透水植生混凝土的研制及工程应用

通过改变水灰比、水泥用量以及添加矿物掺合料研究浆体性质对透水混凝土性能以及混凝土pH值对植生性能的影响。结果表明:水灰比对透水混凝土强度有很大影响,当水灰比为0.3时所得混凝土28 d强度达20.4 MPa,孔隙率达22.9%,渗透系数达2.87 cm/s,符合设计要求。矿物掺合料中硅灰可显著降低混凝土的pH值。综合考虑水灰比为0.3,水泥掺量为300 kg/m~3,硅灰掺量在5%～10%时,强度大于20 MPa,有效孔隙率达到20%,渗透系数在2.3～2.8 cm/s之间,同时pH值可降至7.5～8.5之间,满足植物生长的环境要求。高羊茅对优选条件下制备的多孔透水植生混凝土有良好生物相容性。     

透水混凝土不同孔隙率下细观数值模拟研究

为了能够利用数值分析方法研究透水混凝土的物理、力学性能,基于蒙特卡罗法随机分布原理,采用APDL语言结合有限元软件建立了孔隙率分别为5%、7.5%、10%和12.5%的4组透水混凝土试块三维结构模型,孔隙随机分布,计算分析各组试块在不同荷载作用下的受力情况。结果表明:建立的三维模型孔隙分布特征接近真实的透水混凝土结构;受力分析显示:透水混凝土的强度值随着孔隙率的增大而降低;剖面云图显示孔隙率越大,试块内部的应力集中现象也愈加明显,在相同位移荷载作用下,孔隙率高的试块在内部孔隙附近最先出现最大应力,并随之破坏,受力不再增加,抗压强度低。     

不同骨料级配透水混凝土的性能研究及其孔隙识别

依据体积堆积理论采用5~10、10~15、15~20 mm单粒级的碎石骨料设计和配制孔隙率分别为15%、20%、25%的透水混凝土,利用相关数学模型探究实测孔隙率与透水混凝土性能相关性,通过平面孔隙二值化识别透水混凝土内部孔隙结构特征。结果表明:透水混凝土的实测孔隙率能达到设计孔隙率的90%以上,与表观密度呈现良好的线性关系,与透水系数和抗压强度均呈现良好的幂函数关系。设计孔隙率的变化对骨料粒径较小的透水混凝土的透水性能影响较大,较小的骨料粒径有利于增加透水混凝土的28 d抗压强度,较大的骨料粒径有利于增加透水混凝土的透水系数。设计孔隙率与骨料粒径的增大均能使透水混凝土内部孔隙等效直径增大,降低孔隙曲折度,改变骨料级配,但骨料粒径的影响作用更为明显,二者的作用机理不同。     

抗分散透水性混凝土性能研究

对透水混凝土的水泥浆进行改性,得出耐离析、高流动性能的透水混凝土。通过室内研究系统研究了灰骨比、水灰比、骨料级配对透水混凝土强度、密度、孔隙率、渗透性的影响规律。试验结果表明:抗分散剂可有效解决水泥浆下沉及离析的问题;抗分散透水混凝土的灰骨比对混凝土的性能有显著影响,水灰比的影响较小;集料级配对混凝土的强度及孔隙率具有一定的影响。基于上述试验,得出适用于现场施工的透水混凝土配合比,通过现场试验验证了振动沉管法施工透水性混凝土桩的可行性,并验证了透水性混凝土桩具有较高承载力。     

混凝土透水砖的研制

采用正交试验方法配制混凝土透水砖,以混凝土的抗压强度、透水系数、连通孔隙率为指标,分析了骨料粒径、水灰比、骨胶比等因素在不同水平下对透水性混凝土性能的影响.试验表明,试验结果与理论分析结果有良好的一致性,可为透水性混凝土的配合比设计提供方向及定量分析方法,试验找出了在一定条件下混凝土透水砖的最优配比方案.     

透水混凝土孔隙率和渗透系数影响因素研究

对透水混凝土孔隙率和渗透系数各个影响因素的分析和研究,并根据试验数据进行曲线拟合得出孔隙率和透水系数之间的变化规律。影响透水混凝土强度的主要因素为透水混凝土的孔隙率,影响孔隙率和渗透系数的主要因素为骨料粒径、制作工艺、粘结剂掺量和外加剂掺量等。     

碱当量对铜渣基透水混凝土性能的影响

以磨细铜渣为活性材料、水玻璃为激发剂、偏高岭土为掺和料、玄武岩为骨料,研究了铜渣基透水混凝土的性能。调整激发剂的碱当量,按照体积法配制不同碱当量的铜渣基透水混凝土,分别对试样进行单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率测试。当碱当量为4%～10%时,铜渣基透水混凝土的连续孔隙率和透水系数随着碱当量的增加而减小,透水性能满足规范要求;相反,试样的单轴抗压强度随着碱当量的增加而增加,28 d最大抗压强度达到10.01 MPa。     

复合结构透水砖配合比参数研究

对比研究了复合前/后透水砖的外观及其主要性能的变化,在此基础上,固定表层配合比,研究了底层配合比设计参数(水灰比、集灰比、集料粒径以及级配等)对复合结构透水砖的有效孔隙率、透水系数与抗压强度等性能的影响。确定了复合结构透水砖的最佳水灰比为0.24~0.26,集灰比为3,粒径为2.36~4.75mm的集料在粒径为2.36~4.75mm和4.75~9.5mm的石灰石混合料中的最佳质量百分比范围为60%~100%。根据以上参数所配制的复合结构透水砖7d抗压强度大于30MPa,透水系数满足JC/T 945—2005《透水砖》标准;当钢渣粉与矿渣粉复合掺合料等体积取代50%的水泥时,钢渣粉与矿渣粉存在一个最佳体积比25%∶25%,在此比例下透水砖7d和28d抗压强度最高,分别为29.9MPa和35.8MPa,透水系数达2.83mm/s。     

不同配合比透水混凝土的力学性能

为了确定混凝土的透水系数、最佳抗压强度和抗折强度及相应水灰比,提升透水混凝土的整体性能,使用体积法,在一定孔隙率下,4组混凝土水灰比分别为0. 25、0. 30、0. 35和0. 40,经过试验得到相应的力学强度,绘制相关曲线关系。实验结果表明,透水混凝土的整体性能由孔隙率和水灰比共同决定。得出在施工中应根据实际要求的抗折强度、抗压强度和透水系数,从而选定最佳水灰比。     

道路透水性混凝土的透水和力学性能试验研究

运用正交设计方法对透水性混凝土进行了透水性能和力学性能试验研究,得出了颗粒级配、单位体积水泥用量和水灰比等因素对其透水性能和力学性能的影响规律,选出了最佳混凝土配合比,为道路工程透水性混凝土的配合比设计提供了依据.     

透水性混凝土强度-渗透性模型试验研究

高透水性是透水性混凝土的重要特征,现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题,为此提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构,提高了渗透系数测试精度。透水性混凝土的透水性和强度是一对矛盾体,此消彼长,但目前对它们之间关系缺乏系统的研究。通过室内渗透性和强度试验研究了多种因素（如：水灰比、集灰比、孔隙率）对透水性混凝土的强度和透水性的影响,建立了强度孔隙率模型、渗透性孔隙率模型和强度渗透性模型。研究结果表明：透水性混凝土与普通混凝土不同,存在一个最佳水灰比,最佳水灰比对应的强度最大;强度和水灰比成开口向下的二次抛物线关系,而孔隙率和集灰比均与渗透系数成正相关关系;透水性混凝土强度和渗透性关系服从Lorentzian函数,强度随渗透性的增大而逐渐降低,降低速度先快后慢。在工程设计中应根据具体要求,确定最佳的强度和渗透性组合。     

改善透水混凝土性能方法的试验研究

为了改善透水混凝土的性能,采用单因素试验方法,研究了成型方法、水灰比、骨灰比、骨料粒径及聚合物等对透水混凝土主要性能的影响。结果表明：适当的成型方法和参数能使透水混凝土获得较好的性能指标;骨灰比、骨料粒径是影响透水混凝土抗压强度的关键因素,水灰比的变化对透水混凝土的抗压强度影响不大,对透水系数影响较大;聚合物的掺入能够改善透水混凝土的性能。     

透水性砼配合比正交试验方法

基于混凝土强度和透水性要求,根据现有实验室条件,运用相似原理和正交实验原理对C15透水性混凝土的配合比进行试验方法研究.采用3因素3水平均值相似正交法提出了研究水灰比、骨灰比、骨料粒径对混凝土空隙率、透水率和抗压强度影响的试验方法,根据透水性混凝土性能要求确定了试配强度、水泥用量、水灰比、粗集料用量.最后提出根据所建立的正交试验表,利用极差分析、方差分析和线性回归分析确定最优配合比和各因素显著性的方法.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.     

骨料对透水混凝土性能的影响

试验研究了骨料品种、骨料粒径对透水混凝土主要性能的影响。试验结果表明：在相同骨料粒径的情况下,由碎石骨料配置的透水混凝土总孔隙率和透水系数明显大于卵石骨料配置的透水混凝土,碎石的强度变化幅度比卵石的变化幅度明显;随着骨料粒径的增大两种骨料配置的透水混凝土的孔隙率、透水系数均有所增大,在同一配合比情况下,随着骨料粒径的增大透水混凝土的强度呈非线性变化,且存在最佳粒径尺寸。     

Pore Size Distribution of High Performance Metakaolin Concrete

The Compressive strength, porosity and pore size distribution of high performance metakaolin (MK) concrete were investigated. Concretes containing 0,5%,10% and 20% metakaolin were prepared at a water/cementitious material ratio (W/C) of 0.30.In parallel, concrete mixtures with the replacement of cement by 20% fly ash or 5 and 10% silica fume were prepared for comparison.The specimens were cured in water at 27℃ for 3 to 90 days .The results show that at the early age of curing(3 days and 7 days),metakaolin re-placements increase the compressine strength ,but silica fume replacement slightly reduces the compressine strength.At the age of and after 28 days ,the compressive strength of the concrete with metakaolin and silica fume replace-ment increases.A strong reduction in the total porosity and average pore diameter were observed in the conctete with MK 20% and 10% in the first 7 days.     

复杂侵蚀环境下透水混凝土耐久性能试验研究

为适应海绵城市建设对高耐久性透水混凝土的需求,配置了低品质活性矿物掺合料透水混凝土和聚丙烯仿钢纤维（PPTF）透水混凝土两个系列。前期已进行了基本性能研究,在此基础上,继续开展复杂多因素侵蚀环境下耐久性能研究。试验采用侵蚀溶液全浸泡方式,共持续300 d,宏观上测试了抗压强度和抗折强度随侵蚀时间的劣化规律,微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。复杂侵蚀环境下,透水混凝土微观结构变化规律与其宏观力学性能变化规律基本相符。综合基本性能和耐久性能,择优推荐复掺低品质硅灰和低品质粉煤灰透水混凝土和掺3 kg/m³锯齿形PPTF透水混凝土。这两种透水混凝土基本性能均满足城市既有住区道路、人行道、城市广场、体育场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面的使用要求,同时,又表现出了良好的耐久性能。