透水型水泥发泡混凝土制备及性能研究

发布时间：2020-03-30 09:48

【摘要】：水泥发泡混凝土具有多孔、浇注成型便捷、表面平整度高以及性价比高等特点,若将其制备成具有一定渗透性及水质净化功能的材料,可广泛应用于海绵城市透水道路的基层结构。本文进行了透水型水泥发泡混凝土的制备及物理力学性能的试验和理论研究,旨在为工程实践奠定基础。(1)通过试验研究了水胶比、减水剂、粉煤灰及细砂对透水型水泥发泡混凝土透水及力学性能的影响,分析其气孔结构变化及影响机理,结果表明在0.20~0.36水胶比范围内,水泥发泡混凝土的渗透系数随水胶比降低而增大;一定范围内,随着减水剂和细砂掺量的增加,水泥发泡混凝土的渗透系数增大而强度降低,粉煤灰对其气孔结构有“修复”作用,会降低渗透系数;正交试验中材料渗透系数最大达到1.79mm/s,28d抗压强度达到2.5~3.5MPa,通过功效系数法得到最优配合比,材料性能符合一般透水人行道要求。(2)分析了制备透水型水泥发泡混凝土的泡沫性能及结构特征并探讨了连通孔隙的形成机理,结果表明组成材料和泡沫的性能都会影响连通孔隙的形成;通过工业CT扫描技术和数字图像处理技术分析了透水型水泥发泡混凝土横纵向气孔的分布特征,结果表明一定厚度范围内的气孔结构较为均匀,不同组成材料使得气孔分布呈现不同状态;结合实验数据,通过对现有多孔材料的渗透模型进行分析,建立透水型水泥发泡混凝土渗透系数计算模型,各参数相关系数达到0.9364。(3)通过试验分析了不同厚度、不同气孔结构特征以及不同进水浓度对透水型水泥发泡混凝土水质净化功能的影响,结果表明污染物去除率随着水泥发泡混凝土的厚度增加而增大,但水样通过时间变长;连通孔隙率对净化效果影响较明显,因为连通孔隙率越大,与污染物接触的面积就越大,吸附越充分;透水型水泥发泡混凝土的净化能力有限,污染物浓度越高,其去除率越小。
【图文】：

海绵,城市建设,讲话精神,生态文明建设

（a）热岛效应（b）城市内涝图 1.1 城市生态问题十八大报告明确提出“，面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出年 12 月，根据习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神和中央经部、住房城乡建设部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》文件提出要求：通过海绵城市建

透水路面,主要结构形式

透水型水泥发泡混凝土制备及性能研究凝土和透水砖，基层则多采用透水性水泥混凝土、水泥稳定碎石等。透水铺装在海绵城市中起到的主要作用如下[3]：（1）减少地表径流，补充地下水。降雨通过高透水的路面面层渗入基层和底基层，经集水排水管道排入市政管网或专门收集系统，还有部分雨水存储在基层中或渗入地下。（2）缓解热岛效应，吸声降噪。透水路面面层是多孔材料，布满大量毛细管路，毛细管内的水在高温下不断蒸发吸收大量热，从而起到降温作用。另外，多孔结构使得部分声波能进入材料内部引起孔隙内空气分子振动，在空气运动粘滞阻力和摩擦力的作用下转变为热能，从而减弱。（3）净化路面径流，减少污染物含量。透水路面各结构层对入渗的雨水进行吸附过滤，从而将径流污染物截留，起到水质净化的作用。城市水资源的最大来源就是降水，透水铺装等海绵城市设施通过滞蓄、下渗，，把城市降水最大限度低留在城市中，增加城市的水资源补给，缓解用水压力，同时可以改善城市小气候，减轻洪涝灾害，改善地下水环境。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】