基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明:透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

再生骨料和橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以C20透水混凝土为设计基准,再生骨料和橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的连通孔隙率、透水系数、28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量等性能指标,研究再生骨料和橡胶颗粒对透水混凝土基本性能的影响规律;同时,采用拟合回归和综合对比的方法建立透水混凝土连通孔隙率与透水系数、劈裂抗拉强度及弹性模量与28 d抗压强度之间的关系模型.     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

透水混凝土的路用性能分析

透水混凝土作为一种新型的路面结构材料,其制备工艺和性能优化设计等问题近年来已受到国内外学者的广泛关注和研究.通过对透水混凝土的制备,确定了透水混凝土的原材料和配合比.复掺了两种新型透水混凝土外加剂ZS-3和Etonish 845,通过抗压、抗折强度等实验对比分析外加剂对透水混凝土的物理特性和力学性能的影响.结果表明:骨料级配与水灰比是影响透水混凝土抗压强度与孔隙率的主要因素;添加外加剂ZS-3和Etonish845可改善透水混凝土的性能;从强度与透水性双重角度看,新制备的透水混凝土可适用于轻型道路使用.     

基于孔结构特征的再生骨料透水混凝土抗冻耐久性试验

为探究冻融循环作用下透水混凝土渗透性能和力学性能演变规律与孔隙结构特征之间的关系,以再生骨料透水混凝土为研究对象,对比分析了连续孔隙率、透水系数和抗压强度随冻融次数的变化规律,并借助CT技术获得不同冻融次数下试件内部的孔结构破坏特征.试验结果表明,再生骨料透水混凝土的连续孔隙率、透水系数、平均孔径均随冻融循环次数的增加而增大,抗压强度随着冻融次数的增加逐渐降低;建立了连续孔隙率、透水系数、抗压强度和平均孔径随冻融循环次数变化的回归曲线方程;孔隙结构特征直接影响透水混凝土的各项物理性能和力学性能,根据再生骨料透水混凝土冻融破坏机理,建立强度-平均孔径模型,连续孔隙率和透水系数与平均孔径模型,该成果可为再生骨料透水混凝土的工程应用提供借鉴.     

路用高性能聚合物透水混凝土试验研究

采用正交法进行试验设计,选取水灰比、水泥用量和聚合物掺量三种因素,设计制作了16组聚合物透水混凝土试块,分别进行了抗压、抗折、冻融、透水系数以及孔隙率试验,分析了各影响因素对其性能的影响.结果 表明,水灰比对聚合物透水混凝土的抗压强度、抗折强度和透水性能影响最大,其中水灰比存在最佳值.通过试验制备的聚合物透水混凝土试件最大抗压强度可达45.2 MPa,冻融循环次数达到150次.在试验的基础上,给出了聚合物透水混凝土抗压强度和抗折强度、抗压强度和透水系数以及透水系数与孔隙率之间的回归公式.     

干掺纤维再生透水混凝土强度、透水性和耐磨性研究

为提高透水再生混凝土工程性能,对比研究了干掺玄武岩纤维和聚丙烯纤维对再生透水混凝土强度特性、透水性及耐磨性影响规律。研究结果表明：再生透水混凝土掺入纤维后抗拉强度提高,聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度呈降低趋势变化,玄武岩纤维掺量0.3%时,再生透水混凝土抗压强度取得最大值,较未掺纤维再生透水混凝土抗压强度提高9.7%;纤维掺量超过0.43%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维再生透水混凝土抗拉性能要优;纤维掺量对再生混凝土孔隙率和透水系数影响较小,且满足CJJ/T 135-2009中透水混凝土设计要求;再生混凝土掺入纤维后的质量磨耗率减小,在玄武岩纤维掺量0.5%时,再生混凝土质量磨耗率取得最小值,较未掺纤维再生混凝土磨耗率降低29.2%;纤维掺量超过0.3%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维对再生混凝土耐磨性促进作用提高。建议玄武岩纤维最佳掺量为0.5%,聚丙烯纤维最佳掺量为0.7%。     

不同掺和方式下的透水混凝土性能探讨

针对传统水泥路面不透水给城市生态环境造成的影响问题,提出一种新型透水混凝土材料,并通过实验了解这种新型混凝土的性能。以陶粒、石子作为粗骨料,采用单掺和复掺的形式,构建不同配合比下的透水混凝土实验组。最后通过性能测试,得到不同水胶比、骨料粒径、目标孔隙率对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响,从而为透水混凝土在不同地方的应用提供实验参考数据。     

再生骨料透水混凝土体积法配比设计关键参数的优化选择

以再生骨料配制的透水生态混凝土为研究对象,用体积法进行配合比设计并调整不同的配比参数,研究保证再生骨料配制透水生态混凝土透水性和强度的最佳配比参数,并比较再生骨料与天然骨料配比设计中参数选择的异同。     

基于可压缩堆积模型的透水混凝土配合比设计

基于可压缩堆积模型,以全孔隙率为设计指标,提出了一种考虑成型过程和集料级配影响的透水混凝土配合比设计方法.该方法首先根据可压缩堆积模型挑选出干堆积密实度较高的级配集料,引入反映成型过程影响的比例因子λ建立了集料在透水混凝土中的堆积密实度与其干堆积密实度之间的关系,进而确定出单位体积透水混凝土的集料用量;然后根据集料用量和水灰比,计算得到透水混凝土的水泥浆体体积和水泥用量.对依据该方法设计的透水混凝土性能验证试验表明,实测全孔隙率与设计全孔隙率非常吻合,达到预设目标;透水混凝土强度随小粒径集料体积分数的变化趋势与集料干堆积密实度的相近,但是并非干堆积密实越高则强度越高,强度还受到集料粒径的影响.     

Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials

In this paper, a pervious concrete pavement material used for roadway is introduced. Using the common material and method, the strength of the pervious concrete is low. Using smaller sized aggregate, silica fume (SF), and superplasticizer (SP) in the pervious concrete can enhance the strength of pervious concrete greatly. The pervious pavement materials that composed of a surface layer and a base layer were made. The compressive strength of the composite can reach 50 MPa and the flexural strength 6 MPa. The water penetration, abrasion resistance, and freezing and thawing durability of the materials are also very good. It can be applied to both the footpath and the vehicle road. It is an environment-friendly pavement material.     

粉煤灰微珠掺量对透水混凝土的影响*

本文研究了不同粉煤灰微珠掺量对透水混凝土工作性、透水系数、连续空隙率、抗压强度及劈裂抗拉强度的影响。通过单要素控制变量法研究发现：粉煤灰微珠掺量范围在20%~30%时,微珠对透水混凝土工作性及抗压性能的提升作用最为有效。粉煤灰微珠掺量为10%时,透水混土的连通空隙率有明显提高。透水系数与粉煤灰微珠掺量整体呈负相关联系。透水混凝土劈裂抗拉强度受“粉煤灰微珠”掺量的影响较小。     

碳化钢渣集料制备透水混凝土*

研究用碳化集料代替普通集料，制备透水混凝土。测试碳化钢渣集料的表观密度、堆积密度、压碎指标、针片状含量、孔隙率和吸水率等性能指标，并利用XRD和SEM观测集料表面的矿物组成和微观形貌。按照相应国家标准，设计碳化钢渣集料透水混凝土配比，测试碳化钢渣集料对透水混凝土的抗压强度、孔隙率、透水率及抗冻性的影响，探讨碳化集料在透水混凝土中的适宜替代量。     

透水混凝土冻融剥蚀成因分析

为探究透水混凝土冻融剥蚀是否来自水泥浆体劣化,选取2.5~10.0 mm粒径骨料,制备了水灰比为0.31的透水混凝土及同水灰比的水泥石,测量二者冻融循环下质量、强度及透水混凝土相对动弹性模量变化。采用压汞法(MIP)测量水泥石冻融循环下孔结构特征参数及孔径分布变化,并通过扫描电镜(SEM)观察透水混凝土骨料水泥界面形貌演变。结果表明,在水冻与盐冻环境下透水混凝土宏观性能指标均有不同程度下降,骨料水泥界面产生裂缝并随冻融次数增加不断扩展,而水泥石强度、质量及微观孔隙结构均无明显变化。这表明透水混凝土冻融劣化与骨料水泥界面劣化相关。