饱和泥浆法透水混凝土抗堵性试验研究

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随着我国城镇化建设快速推进,越来越多的地面被过度硬化,不透水路面使得降水难以渗流至地下,对城市水生态循环产生不利影响。同时,国家出台政策加快推进“海绵城市”建设,对透水性路面提出了更为迫切的要求。透水混凝土路面因使用中易被堵塞,故透水功能的维持是影响其服役期限的重要因素。拟制备不同透水能力的透水混凝土,对抗堵性能进行研究,希望可以找到透水混凝土的堵塞规律,为后续的路面养护与清理提供理论依据。利用5~10mm单粒级原生粗骨料,以表观填隙系数为主要控制指标制备不同强度透水混凝土;采用黄泛区粉土饱和泥浆作为堵塞介质,测定经预定次数堵塞(淋泥-晾干)循环后的透水混凝土各项透水指标,评价饱和泥浆对抗堵性能的影响;对连通孔隙率相同透水性差异明显的透水混凝土进行纵向切割,获得立面二维孔隙参数,分析孔隙投影面积与倾斜程度对透水性能的影响。粒径为5~10mm的原生粗骨料透水混凝土,不掺入聚羧酸高性能减水剂时合理体系水灰比在0.29左右,掺入减水剂时合理体系水灰比在0.24左右;当体系水灰比为0.241、减水剂掺量为0.35%、表观填隙系数为0.69时,透水混凝土28d抗压强度可达28.3MPa,透水系数亦达1.58mm/s。黄泛区粉土含泥率(悬浮颗粒)为31.0%,粉土制备的饱和泥浆浓度为5.17g/L。透水混凝土不掺入减水剂试样和掺入减水剂试样的立面孔隙投影面积在0.21~5mm2/dm2范围内数量占比最高;不掺入减水剂试样立面孔隙倾角在60~90°范围内数量高于掺入减水剂试样。相同水灰比且不掺入减水剂条件下,透水混凝土抗压强度与连通孔隙率存在明显负相关性;透水性能与连通孔隙率存在正相关性,且存在密切的指数函数量化关系。透水混凝土抗压强度不符合鲍罗米公式所表述的规律,存在最佳水灰比。粗骨料粒径越大,浆体与骨料粘结面积越小,抗压强度越低。宜用本地域表层土制备饱和泥浆,作为堵塞介质进行透水混凝土堵塞试验,比较符合工程实际。每经受预定次数(如7次)的堵塞循环后,测试一遍透水指标,达到规定的最低透水指标时结束试验,以经受的堵塞循环次数来评价透水混凝土的抗堵性能。经过堵塞循环后透水混凝土透水性下降明显,总体上未掺入减水剂试样的透水性损失速率相对掺入减水剂试样较快。初始连通孔隙率为10.5%的透水混凝土,经近30次饱和泥浆堵塞循环后,透水指标基本上衰减到规程规定的下限值以下,视为失去透水能力。透水混凝土立面孔隙对水在内部的流经时间影响较大,立面孔隙投影面积越大,孔隙形貌越曲折,水在内部流经路径越长,水阻力越大,透水性能越低。透水混凝土立面孔隙倾角在45~90°范围内的数量越多,透水性能越好。以表观填隙系数为主要控制指标制备透水混凝土,可在满足规程所要求透水性能前提下提高抗压强度,利于透水混凝土路面的推广应用;透水功能的维持在一定程度上影响透水混凝土服役年限,利用饱和泥浆测试方法探索透水混凝土抗堵性规律,对前期工程设计和后期使用与维护具有技术意义。
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