透水混凝土研究进展

针对透水混凝土的配合比设计、制备与性能研究进行综述。透水混凝土中存在大量开孔结构,透水性能优异,力学性能与透水性能是其主要性能指标,而耐久性差、尺寸稳定性不良等因素是透水混凝土发生破坏的主要原因,直接影响透水混凝土的大规模应用。回顾了透水混凝土原材料特性及配合比设计、搅拌与成型方式等对性能的影响;对透水混凝土的上述性能的研究现状进行分析总结,最后提出了透水混凝土研究的不足与建议。     

纤维素等若干因素对仿钢纤维增强透水混凝土性能的影响

本实验研究了不同仿钢纤维掺量(0%、0.2%、0.4%、0.6%)对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响,并分析了骨料粒径、细骨料、纤维素等因素对仿钢纤维增强透水混凝土抗压强度和透水性能的影响。研究表明:仿钢纤维能够在一定程度上提高透水混凝土的早期强度;随仿钢纤维掺量的增加,透水混凝土28 d的抗压强度呈先上升后下降趋势,即存在最优掺量;当仿钢纤维掺量增加时,透水混凝土的透水能力先下降后上升;透水混凝土的抗压强度随骨料粒径的增大而降低,透水系数随骨料粒径的增大而明显增大;细骨料会使透水混凝土的早期抗压强度降低,但会提高透水混凝土28 d的抗压强度;随着细骨料取代量的增加,透水混凝土的透水系数先增大后减小;透水混凝土的抗压强度随纤维素掺量的增加而降低,透水系数随纤维素掺量的增加而增大。本研究可为实际透水混凝土施工过程中外掺料的选择提供参考。     

再生骨料透水混凝土的透水性和抗压强度

为系统掌握再生骨料透水混凝土的制备和性能变化规律,采用实验手段研究了再生骨料透水混凝土的透水性能和抗压强度。参考一般混凝土试验方法,分析在不同骨料粒径组合下原生骨料透水混凝土透水性能和抗压强度的差异。在此基础上,选择透水性能和抗压强度均较优的骨料粒径组合,在其中加入再生骨料,探究不同再生骨科取代率对再生骨料透水混凝土透水性能和抗压强度的影响以及透水系数与抗压强度间的相关性。结果表明:(1)对于采用的粒径组合(10 mm+20 mm),再生骨料透水混凝土的抗压强度较原生骨料透水混凝土高,当取代率不超过50%时,其抗压强度随取代量的增加而增大,但当取代率超过50%时,其抗压强度则有所下降;(2)再生骨料透水混凝土的透水性能较原生骨料透水混凝土好,透水系数随取代量的增加会有30%~195%的增幅;(3)与原生骨料透水混凝土抗压强度随透水系数增加持续下降变化不同,再生骨料透水混凝土的抗压强度随透水系数的增加会呈先上升后下降的变化。     

透水沥青混凝土单轴冲击压缩特性研究

为研究透水沥青混凝土的动态力学特性,采用74 mm钢质分离式霍普金森压杆装置对不掺纤维和掺0.3%聚酯纤维的透水沥青混凝土进行了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究表明,透水沥青混凝土具有明显的应变率效应,试件压缩率随着应变率的增大而提高,掺聚酯纤维透水沥青混凝土的压缩率是不掺纤维的1.2倍左右;透水沥青混凝土的动态应力-应变曲线可分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。从试件的破坏形态可以看出,集料的断裂是透水沥青混凝土破坏的主要原因。在透水沥青混凝土中掺加聚酯纤维能够延缓裂缝的出现和开展,提高材料的冲击抗压强度,增幅最大为45.1%。     

苯丙乳液与聚丙烯酸酯乳液对透水混凝土性能影响的试验研究

聚合物乳液可改善浆体新拌状态，提高透水混凝土强度，本工作采用苯丙乳液(SAE)、聚丙烯酸酯乳液(PAE)对透水混凝土进行改性，研究两者对透水混凝土浆体流变性能、力学性能和透水性能的影响。结果表明，掺入SAE会降低浆体塑性黏度，对新拌浆体流动度影响不显著，透水混凝土抗压强度随着其掺量的增加先提高后降低，聚灰比为1.5%时，浆体的28 d抗压强度相比于对照组R-0提高了8.2%,透水混凝土28 d抗压强度最高为35.5 MPa,相比对照组高了4.1%;掺入PAE会提高浆体的塑性黏度，新拌浆体流动度逐渐减小，透水混凝土抗压强度先提高后降低，透水系数降低，PAE聚灰比为6%时，浆体28 d抗压强度相比于对照组R-0提高了9.6%,透水混凝土28 d强度达到36.8 MPa,相比于对照组R-0提高了7.9%,透水系数达到2.47 mm/s。     

C20透水混凝土配合比设计研究

我国透水混凝土主要应用在小区人行道、小型机动车道,一方面透水混凝土具有十分现实意义,其成功应用会产生巨大社会效益。然而由于技术不成熟、各种因素影响尤其由于强度、耐久性等问题始终无法取得突破大大制约了其推广应用。本文主要研究了C20透水混凝土配合比相关设计流程并实际进行了透水试验验证透水效果。     

高性能环氧树脂透水混凝土的制备及其性能研究

以不同质量分数(0,1%,2%,3%)的水性环氧树脂为改性剂,制备了高性能环氧树脂透水混凝土,研究了环氧树脂掺杂量对透水混凝土力学性能、透水性能、抗冻性能和微观形貌的影响。结果表明,适量的环氧树脂掺入透水混凝土后,可以增加骨料与砂浆之间的粘度,并提高其结合强度,从而提高了改性透水混凝的力学性能、透水性能和抗冻性能;随着环氧树脂掺杂量的增加,改性透水混凝土的抗压强度和抗折强度先增大后减小,透水系数和质量损失率先减小后轻微增大;当环氧树脂的掺杂量为2%(质量分数)时,28 d的抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为13.17和1.26 MPa,透水系数和质量损失率(60次冻融循环下)达到了最小值,分别为4.84 mm/s和0.3233%;环氧树脂的掺杂提高了透水混凝土的结构致密性,当环氧树脂的掺杂量为2%(质量分数)时,改性透水混凝土的结构致密性最高,微裂纹较少,抗冻性能最佳。     

骨料种类与品质对透水混凝土性能影响的研究进展

骨料作为支撑透水材料空间骨架结构的原料,其形状、粒径范围及分布、种类与品质都对材料强度、透水性及耐久性产生重要的影响。文章从透水混凝土的骨料种类与品质要求为切入点,介绍了应用于透水混凝土中的天然骨料,建筑垃圾、工业固废、人造骨料及生活垃圾底渣等再生骨料与砂基细骨料的基本物理化学特性,重点综述了各类骨料对透水混凝土强度、透水性、耐久性及水质净化等性能影响的研究进展,并进行了简要分析与总结。最后,提出了透水混凝土可以通过对骨料的质量控制来提升其透水时效性与耐久性,指出未来需扩大透水混凝土行业协同处置废弃物的范围与能力。     

透水混凝土对城市雨水径流中污染物净化原理的研究进展

透水混凝土是一种不含或含有少量细集料、具有较大连通孔隙体积分数的混凝土,目前已广泛应用于轻型路面、停车场、广场、人行道、中央隔离带和公路路肩等。透水混凝土对于城市路面排水、缓解城市热岛效应、吸收车辆噪音等具有积极作用,并可将道路表面雨水径流进行收集、过滤处理后渗入土壤,从而有效补充地下水,实现雨水的再利用。由于透水混凝土特殊的结构形式,其在净化雨水径流污染物中表现出了良好的性能和潜力。透水混凝土中的组成成分本身就对雨水径流中污染物具有一定的吸附作用,近年来研究者们除了研究其本身组成成分对雨水径流中污染物的去除机理之外,还致力于探索提高透水混凝土去除雨水径流中污染物效果的方法及其原理,并取得了丰硕的成果。目前可提高透水混凝土去除雨水径流中污染物性能的途径有:(1)在透水混凝土中掺入粉煤灰、膨润土、硅藻土代替部分胶凝材料;(2)利用沸石、陶粒替代透水混凝土中的部分粗骨料;(3)通过涂覆、掺入等方式将光触媒材料引入到透水混凝土中;(4)通过微生物培养的方式使透水混凝土表面形成一层可去除污染物的生物膜等。其中,在透水混凝土中光触媒材料的光催化作用主要是降解雨水径流中的有机物;生物膜主要是去除雨水径流中的有机物以及氮类污染物。针对上述介绍的各种方法,本文分别归纳了有关透水混凝土的基本组成材料、掺入其中的掺合料、改性骨料以及光触媒材料和生物膜对雨水径流中不溶的悬浮颗粒、氮、磷、部分重金属离子、有机物等污染物的去除效果及原理的研究进展。同时本文也对未来透水混凝土净化雨水径流中污染物的研究和发展方向进行了展望:将掺合料、改性骨料、光触媒材料和生物膜引入到透水混凝土中可能会对透水混凝土本身的性能产生一定的不良影响;光触媒材料和生物膜的引入成本相对较高,且是否会对环境造成其他方面的影响尚不明确;透水混凝土长时间吸附污染物会造成其孔隙堵塞,从而影响其去除污染物性能,这些问题仍需要进一步的研究。     

粘土砖再生骨料开发保水性透水混凝土的强度分析

废弃粘土砖具有良好的吸水、保水能力,用粘土砖开发的透水混凝土具有一定吸水、保水性能。由于粘土砖的抗压强度低,吸水后抗冻融性能亦差,因此,对不同砖骨料掺量下的透水混凝土作对比试验,研究表明,透水混凝土的抗压强度和抗冻融性能随粗骨料掺量增加而减小,在制备透水混凝土时应充分考虑砖骨料对抗压强度和抗冻性的不利影响。     

基于胶浆特性的透水混凝土强度及抗冻性研究

透水混凝土的强度和抗冻性是影响其在重荷载交通道路和寒冷地区推广应用的关键性能。本工作研究了胶浆工作性能、强度、界面粘结性能及透水混凝土强度、抗冻性,并揭示了影响透水混凝土性能的主要因素。结果表明,通过最大浆集比可以评价胶浆和透水混凝土的工作性能,且当最大浆集比与设计浆集比接近时,透水混凝土的工作性能最佳。未改性胶浆界面冻融前后均发生粘结破坏。而改性胶浆未冻融时界面拉拔强度提升67%～156%,发生内聚破坏;冻融后界面拉拔强度显著降低,发生内聚、粘结混合破坏。工作性能良好的透水混凝土抗压强度为38.2～40.3 MPa,抗折强度为3.8～4.3 MPa,透水系数为2.85～2.92 mm/s。主成分分析结果表明,各因素对透水混凝土性能影响的占比依次为：界面性能、胶浆配合比、空隙特征共占44.8%,胶浆裹覆性能占27.5%,胶浆强度占20.0%。     

两种模拟条件下透水沥青混合料的渗透特性与净化能力

为研究不同模拟条件下透水沥青混合料的渗透特性和净化能力,在室内制备PAC-13型透水沥青混合料马歇尔试件,并对其在风干与不风干两种模拟条件下的渗透系数与污染物净化率进行测定,研究渗透系数与污染物净化率的变化规律,分析风干效应对透水沥青混凝土渗透系数衰变速率的影响.结果表明:合理控制空隙率,可确保透水沥青混凝土的透水性能...     

地聚物基透水混凝土的制备与性能

透水混凝土因具有透水透气、吸声减噪等功能而被广泛研究和关注。然而,其普遍存在孔隙结构,造成受力不均,使得透水混凝土只能用于低荷载的路面。为了提高透水混凝土的强度和耐久性,本研究将地聚物作为透水混凝土的胶凝材料,并采用正交试验研究了最佳配比,分析了孔隙率、骨料粒径、激固比、矿渣掺量、水玻璃模数对其性能的影响。以抗压强度、劈裂抗拉强度、透水系数、抗冻性为指标,拟合分析了孔隙率与透水系数、透水系数与抗压强度、孔隙率与抗劈裂强度之间的关系。结果表明:目标孔隙率15%、激固比60%、骨料粒径2～5 mm、水玻璃模数1. 4、矿渣掺量20%为最优配比,所得地聚物透水混凝土的28 d抗压强度为33 MPa,抗劈裂强度为2. 4 MPa,透水系数为8. 4 mm/s,抗冻性能达标。     

几种碾压混凝土坝防渗结构及优化

碾压混凝土坝是典型的成层结构水工挡水建筑物，碾压混凝土本体透水能力很弱，层面的透水能力相对很强。本文介绍了几种碾压混凝土坝防渗结构，然后对变态混凝土防渗结构方案进行了研究。     

碳纳米管透水混凝土的重金属离子吸附性能

利用多壁碳纳米管(MWCNTs),制备了MWCNTs透水混凝土材料,研究了其对水溶液中二价重金属离子Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)的吸附性能。重金属离子溶液初始浓度为100,400,700及1 000 mg/L,吸附时间为1,2,6,12,24,48及72 h。测试了MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)吸附量与吸附时间的关系,分析了重金属离子溶液初始浓度对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)平衡吸附量的影响。研究发现,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的吸附量在24 h后达到吸附平衡;随着重金属离子溶液初始浓度的增大,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的平衡吸附量明显提高;MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附能力大小顺序为Pb~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+)。MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线与Freundlich模型符合较好,可以采用Freundlich模型描述MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线。     

生态混凝土的应用研究及存在问题

生态混凝土具有良好的环境协调性而逐渐被重视和应用于透水混凝土、植被混凝土和净水混凝土等方面,在综述生态混凝土设计施工、强度与耐久性、碱环境的改善与透水性能的保持的基础上,根据生态混凝土的结构和性能特点提出其配合比设计方法、碱环境与耐久性改善、孔隙性质保持的研究思路.     

公路混凝土路面透水病害的若干预防措施研究

公路沥青混凝土路面产生透水病害的原因非常复杂,当透水发生以后,应及时对路面作相应的维修处置,否则会越来越严重,严重影响正常使用和行车安全。主要从病害发生前的预防措施这个方面,来对透水病害的综合防治措施进行探讨。     

透水混凝土路面施工工艺与堵塞维护

透水路面具有透水、蓄水、降噪、净化水质等优点,是"海绵城市"建设中的重要一环。在总结和分析目前研究成果和工程应用的基础上,本文介绍了透水混凝土路面的施工工艺,提出了堵塞维护的建议。     

低影响开发(LID)透水砖铺装系统的研究进展

透水砖铺装系统是现阶段我国海绵城市建设中重要的透水铺装系统技术之一。为了充分认识该领域已有的应用和研究成果,开展更深入的透水铺装系统技术探索和应用研究,对透水砖铺装系统的国内外应用和研究现状进行了分析总结。简述了透水铺装材料的分类和特点,分析了国内外应用情况,分别对混凝土透水砖、陶瓷透水砖、砂基透水砖的国内外研究现状进行了评述。最后指出现阶段研究存在的问题,并提出了建议和展望。     

再生骨料掺配比对再生透水混凝土性能的影响

为研究再生骨料在透水混凝土（RPC）中的应用,选用废弃路面素混凝土块为再生骨料来源,设计2种系列,研究再生骨料透水混凝土中再生骨料掺配问题,即分别以粒径9.5~19.0 mm,再生骨料按0%、25%、50%、75%和100%（基准）质量替代同粒径天然骨料碎石（系列1）和以4.75~9.5 mm、9.5~19.0 mm两种粒径,再生骨料按0∶1、1∶1、1∶2、2∶1、2∶3和3∶2掺比（系列2）制备RPC,并分析其物理、力学、透水性能及其相互关系,得到了合理的再生骨料替代率和双粒级掺比,在1∶1和2∶1掺配下能够得到较好的强度及透水性能。通过切割试块的图像化处理,分析其孔隙分布特征和趋势,并将平面孔隙率、等效孔径和透水系数联系起来。结果表明,再生透水混凝土的透水能力主要取决于截面孔隙个数和面积。