素。采用体积法进行配合比设计,水灰比决定水泥浆流动性,测试其粘度确定减水剂最佳掺量。适量添加聚丙烯纤维能增大透水混凝土抗压强度而对透水性影响较小。对试验数据进行拟合分别得到透水系数、抗压强度与孔隙率的关系式,其相关性较好;正交试验结果表明:对影响抗压强度和透水系数的因素进行影响程度排序:骨灰比水胶比目标孔隙率;综合考虑抗压强度和透水系数得到使透水混凝土性能最佳的正交组合,即水胶比0.34,目标孔隙率15%,骨灰比3.8。     

无砂透水混凝土的试验研究

对无砂透水混凝土的配合比设计和性能进行了试验研究，分析了混凝土抗压强度和透水性与水灰比、灰骨比之间的关系，提出了不掺外加剂配制强度为24.5MPa，透水系数为2.8mm／s的无砂透水混凝土的配制方法。     

基于频率寻优的路面透水混凝土关键因素研究

分析了试验材料、搅拌工艺、成型方式、养护形式、测试方法等试验方法对路用透水混凝土抗压强度和透水系数的影响。选择合理的试验方法,采用3水平均匀试验,基于方差分析并进行F检验,研究了骨料粒径、骨灰比和水灰比等关键因素对透水性混凝土抗压强度和透水系数的影响规律,并利用频率分析对试验结果进行寻优。研究表明:透水性混凝土的强度和透水系数具有较好的指数关系,骨料粒径、骨灰比和水灰比是影响抗压强度和透水系数的关键因素,均达到显著及以上水平;当水灰比、骨灰比和骨料粒径分别为0.306~0.312 mm、4.20~4.309 mm和8.65~14.935 mm,可配制出28 d抗压强度为30.0~32.0 MPa、透水系数为10.5~12.5 mm/s的路用透水混凝土,能满足一般路面排水和强度要求。     

骨料和配合比参数对透水混凝土基本性能影响

基于体积法设计透水混凝土配合比,系统研究了骨料种类、水灰比、水泥用量和砂率对透水混凝土基本性能的影响规律。试验结果表明:骨料粒径越大,透水混凝土强度越小、透水系数越大;骨料强度越高,透水混凝土强度也越高。减小水灰比在提高浆体强度的同时还可能导致浆体流动性不佳,造成透水混凝土强度降低。增加水泥用量或使用细砂取代部分碎石,虽能使强度提升但同时也牺牲了部分透水性能。     

高性能混凝土骨料数量效应研究

采用正交试验方法,研究了水胶比、骨灰比、砂率等指标对各龄期高性能混凝土抗压强度和28d氯离子渗透性的影响,研究结果表明,骨料的数量效应非常显著,即骨灰比和砂率的大小对于高性能混凝土强度和氯离子渗透性的影响比较大,水胶比、骨灰比和砂率对高性能混凝土强度入氯离子渗透性的影响顺序相同,但影响程度不一样,骨灰比和砂率对高性能混凝土早期强度的影响小于对后期强度的影响,对于28d抗压强度,水灰比、骨灰比和砂率均有各自最佳取值。     

透水混凝土的基本性能试验研究

通过正交试验法研究了砂率、水胶比、设计孔隙率和增强剂掺量4个因素对透水混凝土抗压强度、抗折强度、透水系数、孔隙率等性能的影响以及透水系数与抗压抗折强度的关系,优选出配合比。结果表明:砂率和设计孔隙率对透水混凝土抗压强度、抗折强度、透水系数影响大,增强剂和水胶比影响次之;随着砂率的提高透水混凝土强度逐渐增大,透水系数逐渐下降;随着设计孔隙率的增大,强度逐渐降低,透水系数逐渐增大。当砂率在2%~4%、孔隙率在18%~20%、增强剂掺量在5%时,透水混凝土的强度与透水系数达到较优状态;通过试验数据的回归分析,分别建立了透水系数与抗压强度、抗折强度的关系式。     

透水混凝土配合比参数选择及设计方法研究

在透水混凝土的配合比设计中引入骨料级配与粒径、体积砂率两个参数,并研究设计孔隙率、骨料级配与粒径、体积砂率对透水混凝土性能的影响。结果表明:设计孔隙率与透水系数存在指数函数关系;骨料级配与粒径对混凝土的强度及透水性能影响较大;适量体积砂子的掺入能提高混凝土的强度而不降低其透水性能,且体积砂率的大小取决于水泥用量及骨料级配与粒径;以设计孔隙率、水胶比、骨料粒径与级配、体积砂率为参数的透水混凝土配合比设计方法能够有效的指导透水混凝土的配合比设计。     

利用钢铁厂干法脱硫废渣制备透水砖的试验研究

利用钢铁厂干法脱硫废渣代替胶凝材料中的部分水泥,研究了不同掺量对胶凝材料性能的影响,确定了最佳掺杂比,并在此基础上制备环保透水砖。结果表明:脱硫废渣最佳掺量为30%,透水砖最佳配合比为表层水灰比0.35,底层水灰比0.36,骨灰比3.5,砂率15%。其透水系数和抗压强度均符合透水砖行业标准中的要求。     

透水性混凝土强度-渗透性模型试验研究

高透水性是透水性混凝土的重要特征,现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题,为此提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构,提高了渗透系数测试精度。透水性混凝土的透水性和强度是一对矛盾体,此消彼长,但目前对它们之间关系缺乏系统的研究。通过室内渗透性和强度试验研究了多种因素（如：水灰比、集灰比、孔隙率）对透水性混凝土的强度和透水性的影响,建立了强度孔隙率模型、渗透性孔隙率模型和强度渗透性模型。研究结果表明：透水性混凝土与普通混凝土不同,存在一个最佳水灰比,最佳水灰比对应的强度最大;强度和水灰比成开口向下的二次抛物线关系,而孔隙率和集灰比均与渗透系数成正相关关系;透水性混凝土强度和渗透性关系服从Lorentzian函数,强度随渗透性的增大而逐渐降低,降低速度先快后慢。在工程设计中应根据具体要求,确定最佳的强度和渗透性组合。     

透水混凝土的工艺优化研究

通过正交试验研究了集料级配、集灰比、水灰比对透水混凝土性能的影响,极差分析表明,集灰比是影响透水混凝土透水系数与抗压强度的关键因素。通过实验结果得到透水混凝土的最佳工艺,进行了验证实验,制备出性能较好的透水混凝土。     

混凝土配合比对收缩影响的正交试验研究

运用正交试验方法研究了混凝土配合比中3个独立变量即水固比、水灰比和砂率对其收缩及相关性能的影响,结果表明,在同一原材料和环境条件下,水固比是影响混凝土收缩的最主要因素,水灰比次之,砂率影响程度最小;采用功效系数法进行多指标正交分析,确定了混凝土最优配合比选择范围;研究了集灰比、浆集比对混凝土收缩的影响,指出存在使混凝土收缩最小的集灰比及浆集比的临界值.     

混凝土的渗水、吸水特性研究

论述了混凝土的渗透性对耐久性能的影响,研究了不同水灰比混凝土各龄期的渗水、吸水性能;并且探讨了混凝土强度与吸水性能、渗水性能的相关关系。试验结果表明：水灰比越大,龄期越短,混凝土的吸水性系数和渗水性系数越大;混凝土强度与吸水性能、渗透性能的相关性较好。     

再生混凝土配合比设计试验研究

对粗骨料取代率为100％的再生混凝土和易性、抗压强度和配合比进行了试验研究,着重分析了水灰比、单位用水量和砂率对再生混凝土和易性及强度的影响。研究表明：水灰比是影响再生混凝土和易性及抗压强度的最主要因素,合理砂率为0．35～0．40。通过试验回归了再生混凝土强度和水灰比的关系。     

透水混凝土的透水性能试验研究

为解决透水混凝土堵塞问题,首先设置对照组,改变骨料粒径、水灰比和静压时间,研究透水混凝土透水性能变化情况,然后对比高压水枪、清水、吸尘器3种清洗方式对堵塞状态下透水混凝土透水性能的影响。结果表明,透水混凝土的透水能力随骨料粒径与孔隙率的增大而增大,随水灰比和静压时间增大而减小。水灰比小于0.33时,对透水系数影响较小;静压时间在0~90 s之间时,透水系数变化最为明显。高压水枪清洗后透水系数恢复比率达85.04%,该方法对堵塞试件的透水性能恢复效果最好,其次是吸尘器,恢复比例为63.85%,清水组最差,仅为41.6%。     

水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响

主要研究了水灰比对混凝土强度和氯离子电通量的影响.试验结果表明:水灰比增大混凝土的强度明显降低,氯离子电通量增大;水灰比从 0.33 增加到 0.37 和 0.41 时,混凝土 28d 氯离子电通量的增加幅度接近或超过了 50%.     

多因素对再生骨料透水混凝土性能的影响及其协同优化研究

研究了骨料级配、水灰比、砂率、设计孔隙率、胶骨比等因素对再生骨料透水混凝土透水系数、抗压强度与弯拉强度的影响;并通过改变水泥品种、添加增强剂、电炉渣与再生骨料复配等方式协同优化再生骨料透水混凝土透水性能、力学性能、抗冻性能、路用性能。结果表明:再生骨料透水混凝土抗压强度和透水性能影响因素主次顺序均为:设计孔隙率>骨料级配>砂率>水灰比;建议再生骨料透水混凝土设计孔隙率为10%~20%,水灰比为0.29~0.32,砂率控制在5%~10%,胶骨比为0.29;采用电炉渣可以大幅提升透水混凝土的力学性能和耐磨性能,但其透水性和抗冻性相差不大。     

聚丙烯酸钠对透水混凝土物理力学性能影响研究

为使透水混凝土更好地为海绵城市及道路建设服务,在具有良好透水性的前提下,兼有一定的保水性,从而改善道路交通与生态环境,选取不同掺量的聚丙烯酸钠和水灰比作为配合比设计参数,对透水混凝土的物理力学性能进行测试分析。结果表明,聚丙烯酸钠掺量一定时,随着水灰比的增加,透水混凝土的软化系数及保水率均先升高后降低;水灰比一定时,随着聚丙烯酸钠掺量的增加,透水混凝土的软化系数和28 d抗折强度都先升高后降低,而保水率逐渐提高。综合而言,水灰比0.3,聚丙烯酸钠掺量0.4%为最优配合比。     

透水性混凝土路面砖材料的正交试验研究

通过正交试验方法配制透水性混凝土路面砖,以混凝土的抗压强度、透水系数、连通孔隙率为指标,分析研究了骨料粒径、水灰比、骨胶比等因素及其不同的水平对透水性混凝土各性能指标的影响.结果表明,正交设计的分析结果与试验结果有良好的一致性,可为透水性混凝土的配合比设计提供方向及定量分析方法.另外,对透水性混凝土的抗冻性也进行了初步研究.