无砂透水混凝土设计方法与基本性能试验研究

本文基于正交试验,研究了水胶比、骨料粒径、孔隙率、胶凝材料掺量对无砂透水混凝土的抗压强度和透水性能的影响。结果表明,混凝土孔隙率越大其抗压强度越低、透水率越高,硅灰的增加可以有效地提高其抗压强度,但会降低透水能力,矿粉的增加也可提高其抗压强度,且在掺量10%左右时透水能力提高较大;增加增强剂也可提高其抗压强度,但过多的增强剂会降低透水能力。水胶比在0.28~0.30、骨料粒径5~10 mm、矿粉掺量10%,增强剂为4.5%、孔隙比为17%时,无砂透水混凝土透水系数可达1 mm/s、21 d抗压强度可达到29.6 MPa。     

生态型透水混凝土透水性能试验研究

利用自制透水系数测试装置测试透水混凝土的透水性能,主要研究了成型工艺、设计孔隙率、石子粒径、砂率对透水混凝土透水性能的影响。结果表明,自制透水系数测试装置可以较准确地测试透水混凝土的透水性能,各种成型工艺下制备的透水混凝土具有不同的透水系数。砂率越大,透水系数越小;石子粒径越大,透水系数越大;透水混凝土的孔隙率越大,透水系数越大;有效孔隙率与透水系数之间存在一定的线性关系。     

再生骨料透水混凝土在道路工程中的应用研究

结合某生态公园道路工程需求,以水胶比、硅灰掺量及再生骨料级配为参数,探究了不同参数对再生骨料透水混凝土力学性能和透水性能的影响。结果表明,当水胶比为0.28时,再生骨料透水混凝土抗压强度和抗折强度达到最大,分别为21.93MPa和2.02MPa;而当水胶比为0.30时,透水系数达到最大值2.37mm/s;硅灰掺量≤10%时,增加硅灰掺量能够改善再生骨料透水混凝土的抗压强度和抗折强度,而透水系数和有效孔隙率均随着硅灰掺量的增加而逐渐减;当5~10mm粒径再生骨料与10~15mm粒径再生骨料质量比为3∶1时,再生骨料透水混凝土综合性能最优;考虑实际工程需求,最终选用T8组配合比作为某生态公园透水混凝土路面的配合比进行施工。     

基于正交试验的矿物掺合料透水混凝土性能研究

在透水混凝土中掺入硅灰和矿粉,设计了四因素四水平正交试验,采用极差法分析了目标孔隙率、水胶比、硅灰掺量、矿粉掺量对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响,并对其微观形貌进行了分析。结果表明：各因素对透水混凝土抗压强度和透水性能影响的大小顺序为目标孔隙率>水胶比>硅灰掺量>矿粉掺量;透水混凝土的抗压强度和透水系数之间呈负相关关系;微观分析发现,未掺硅灰、矿粉的透水混凝土微观结构存在明显孔洞,硅灰或矿粉的掺入可以对孔洞进行有效填充,在一定程度上减少了孔隙数量,可改善透水混凝土的综合性能。     

高强度透水混凝土实验研究

研究了硅灰掺量、骨料粒径、骨胶比等参数对透水混凝土的抗压强度、孔隙率和透水系数的影响,确定了高强度透水混凝土的最佳配比。结果表明:骨料粒径为5~10 mm的透水混凝土强度最高;当硅灰掺量达到15%时,透水混凝土的强度最高,相比于对照组的7 d和28 d抗压强度分别提高了32.3%和27.7%,而孔隙率随着硅灰掺量的增加持续降低;随着骨胶比从2.6增大到3.8,透水混凝土的抗压强度逐渐降低,孔隙率和透水系数逐渐升高。     

新型混凝土透水砖制备的正交试验研究

通过在混凝土砖上预留透水孔制备新型混凝土透水砖,采用正交设计方法讨论分析了水灰比、粉煤灰、硅灰和砂率对混凝土透水砖抗压强度的影响。试验结果表明当水灰比为0.31,粉煤灰掺量为15%,硅灰掺量为5%,砂率为42%时,混凝土透水砖抗压强度最高,但水灰比、粉煤灰、硅灰和砂率变化时,对混凝土结构透水砖的透水系数影响不大。     

基于不同掺和料的透水混凝土性能试验研究

透水混凝土是一种利于促进水循环,改善城市生态环境的环保型建筑材料,本文通过分析目标孔隙率、粉煤灰的量、硅粉的量和纳米SiO₂的量等因素对透水混凝土正交试验影响。结果表明:透水混凝土抗压强度的最优配合比为目标孔隙率取16%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取10%、纳米SiO₂掺量取0.5%;透水混凝土孔隙率的最优配合比为目标孔隙率取24%、粉煤灰掺量取10%、硅灰掺量取2%、纳米SiO₂掺量取1%;透水混凝土透水系数的最佳配合比为目标孔隙率取24%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取20%、纳米SiO₂掺量取1%。     

基于正交分析法的透水混凝土性能试验研究北大核心

采用正交法设计试验,选取目标孔隙率为20%,以水灰比、碎石骨料粒径、聚丙烯纤维掺量为因素设计不同因子水平的正交试验并采用极差法分析各因素对透水混凝土性能的影响规律,配合比计算方法主要参考《透水水泥混凝土路面技术规程》。结果表明:水灰比对实测孔隙率影响最大,骨料粒径对透水系数影响最大,纤维掺量对抗压强度影响最大;综合考虑透水系数和抗压强度,得到了透水混凝土性能最佳的正交组合,即水灰比为0.31、骨料粒径为10~15 mm、纤维掺量为0.4%。     

低品质活性矿物掺合料透水混凝土试验研究

通过试验研究了低品质活性矿物掺合料透水混凝土的基本性能,包括单掺低品质硅灰、单掺低品质粉煤灰、双掺低品质硅灰和粉煤灰。宏观上测试了抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数;微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。试验结果表明:在普通透水混凝土中掺入一定量的低品质活性矿物掺合料替代部分水泥是可行的;单掺低品质硅灰效果最佳、掺量可在6%左右单掺低品质粉煤灰次之、掺量可在15%左右;单掺低品质硅灰透水混凝土和单掺低品质粉煤灰透水混凝土强度等级为C15左右,孔隙率均不低于20%,透水系数均不低于20×10~(-2)cm/s,可以满足一般轻交通路面的应用条件。     

水灰比、设计孔隙率和骨料粒径对透水混凝土的影响

为了研究水灰比、设计孔隙率和骨料粒径对透水混凝土透水系数和抗压强度的影响,实验设计了不同的配合比。结果表明,随着水灰比的增大,透水混凝土的透水系数和抗压强度成反比,在水灰比超过0.32时,对其综合性能产生不利影响;透水混凝土的抗压强度随着设计孔隙率的增大逐渐降低;骨料粒径为10～15mm的透水混凝土与骨料粒径为5～10mm的相比,透水性强,抗压强度低。水灰比在0.28、设计孔隙率在25%时透水混凝土的综合性能最好。     

不同掺合料对透水混凝土性能的影响

利用正交试验方法研究了硅灰掺量(3％、5％、7％)、偏高岭土掺量(8％、10％、12％)与聚丙烯纤维体积掺量(1％、2％、3％)对透水混凝土力学性能、渗透性能和耐久性能的影响.正交试验结果表明:硅灰对透水混凝土力学性能的影响较为显著,纤维对透水混凝土连续孔隙率的影响较为显著;得出推荐掺量为:硅灰掺量为7％、偏高岭土掺量...     

若干因素对多孔透水混凝土性能的影响

研究了若干因素如骨料级配与粒径、骨灰比、水灰比、外加剂及搅拌工艺等对多孔透水混凝土的空隙率、透水系数与抗压强度等性能的影响.结果表明：骨料粒径与级配、骨灰比是影响多孔透水混凝土空隙率、透水系数与抗压强度的关键因素;水灰比对多孔透水混凝土的性能影响较小;减水剂、硅灰及聚合物乳液等外加剂可改善多孔透水混凝土的性能;水泥裹石法搅拌工艺对多孔透水混凝土的透水系数影响不大,但能使其抗压强度提高、空隙率下降.     

Influence of dry and wet curing conditions on compressive strength of silica fume concrete

This paper reports a part of an ongoing laboratory investigation in which the compressive strength of silica fume concrete is studied under dry and wet curing conditions. In the study, a total of 48 concretes, including control Portland cement concrete and silica fume concrete, were produced with four different water–cement ratios (0.3, 0.4, 0.5, 0.6), three different cement dosages (350, 400, 450 kg/m³) and three partial silica fume replacement ratios (10%, 15%, 20%). A hyperplastisizer was used in concrete at various quantities to provide and keep a constant workability. Three cubic samples produced from fresh concrete were demoulded after a day; then, they were cured at 20±2 °C with 65% relative humidity (RH), and three other cubic samples were cured at 20±2 °C with 100% RH until the samples were used for compressive strength measurement at 28 days. The comparison was made on the basis of compressive strength between silica fume concrete and control Portland cement concrete. Silica fume concretes were also compared among themselves. The comparisons showed that compressive strength of silica fume concrete cured at 65% RH was influenced more than that of Portland cement concrete. It was found that the compressive strength of silica fume concrete cured at 65% RH was, at average, 13% lower than that of silica fume concrete cured at 100% RH. The increase in the water–cementitious material ratios makes the concrete more sensitive to dry curing conditions. The influence of dry curing conditions on silica fume concrete was marked as the replacement ratio of silica fume increased.     

多孔混凝土孔隙的表征及其与渗透性的关系研究

分别研究了单掺粉煤灰、矿渣和硅灰3种矿物掺合料的多孔混凝土有效孔隙率与目标孔隙率之间的关系,并探讨了掺有矿物掺合料时多孔混凝土有效孔隙率、透水系数、平面孔隙率、等效孔径和抗压强度之间的关系以及等效孔径大小的分布情况.试验结果表明:采用绝对体积法能有效控制多孔混凝土的孔隙率,不同掺合料的多孔混凝土有效孔隙率与透水系数之间存在相关性良好的二次甬数关系,与抗压强度基本成反比例关系,并据此得出对应关系式.等效孔径的大小和孔隙的个数影响着平面孔隙率变化.分别单掺粉煤灰、矿渣和硅灰且有效孔隙率在20%～30%的多孔混凝土,其等效孔径大小在10～20 mm之间,其中主要范围集中在13～16 mm.在此范围内,多孔混凝土的透水系数增幅最大.     

高性能自密实透水混凝土的抗冻性研究

以高性能自密实混凝土为基体,通过钢筋预留直通孔制备可控孔隙率的自密实透水混凝土,研究不同混凝土孔隙率(0.636%、1.131%、1.508%、1.767%、2.011%、2.356%)和不同冻融介质(0和5%氯化钠溶液)与透水系数、抗压强度和抗冻性之间的关系。结果表明:高性能自密实透水混凝土的透水系数随孔隙率的增加而增大,且二者呈线性关系。养护28 d时,透水混凝土孔隙率从0.636%增大到2.356%,此时透水系数从5.192 mm/s增加到19.147 mm/s。预留直通孔混凝土可以实现低孔隙率下的高透水系数,不同冻融介质条件同样会对透水混凝土的抗压强度产生影响。以5%氯化钠溶液为冻融介质,冻融后的高性能透水混凝土在透水系数和抗压强度较0氯化钠溶液的介质下降的更为明显。     

Mechanical and durability properties of high performance concretes containing supplementary cementitious materials

An experimental investigation was carried out to evaluate the mechanical and durability properties of high performance concretes containing supplementary cementitious materials in both binary and ternary systems. The mechanical properties were assessed from the compressive strength, whilst the durability characteristics were investigated in terms of chloride diffusion, electrical resistivity, air permeability and water absorption. The test variables included the type and the amount of supplementary cementitious materials (silica fume, fly ash and ground granulated blast-furnace slag). Portland cement was replaced with fly ash up to 40%, silica fume up to 15% and GGBS up to a level of 70%.The results confirmed that silica fume performs better than other supplementary cementitious materials for the strength development and bulk resistivity. The ternary mixes containing ground granulated blast-furnace slag/fly ash and silica fume performed the best amongst all the mixes to resist the chloride diffusion. The mix containing fly ash showed favourable permeation results. All the ternary combinations can be considered to have resulted in high performance concretes with excellent durability properties.     

Properties of polypropylene fiber reinforced silica fume expansive-cement concrete

This paper reports on a comprehensive study on the mechanical properties of expansive-cement concrete containing silica fume and polypropylene fibers. Properties studied include those of the fresh mix properties, length change, rapid chloride permeability, compressive strength, flexural behavior, and bond of hardened concrete. Silica fume content used was 5 and 10% and fiber volume fraction was 0.10, 0.30, and 0.50%. Results show that the use of 5% silica fume combined with 0.30% fiber volume fraction results in optimum mixture design for repair applications from the standpoints of workability, bond, strength, length change and permeability.     

硅灰对硫铝酸盐水泥水化行为的影响机理

通过抗压强度、凝结时间、电阻率测定以及X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔溶液分析,研究了掺硅灰硫铝酸盐水泥浆体的水化行为.结果表明:5%掺量(质量分数,下同)的硅灰可以很好地改善水泥浆体的抗压强度,10%硅灰掺量的试样抗压强度只在1,28d时稍高于空白试样;掺入硅灰明显缩短了硫铝酸盐水泥的凝结时间;硫铝酸盐水泥的主要晶体水化产物是钙矾石,28d时的钙矾石量稍高于3d时,掺硅灰试样的钙矾石量要高于空白试样;掺硅灰试样的电阻率变化曲线高于空白试样,表明硅灰的掺入能够加快水泥的水化速率;硬化水泥浆体的孔溶液碱度随着硅灰掺量的增加而降低,掺硅灰试样的Ca2+浓度高于空白试样,表明硅灰促进了熟料的溶解,5%硅灰掺量试样的Al 3+浓度最低,表明其促进水化的效果更明显.