铁尾矿大孔透水混凝土性能研究

发布时间：2019-03-05 14:58

【摘要】：随着城市化进程的不断加快,越来越多的路面被混凝土、水泥沥青等阻水材料硬化,形成了生态学上的“人造沙漠”,这些便捷的道路在给人类社会带来方便的同时,也由于这些阻水材料的不透水性,给城市环境造成了严重的压力,越来越多的地方频繁的出现城市内涝的现象,因此多孔性透水混凝土也将成为一种发展的趋势。本研究以试验研究为主,对柞水铁尾矿粗骨料颗粒的粒形进行分析、不同粒级的混合比例对空隙率的影响、基于浆体包裹层厚度的配合比设计以及基于浆体包裹层厚度的透水混凝土性能研究。主要研究内容及成果如下:(1)分别对9.6~16.0mm、16.0~19.0mm、19.0~26.5mm三个粒级的粗骨料颗粒进行粒形研究以及不同粒级骨料的混合比例对空隙率的影响分析,试验表明:铁尾矿粗骨料颗粒的球形度高,形状指数较高,粒形较为圆润;等粒径的立方体模型所计算的空隙率为47.6%,即以该理想排列方式堆积状态下的最大空隙率,不等粒径立方体模型所计算的空隙率为27.1%,空隙率降低了20.5%;在以大粒径骨料颗粒形成骨架的基础之上,随着小粒径骨料颗粒数量的增多,填充逐渐密实,空隙率逐渐减小,而且当不同粒级的混合比例超过1:1时,骨料之间会产生粒子干涉效应,并且粒子干涉效应先增强再减弱。(2)对基于包裹层厚度的多孔性透水混凝土进行配合比设计以及对水灰比对水泥浆体包裹层厚度的影响进行分析,试验表明:随着水灰比的不断增大,水泥浆体的粘度值不断减小,水泥浆体随着粘度的不断增大,流动度不断减小;在骨料粒径一定的情况下,随着水泥浆体粘度的逐渐增大,骨料表面的水泥浆体包裹层厚度呈现逐渐增厚的趋势,而且当设计包裹层厚度、水泥浆体粘度一定时,骨料粒径越大,骨料表面实际包裹的水泥浆体的厚度越厚。(3)在等粒径球体堆积模型的基础上选取单一粒级9.5~16.0mm进行多孔透水混凝土模型的建立、参数求解、验证模型的可靠性以及不同包裹层厚度对透水混凝性能的影响,数据表明该模型计算出的孔隙率和试验测出来的孔隙率很接近;随着包裹层厚度的不断增厚,平面孔隙率、透水系数基本上均呈下降趋势,而且随着包裹层厚度的逐渐增加,7d、28d抗压、抗折强度均表现为先增大再减小的趋势,单一粒级的平面孔隙率、体积孔隙率、透水系数都随着骨料粒径的不断增大而增大,但以不同混合比列拌制时则表现为在以大粒径骨料颗粒形成骨架的基础之上,随着小粒径骨料颗粒数量的增多,平面孔隙率、体积孔隙率、透水系数、迂曲度值逐渐减小。单一粒级的透水混凝土的抗压、抗折强度随着粒径的增大而减小,混合拌制时的透水混凝土强度介于单一粒级拌制的透水混凝土强度最大值和最小值之间;玄武岩纤维和石粉对透水混凝土有明显的增强作用。(4)采用CT采集图片再利用Mimics17.0软件进行三维重构分析水分子的流动曲线,试验表明:随着小粒径骨料比例的逐渐增多,水分子途经的路径也就越曲折,即0)10)20)30)4,迂曲度的计算值也呈现逐渐增大的趋势,即1234。(5)将增强后的和增强前的试块作为对比分别进行抗冻试验,试验表明:透水混凝土的吸水率很低,而且经过15次、30次、50次的冻融循环后的质量和强度损失都在规范范围之内;经过14d、28d模拟雨水冲刷试验以及不同pH值草酸溶液侵蚀试验之后质量和强度损失也满足规范要求。
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【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U414

【参考文献】