粉煤灰对透水混凝土性能影响研究

为研究粉煤灰对透水混凝土的影响作用,通过在透水混凝土中加入粉煤灰,利用裹石法制作透水混凝土,研究了粉煤灰对透水混凝土抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数的影响作用。结果表明:粉煤灰的掺入对透水混凝土的性能有明显的影响,抗压强度先降低后增高,粉煤灰掺量为20%的时候抗压强度达到最大值19.6 MPa,随着粉煤灰掺量的继续增加,抗压强度值又逐渐减小;粉煤灰掺量为20%的时候抗折强度达到最大值,说明粉煤灰的最佳掺量在20%左右;随着粉煤灰掺量的增加,孔隙率和透水系数都逐渐减低,早期降低的速率大,后期降低的速率小。     

矿物掺合料透水混凝土微观结构及性能分析

透水混凝土具有显著的孔隙特征,可有效缓解城市内涝,涵养地下水系。针对透水混凝土由孔隙大导致的抗压强度低等问题,采用矿物掺合料替代部分水泥作胶凝材料,能够实现降低生产成本并提高抗压强度的目的。本文以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等固体废弃物为掺合料,通过抗压强度、透水性能测试分析矿物掺合料单掺、复掺、三掺对透水混凝土性能的影响,并探究其水化机理。结果表明：复掺以及三掺体系的透水混凝土力学性能明显优于单掺体系;当三掺体系粉煤灰、矿渣、偏高岭土掺量分别为15%(质量分数,下同)、15%、10%时,透水混凝土性能最佳,抗压强度达22.1 MPa,孔隙率和透水系数分别为14.3%、3.27 mm/s,满足行业标准。     

新型自密实透水混凝土抗堵塞性能及堵塞模型

为研究直通孔孔径、积水深度和水平径流速度对新型自密实透水混凝土(NSPC)抗堵塞性能的影响规律,测试了堵塞和高压水枪冲洗后NSPC的透水系数,并基于堵塞物被直通孔道捕获的概率建立了NSPC堵塞模型。结果表明,NSPC堵塞循环后的透水系数随直通孔孔径增加而增大,当直通孔孔径与堵塞物粒径之比大于5时,堵塞物形成的颗粒流仍会造成NSPC堵塞。积水深度的升高会降低NSPC堵塞后的透水系数,水平径流速度对NSPC的透水系数影响较小,但会延迟透水系数降低的时间。高压水枪清洗后NSPC的透水系数恢复率最高可达到85%。建立的NSPC堵塞模型能够预测直通孔道内堵塞物质量和透水系数衰减率的变化规律。     

透水混凝土性能分析

透水混凝土能有效缓解城市内涝、保护城市地下水源.文章针对透水混凝土的抗压强度、孔隙率、透水性能三个指标,从多角度分析了各影响因素对透水混凝土各项性能的影响.     

透水混凝土透水系数与孔隙结构的相关性研究

对透水混凝土的有效孔隙重新进行了定义,并提出了有效孔隙率的测试方法.在此基础上,对与多孔介质透水系数相关的方程进行综述,通过Ergun修正的雷诺数Re'对透水混凝土中水的流动状态作出判断,选择Kozeny-Carman方程研究了透水系数与有效孔隙率和平均孔径之间的相关性.结果表明:随着全孔隙率的提升,有效孔隙率急剧上升;在只考虑有效孔隙率对透水系数的影响时,本研究应用Kozeny-Carman方程能够很好地表达透水系数与有效孔隙率之间的关系;但同时考虑有效孔隙率和平均孔径对透水系数的影响时,无法用Kozeny-Carman方程复现透水系数.     

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。     

再生混凝土透水砖试验研究*

针对建筑垃圾的处理的问题,提出了将废弃混凝土破碎、清洗、分级处理成再生骨料,采用正交试验方法用这种骨料制备透水砖,同时,考虑了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等因影因素对透水砖性能的影响。研究结果表明,当骨料粒径为10-20 m,水泥用量为420 kg/m³,砂率为9%,水灰比为0.31时,满足再生混凝土透水砖的标准要求;分别建立了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等影响因素与透水系数、抗压强度的回归方程;最后,建立了透水系数与抗压强度的二次曲线拟合方程。     

再生骨料透水混凝土力学性能试验研究

以废弃混凝土制成再生骨料完全取代天然骨料制备透水混凝土,通过试验研究废弃混凝土再生骨料的强度等级、目标孔隙率对再生骨料透水混凝土抗压强度的影响,得出满足人行道使用要求的透水混凝土最佳配比,为再生骨料透水混凝土在人行道的推广应用提供技术支撑。     

净水功能型透水混凝土的组成设计研究

为净化雨水和补充地下水,设计了一类净水功能型偏高岭土基地聚合物透水混凝土。通过研究壳聚糖掺量、碱激发剂模数与碱当量对偏高岭土基地聚合物浆体力学、吸附特性的影响,制备了一种可用于透水混凝土的高吸附性浆体材料。基于此,进一步探讨了透水混凝土骨料堆积孔隙率、浆集比(P/A)等体积结构参数对其净水、透水与力学性能的影响。结果表明:随着壳聚糖掺量的增加,偏高岭土基地聚合物的强度呈先提高后降低的趋势,Pb²⁺的吸附量呈增大趋势;随着骨料堆积孔隙率的增大,透水混凝土的力学和净水性能均减弱,透水性增强;随着浆集比的增大,透水混凝土力学与净水性能增大,透水性减小。最终设计出净水、透水与力学性能协调的透水混凝土,其28 d抗压强度、透水系数和Pb²⁺去除率分别为20.1 MPa、0.67 cm/s和90.5%。     

透水再生骨料混凝土研究进展

透水再生骨料混凝土(PRAC)是近年来新兴的一种环境友好型混凝土,利用建筑废弃物破碎所得再生骨料置换天然骨料,改善传统混凝土在城市路面建设中的弊端,实现废物资源再利用和建筑材料的可持续发展.总结了水灰比、孔隙率、再生骨料粒径和取代率、成型工艺等因素对透水再生骨料混凝土力学性能、透水性以及耐久性的影响,并提出了有待进一步研究的问题.已有研究成果表明再生骨料可以用于制备透水混凝土,应用于停车场、人行道及植生护坡等工程.     

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。     

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.     

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.     

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.     

混杂纤维增强超高性能透水混凝土的弯曲性能研究

超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料,但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维,制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料,研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现,添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比,混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比,PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是,添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数,而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果,尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须,UHPPC透水系数的下降最为明显,但依然达到了1.05 mm/s,满足工程使用要求。     

透水混凝土界面增强增韧效应研究

透水混凝土的最薄弱部位是骨料与胶凝材料的界面区域,为制备出高性能透水混凝土,本文研究了矿物活性超细粉和高分子聚合物对透水混凝土界面的增强增韧效应.结果发现:超细粉煤灰和硅灰颗粒可以分散到界面过渡区的粗糙孔隙结构区域,提高界面过渡层的致密程度.同时,掺入的聚合物向界面过渡层聚积,填充界面过渡区的细微孔隙,较适宜的聚合物掺量为8％～12％.标准养护28 d样品的抗折强度达到8.5 MPa,抗压强度达到34.7MPa.另外,聚合物的柔性可有效阻止结构内部裂纹的延伸,在一定程度上提高透水混凝土的韧性.     

PE纤维透水混凝土的强度与韧性试验研究

从提高透水性混凝土的强度和韧性出发,分析了不同掺量PE纤维增强透水性水泥混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗折强度、弯韧度指数和裂后强度.研究结果表明,不同掺量PE纤维对透水性混凝土有不同的增强效果(RCA0＜ RCA1＜ RCA2＜ RCA3),并能满足透水性混凝土抗压强度20 MPa和抗折强度3 MPa的性能要求;高模量PE纤维对透水性混凝土的静弹性模量和弯韧度指数及裂后强度的贡献较大,PE纤维掺量1.5％时对透水性混凝土的效果最显著.     

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。