基于频率寻优的路面透水混凝土关键因素研究

分析了试验材料、搅拌工艺、成型方式、养护形式、测试方法等试验方法对路用透水混凝土抗压强度和透水系数的影响。选择合理的试验方法,采用3水平均匀试验,基于方差分析并进行F检验,研究了骨料粒径、骨灰比和水灰比等关键因素对透水性混凝土抗压强度和透水系数的影响规律,并利用频率分析对试验结果进行寻优。研究表明:透水性混凝土的强度和透水系数具有较好的指数关系,骨料粒径、骨灰比和水灰比是影响抗压强度和透水系数的关键因素,均达到显著及以上水平;当水灰比、骨灰比和骨料粒径分别为0.306~0.312 mm、4.20~4.309 mm和8.65~14.935 mm,可配制出28 d抗压强度为30.0~32.0 MPa、透水系数为10.5~12.5 mm/s的路用透水混凝土,能满足一般路面排水和强度要求。     

水灰比和骨料级配对透水混凝土性能影响的试验研究

水灰比和骨料级配的改变对透水混凝土性能的影响效果十分明显，二者作为透水混凝土的基本配合比影响因素，主要研究了不同水灰比和不同骨料级配对透水混凝土性能的影响。采用体积法进行透水混凝土基准配合比设计，通过分析不同因素对物理性能、力学性能和透水性能的影响，结果表明：在同一骨料级配下，连续孔隙率和透水系数随着水灰比的增大而减小，抗压强度先增大后减小；在同一水灰比下，单一骨料级配透水系数和连续孔隙率较大。在混合级配中随着9～14.5 mm粒径骨料占比的增加，透水混凝土的连续孔隙率和透水系数均表现为下降趋势，而抗压强度表现为先增加后减小。并通过数据拟合分析了连续孔隙率、抗压强度和透水系数三者之间的关系。     

骨料级配对再生骨料透水混凝土性能的影响研究

从骨料紧密堆积理论和粒子干涉理论入手,提出了级配骨料各粒级的质量百分数范围,开展了级配再生骨料复配与性能测试,并对采用级配再生骨料和单粒级再生骨料配制的透水混凝土试件外观状态、力学性能、透水性能进行研究分析.结果表明:基于紧密堆积理论的连续级配骨料空隙率为42％～46％,低于原单粒级再生骨料的平均理论空隙率7％～15％;基于粒子干涉理论的级配骨料,其空隙率与骨料粒级的分级数量、骨料的粒径比密切相关:骨料粒级分级数越多、粒径比D大/D小越大,级配骨料空隙率越小.采用单粒级再生骨料配制透水混凝土,其抗压强度随骨料粒径增大呈先增大后减小的趋势,透水性能变化趋势与之相反.采用级配再生骨料配制透水混凝土,其抗压强度随级配再生骨料空隙率减小呈增大趋势,连通孔隙率和透水系数随级配再生骨料空隙率减小呈减小趋势.     

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。     

再生骨料透水混凝土性能研究

透水混凝土主要应用于市政工程,特别是人行道或消防通道等道路面,保证透水混凝土具有高透水性和足够的强度是研究的重点。城市建筑垃圾的循环再利用可减少固废对环境的污染,本文以建筑垃圾制成的再生骨料代替天然骨料,制备再生骨料透水混凝土。研究了目标孔隙率、再生骨料粒径、水灰比等对再生骨料透水混凝土性能的影响。对28 d龄期试样的抗压强度及透水系数进行测定,结果表明,增大目标孔隙率和再生骨料粒径会使再生骨料透水混凝土的透水能力提高,抗压强度降低,综合考虑强度和透水性能,较佳配合比为粒径比5～10 mm∶10～15 mm=1∶1的复合级配、20%的目标孔隙率和0. 3的水灰比。     

高强透水混凝土的制备与应用研究

通过研究骨料种类、骨料级配、水灰比、浆骨比、掺合料等对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响,探索了C30及以上强度等级透水混凝土的配制方法。结果表明,骨料级配是影响透水混凝土强度、孔隙率、透水系数的主要因素;在一定水灰比情况下,浆骨比越大,透水混凝土强度越高,透水系数越小,浆骨比由0.26增大至0.32,透水系数减小了39.9%;硅灰等增强材料可有效提高透水混凝土强度,采用10%硅灰等质量取代水泥后,28 d抗压强度提高了60.4%,但增效剂等其他材料需要经试验验证,确认有效后选择使用。通过优选可制得28 d抗压强度高达39.1 MPa的透水混凝土,可应用于城市主路和大型公路路面。     

采用Design-Expert软件优化透水混凝土配合比设计

采用Design-Expert 7.0软件对透水混凝土配合比进行了方案设计和试验结果分析.结果表明,在成型方式相同的情况下,水泥用量、骨料级配和粒径是影响透水混凝土透水性和抗压强度的主要因素,而水灰比对多孔透水混凝土的性能影响较小;使用Design-Expert 7.0软件可以有效的分析不同因素对透水混凝土性能的影响,通过数据分析建立模型,可以得到透水混凝土的优化配合比.     

生态混凝土透水砖的研发及应用

介绍了使用正交法设计生态混凝土透水砖，以透水砖的抗压强度、透水系数为指标，分析研究了骨料粒径、水灰比、骨灰比等因素及其对透水砖各性能指标的影响。实验结果，使用正交设计法可以获得符合性能要求的高强度透水铺地砖的最优配合比。同时，分析了生态透水砖对环境的影响变化、发展趋势。以及路面铺装工艺设计原理。     

高强混凝土透水砖的研制

本文介绍使用正交法设计高强混凝土透水砖,以砖的抗压强度、透水系数为指标,分析研究骨料粒径、水灰比、骨灰比等因素,及其不同因素对透水砖性能指标的影响。试验结果显示,使用正交设计法可以获得符合性能要求的高强混凝土透水路面砖的最优配合比。同时,介绍了透水砖在环境改善中的应用,以及路面铺装工艺设计原理。     

多因素对再生骨料透水混凝土性能的影响及其协同优化研究

研究了骨料级配、水灰比、砂率、设计孔隙率、胶骨比等因素对再生骨料透水混凝土透水系数、抗压强度与弯拉强度的影响;并通过改变水泥品种、添加增强剂、电炉渣与再生骨料复配等方式协同优化再生骨料透水混凝土透水性能、力学性能、抗冻性能、路用性能。结果表明:再生骨料透水混凝土抗压强度和透水性能影响因素主次顺序均为:设计孔隙率>骨料级配>砂率>水灰比;建议再生骨料透水混凝土设计孔隙率为10%~20%,水灰比为0.29~0.32,砂率控制在5%~10%,胶骨比为0.29;采用电炉渣可以大幅提升透水混凝土的力学性能和耐磨性能,但其透水性和抗冻性相差不大。     

透水水泥混凝土力学性能和耐久性能研究

阐述了透水性水泥混凝土作为道路面层材料的背景与意义,研究了各种因素(如集料的种类和尺寸、集灰比、水灰比、外加剂等)对透水水泥混凝土的力学性能、透水率与耐久性能的影响.结果表明:集料种类与尺寸、集灰比和水灰比是影响透水水泥混凝土强度及透水率的关键因素.通过合理配制,可以配制出28 d抗压强度达25 MPa以上、耐久性能优良、透水率大于10 mm/s的透水水泥混凝土.     

基于相似正交试验的透水性混凝土配合比研究

基于混凝土强度和透水性要求.根据现有试验室条件,运用相似原理和正交试验原理对C15透水性混凝土的配合比进行试验研究.采用3因素3水平均值相似正交法进行了水灰比、骨灰比、骨料粒径对混凝土透水系数和抗压强度的影响的试验.根据试验数据分别采用绝对数值法和相对数值法的多项式拟合和线性回归,定量研究了各单因素和多因素对抗压强度和透水系数的影响,并定量分析各因素的显著性.研究表明该方法同样适合于分析不同因素、基于不同性质和目的的透水性混凝土配合比的设计.     

透水混凝土配合比参数选择及设计方法研究

在透水混凝土的配合比设计中引入骨料级配与粒径、体积砂率两个参数,并研究设计孔隙率、骨料级配与粒径、体积砂率对透水混凝土性能的影响。结果表明:设计孔隙率与透水系数存在指数函数关系;骨料级配与粒径对混凝土的强度及透水性能影响较大;适量体积砂子的掺入能提高混凝土的强度而不降低其透水性能,且体积砂率的大小取决于水泥用量及骨料级配与粒径;以设计孔隙率、水胶比、骨料粒径与级配、体积砂率为参数的透水混凝土配合比设计方法能够有效的指导透水混凝土的配合比设计。     

透水水泥稳定碎石排水性能的影响因素分析

通过测试试件7 d无侧限抗压强度、孔隙率、渗透系数等指标,研究了级配、水泥用量、成型工艺等因素对透水水泥稳定碎石排水性能的影响。结果表明,透水水泥稳定碎石采用最大密实级配理论连续开级配设计,最佳级配为:m(5~10 mm碎石)∶m(10~20 mm碎石)=25∶75;水泥的最佳用量为7%;通过静压成型与插捣成型法对形成透水水泥稳定碎石结构较为有利;按最佳级配和水泥用量,采用静压成型,得到的透水水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度为4.7 MPa,孔隙率为15.2%,透水系数为1.54 mm/s。     

再生骨料生态混凝土预测模型抗压强度试验研究

通过制备不同水灰比、骨料粒径、再生骨料取代率的生态混凝土,研究了再生骨料生态混凝土的抗压强度及其影响因素,并构建抗压强度表达式。结果表明:当水灰比为0.25~0.35时,脆性多孔材料孔隙率与强度关系式可适用于生态混凝土;当孔隙率介于20%~30%时,水泥净浆强度对生态混凝土抗压强度有较大影响,实际孔隙率可由目标孔隙率和水泥净浆强度较准确地表达;当目标孔隙率一定时,生态混凝土抗压强度随骨料粒径的增大而提高;再生骨料与水泥净浆的界面过渡区处易发生受压破坏;当再生骨料取代率大于25%时,生态混凝土的抗压强度随再生骨料取代率的升高而降低。所建立的抗压强度预测模型能够较好地反映出各因素对生态混凝土抗压强度的影响规律,可适用于水灰比为0.25~0.35且孔隙率介于20%~30%的再生骨料生态混凝土。     

大粒径骨料钢纤维高强混凝土试验研究

进行了最大粒径为25,31.5 mm的连续级配碎石钢纤维高强混凝土试验,研究了碎石粒径、水灰比、钢纤维长度及体积分数对钢纤维混凝土拌和物坍落度和硬化钢纤维混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度的影响规律,并与现行规程CECS38:2004《纤维混凝土结构技术规程》的相关强度计算公式进行了对比.结果表明:钢纤维在混凝土拌和物中的"棚架"效应将产生钢纤维混凝土拌和物坍落度减小的表象,在振动作用下该效应迅速瓦解而对试件成型影响较小;连续级配碎石最大粒径和钢纤维长度对钢纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉强度影响较小,但对钢纤维混凝土弯拉强度的增强效果影响较大;可以采用现行规程确定最大粒径为31.5 mm的连续级配碎石钢纤维高强混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,但弯拉强度的试验值则低于计算值.     

利用稻壳灰及废砖制备渗水蓄水生态建筑材料

基于海绵城市理念,以废砖为骨料、稻壳灰作填充料制备渗水蓄水生态建筑材料。采用正交试验研究骨料粒径、稻壳灰掺量和水灰比对材料性能的影响,利用XRD、SEM分析了影响机理,同时对材料的植生效果进行初步研究。正交试验表明,细骨料用量是决定7 d抗压强度、渗透系数和吸水率的主要因素;水灰比对28 d抗压强度的影响最大;最优配合比为1.18~2.36 mm骨料用量60%,稻壳灰掺量7.5%,水灰比0.78,此时28 d抗压强度大于6.0 MPa,渗透系数大于3.0 cm/s,吸水率大于23.0%。植生试验结果显示,碱茅草和四季青可分别作为护坡及公共绿化的最佳选择。