透水混凝土配合比设计及其路用性能研究

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透水混凝土是一种多孔的新型生态混凝土材料,本文主要研究透水混凝土的制备工艺和工作性,力学和透水性能,耐久性能,堵塞及恢复。测试透水混凝土的各项实验指标,研究不同指标对透水混凝土的影响,为透水混凝土的配合比设计提出相应的参考意见。
  对于混凝土制备工艺和工作性方面,利用强度实验,研究不同制备工艺对透水混凝土性能影响。水泥裹石投料法和净浆裹石投料法均能提高混凝土抗压强度,通过工作性测试仪器确定沉积的剩余水泥浆体质量在10-30g之间使拌合物达到一个较好的工作性。设计孔隙率为15%和20%的透水混凝土,适宜采用振动成型的方法,最终成型的振动时间为25s和20s,设计孔隙率为25%的透水混凝土,建议采用插捣成型的方法,每层插捣次数12次。
  对于透水混凝土性能方面,实验主要包括力学性能和透水性能实验两部分,相同的设计孔隙率,水灰比越大则透水混凝土强度越低,相同的水灰比,设计孔隙率越小则强度越高,透水能力越差。5-10mm粒径的粗集料成型的混凝土抗压强度更高。掺加聚丙烯纤维、砂和硅灰也是能够有效提高透水混凝土力学强度的方式。卵石成型的混凝土水泥浆体会在成型过程中渐渐沉底,影响整体的孔隙率和透水系数。少量掺加聚丙烯纤维可以略微提高透水性能,掺入砂和硅灰均会导致透水性能的降低,其中过量掺砂会使得混凝土失去透水功效。
  对于耐久性能方面,通过冻融循环和硫酸盐浸泡实验,研究透水混凝土的耐久性能。掺入聚丙烯纤维和硅灰均可以不同程度的提高透水混凝土抵抗冻融循环的能力。掺入硅灰只能减轻混凝土经历冻融循环后的质量损失,而掺入聚丙烯纤维可以较好的降低质量损失率,保持混凝土试件的完整性。硫酸盐浸泡实验,三种混凝土抗压强度均呈现先增大后减小,浸泡40d化学反应生成的膨胀性物质已经较多,膨胀应力的逐渐增大导致了混凝土由内向外的破坏。
  对于堵塞与恢复方面,通过堵塞实验和清洗,研究透水混凝土堵塞的相关规律。混合粒径的堵塞剂能更快的使混凝土孔隙堵塞,0.15-0.3mm和0.3-0.6mm两种粒径的堵塞剂是造成透水混凝土孔隙堵塞的主要粒径范围。随着水灰比在堵塞实验中的逐渐增大,相应透水系数衰减的更快,低水灰比的透水混凝土更易清洗恢复其透水功能。高孔隙率的透水混凝土,内部的连通孔隙更多,堵塞后也更容易通过清洗,恢复透水的功效。
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