透水混凝土性能优化实验研究

发布时间：2020-04-29 12:09

【摘要】：透水混凝土作为一种具有良好的社会效益、环境效益及生态效益的路面铺装材料已经广泛应用于人行道、停车场、公园、飞机场、体育场等铺装工程。由于不用或少用细集料,孔隙率高,透水混凝土的强度和耐久性受到显著影响,限制了其大规模应用。鉴于此,开展透水混凝土性能优化研究具有十分重要的工程意义。本文基于透水混凝土强度与渗透性的协调,对其强度、界面过渡区、孔结构等方面展开实验研究,重点研究掺合料组合方式及掺量、骨胶比、骨料粒径以及投料方式对透水混凝土强度和透水性的影响。同时,从微观角度研究不同掺和料组合形式对基体与界面过渡区显微硬度的影响,分析界面过渡区显微硬度、宽度与宏观力学性能的关系。此外,应用切片法图像法与CT扫描法,提出透水混凝土孔结构评价方法,比较分析不同骨胶比及不同骨料粒径下透水混凝土的孔结构特征。结果表明:(1)当掺合料组合方式为硅灰10%、超细粉煤灰10%、乳胶粉1%、骨胶比为3.5、骨料粒径为2.36~4.75mm,投料方式为净浆裹骨料,成型压力为1.5MPa时,透水混凝土56d抗压强度可达到39.7MPa,透水系数1.25mm/s。(2)掺入粉煤灰、微硅粉能有效改善界面弱区。10%粉煤灰、10%微硅粉及1%乳胶粉的组合与对照组相比,水泥基体的硬度值提高57.8%;界面区硬度最低值提高150%;界面区宽度缩小57.1%。(3)切片图像法的分析表明,骨料粒径为2.36~4.75mm的透水混凝土,其孔径在0-2mm的孔隙数目占比最高,孔隙面积占比最低;而孔径大于3mm的孔隙数量占比最低,面积占比最高。等效孔径为1.34~1.47mm时透水混凝土表现出较优异的透水和强度性能。(4)CT扫描结果表明骨料粒径越小,孔隙越细密,连通路径越复杂,水分易存不易排,CT扫描得到的孔隙率与切片图像法得到的结果相一致。
【图文】：

内涝积水,现象,海绵

某城市内涝积水现象

透水性铺装,路面,透水混凝土

4(c)图1-3 透水性铺装路面透水混凝土是透水铺装材料中的一种典型代表，它由粗骨料、水泥、水、掺合料和外加剂按比例配制而成的具有贯穿孔隙的多孔混凝土[10]。透水混凝土一般不含细骨料，也称为无砂混凝土，通常只由粗骨料表面包裹一薄层水泥浆相互粘结成的蜂窝状孔隙结构，具有自重轻、整体性好、透气透水性好等优点。但由于透水混凝胶结材料用量少，胶结层薄，界面过渡区薄弱，导致其强度比普通混凝土低很多，，限制了它在工程中的推广应用。因此，为了能更广泛地应用在工程实际中，充分发挥透水混凝土环境友好特性，有必要对透水混凝土的性能进行优化研究。透水混凝土的强度主要来源于骨料与骨料之间的嵌锁作用以及胶结材料的粘结作用，所以提高强度可以从优化骨料组合、胶结材强度和增强胶结界面三方面着手。即可以通过骨料粒径的配比优化设计来增强骨料的嵌锁作用以及增加胶结点数目；也可以在浆体中加入外加剂
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

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