再生骨料透水混凝土力学性能和耐久性研究

从优化水泥基体角度出发，搭配使用不同掺量的再生细骨料，旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性. 首先，采用单纯形重心设计法对水泥（C）、粉煤灰（FA）和硅灰（SF）组成的三元胶凝体系进行优化设计，获得高性能水泥基体. 然后，分析了高性能水泥基体和再生骨料质量分数（0%、30%和50%）对透水混凝土力学性能和耐久性的影响. 试验发现，使用高性能胶凝材料，可以显著提升再生骨料透水混凝土的抗压强度和冻融耐久性，且可满足渗透性要求. 当再生骨料质量分数为0%、30%和50%时，28 d抗压强度分别提升72.4%、100%和44.2%；50次冻融循环质量损失分别为1.5%、2.2%和2.5%. 此外，研究发现再生骨料透水混凝土的破坏模式与胶凝材料性能和再生骨料质量分数相关，可为再生骨料透水混凝土设计和应用提供参考.     

超细辅助胶凝材料对透水混凝土性能的影响

透水混凝土被认为是海绵城市建设中管理雨水最佳的路面材料之一,强度和透水性是透水混凝土设计时考虑的两个重要参数,为了平衡透水混凝土强度与透水性能之间关系,本文通过力学和透水试验,研究了四种超细辅助胶凝材料(硅粉、矿粉、乳胶粉、粉煤灰)和四个掺量(5%、7%、9%、11%)对透水混凝土力学性能和透水性能的影响规律。结果表明：掺超细辅助胶凝材料均能提高透水混凝土的抗压、弯拉强度,当硅粉掺量为9%时,透水混凝土28天抗压强度超过35 MPa。透水混凝土的孔隙率和透水率随着超细辅助胶凝材料掺量的增加而降低,当孔隙率控制在18%~19%范围内,可实现透水率和强度的良好平衡。孔隙率与透水率之间呈现指数正相关,与抗压强度和弯拉强度呈现指数负相关,提出了基于孔隙率的透水混凝土力学性能和透水性能评估方程。建立了透水混凝土抗压强度与弯拉强度之间的非线性关系方程,实现了对透水混凝土弯拉强度的预测,通过预测值和实测结果对比验证了方程的可靠性。     

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。     

透水混杂骨料再生混凝土配合比设计与性能试验研究

依据CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》配制透水混杂骨料再生混凝土,通过对透水混杂再生混凝土配合比的设计及优化,确定能够满足强度和透水要求的最佳配合比范围,制成具有优良性能的透水混杂再生混凝土.试验表明:透水混杂再生混凝土的孔隙率应不大于15%,水灰比应该控制在0.28左右,此时透水混杂再生混凝土的抗压强度与透水系数都能满足实际工程要求.     

再生骨料混凝土配制透水路面砖

通过理论计算和试验分析,揭示骨灰比、砂率和水灰比对再生骨料透水混凝土力学性能和透水系数的影响规律.采用功效系数法得出再生骨料透水混凝土配合比控制参数,即骨灰比为3.5,砂率为15%,水灰比为0.34.通过优选配合比参数,得到具有良好透水性能的再生骨料透水混凝土路面砖,其抗压强度可达到20MPa以上;降低透水能力的要求,则其强度可以满足JC/T 466-2000混凝土路面砖标准的要求.     

再生骨料无砂透水混凝土抗冻性能试验研究

本试验对再生骨料无砂透水混凝土的抗冻性能和透水性能进行了研究.试验结果表明:经25次快速冻融循环后,随着孔隙率和水灰比的增大,再生骨料无砂透水混凝土的抗压强度损失率、透水系数也随着增大,质量损失率在水灰比为0.35孔隙率为20%时最大.当水灰比为0.35,孔隙率为15%时,再生骨料无砂透水混凝土的综合性能最好,抗压强度为25MPa,透水系数为4.38mm·s-1,冻融质量损失率为1.08%,抗压强度损失率为5.93%,符合再生骨料透水混凝土抗冻性要求.     

全重矿渣集料水泥基透水砖配合比优化设计

系统研究以武钢重矿渣为主要原材料的全重矿渣集料水泥基透水砖的配合比优化设计.实验主要通过分析硅灰、水胶比、空隙率及砂石比这4方面对全重矿渣集料水泥基透水砖性能的影响,进而对透水砖配合比进行优化.结果表明,当硅灰替代率为胶凝材料的5. 0%、水胶比w/c=0. 23、空隙率为13%、砂石体积比为1:1时,全重矿渣集料水泥透水砖各方面性能最佳.     

再生骨料透水混凝土抗压强度及透水性能

测试天然骨料及3种再生骨料的基本性能,研究再生骨料和天然骨料的性能差异及其对透水混凝土的影响. 以骨料种类和目标孔隙率为主要影响因素设计透水混凝土配合比,并以振动成型法、插捣成型法配制15组透水混凝土,研究骨料种类、目标孔隙率、成型方式对透水混凝土28d立方体抗压强度和渗透系数的影响. 结果表明： 再生骨料存在吸水率高、压碎指标大的问题,但能满足配制透水混凝土骨料的要求;插捣成型法配制的透水混凝土渗透性能表现较好;品质高的骨料制备的透水混凝土具有较高的抗压强度和渗透系数;随着目标孔隙率的增大,透水混凝土的渗透系数增大,但抗压强度随之减小.     

复合结构生态透水砖设计及性能分析

以水泥细石透水混凝土为基层材料、树脂砂基混合料为面层材料,制备复合结构生态透水砖(EP-BCS).通过分析树脂、水泥、有机物X及石英粉对复合结构砂基透水砖的抗折强度、抗压强度,以及透水系数的影响规律,确定透水砖的基本结构和组分,并对其透水机理进行分析.研究表明:掺入4%石英粉作为矿物外掺料,可以在保证树脂砂基混合料强度的基础上有效改善材料的透水性能;当树脂掺量为3%～5%时,有利于面层砂基混合料力学性能的改善;当树脂掺量为5%,石英粉掺量为4%,以及体积分数10%的有机物X掺量为2%,基层透水混凝土的主要组分掺量为细石∶水泥∶水=3.0∶0.8∶0.3时,复合结构生态透水砖的抗压强度高于25.0MPa,且透水系数均高于2.3×10-2 cm·s-1,满足相关规范对一般透水砖的性能要求.     

透水混凝土的研究

该项目主要以无砂大孔混凝土制作透水性混凝土,研究其力学性能、透水性能及耐久性等。结果表明：通过调整水泥浆填充率、水灰比等各项参数,可以得到透水性能及强度都较好的透水性混凝土。     

废陶粒透水混凝土试验研究

为研究废陶粒透水混凝土的配比对透水混凝土性能的影响,通过正交试验分析陶粒掺量、颗粒级配及水灰比对透水混凝土孔隙率、抗压强度、透水性能的影响。结果表明:随着水灰比及掺入陶粒大粒径质量占比量的增大,透水混凝土的抗压强度降低,透水系数增大。试验最优配比方案为:陶粒掺量40%,陶粒级配为m(5~10 mm)∶m(10~15 mm)=6∶4,水灰比为0.3,该组合下透水混凝土抗压强度为25.2 MPa,透水系数为3.9 mm/s。     

不同骨料粒径在不同浆膜厚度下的透水混凝土试验

采用2～10 mm、10～13. 2 mm、13. 2～16 mm的骨料粒径分别在骨料表面浆膜厚度为0. 4 mm、0. 5 mm、0. 6 mm的情况下进行透水混凝土性能的研究。试验发现:透水混凝土内部骨料表面在相同浆膜厚度下,随着骨料粒径不断增大,其有效孔隙率的增大并不明显,且不同骨料粒径试样的28 d平均抗压强度值变化幅度相差不大;随着骨料表面的浆膜厚度增加到后期,相同骨料粒径的透水混凝土抗压强度增加幅度不大,而浆膜厚度为0. 4～0. 5 mm时其抗压强度增加值较明显;当骨料表面的浆膜厚度较薄时,试样透水系数的增大趋势随着骨料粒径前期的增大比后期更快;而当浆膜厚度更厚时,不同骨料粒径试样的透水系数增大趋势较均匀。     

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。     

碱激发铜渣粉透水混凝土透水性能与抗压强度影响试验研究

为探索通过铜渣活化制备透水混凝土的可行性,开展了碱激发铜渣粉透水混凝土性能影响因素的试验研究。以磨细铜渣粉为活性材料,水玻璃和NaOH为复合激发剂,偏高岭土为掺和料,玄武岩为骨料,研发制备铜渣粉透水混凝土。以骨胶比、碱当量和水玻璃模数为影响因素,测试试样的单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率,进行三因素三水平的正交试验。试验获得了各因素对透水混凝土的透水性能和力学性能的影响规律,通过优化配比,铜渣粉透水混凝土透水系数满足规范要求,抗压强度达到9 MPa以上。     

透水混凝土抗冻融性能试验研究

为研究骨料粒径和目标空隙率对透水混凝土抗冻融性能的影响,在0. 31水胶比下,使用4. 75～9. 50 mm、9. 50～16. 00 mm、16. 00～19. 00 mm 3种不同粒径的骨料,分别配置目标空隙率为11%、16%和21%的3种透水混凝土,并进行冻融性能试验.试验中测试了透水系数、实际空隙率、抗压强度、抗折强度等指标,采用快冻法对其冻融性能进行了研究.试验结果表明,空隙率为11%和16%的各种粒径骨料混凝土的冻融指标能达到F50,而空隙率21%的只能达到F25.在满足透水性能要求的前提下,小粒径骨料成型透水混凝土的强度高、抗冻融性能好.     

单一粒径混凝土的透水性研究

作为一种新型环境友好型现代建筑材料,透水混凝土的强度和透水性相协调至关重要。以透水系数3.0为目标,研究粗骨料单一粒径条件下,C30混凝土的水灰比、骨料粒径与强度和透水性的关系。结果表明,在粒径不变的条件下,透水混凝土强度随水灰比的增大而提高,透水性随水灰比的增大而降低;在水灰比不变的条件下,透水混凝土强度随骨料粒径的增大而降低,透水性随骨料粒径的增大而提高。当水灰比增大时,粒径对混凝土强度和透水性的影响率趋于稳定;当骨料粒径增大时,水灰比对混凝土强度和透水性的影响率呈现先增大后减小的趋势。     

再生骨料透水性混凝土初步研究

混凝土作为最大宗人造材料引发了可持续发展问题的讨论。混凝土材料对自然资源的占用,大量建筑废弃物的产生,以及密实混凝土材料给环境带来的负面影响日益显现。为了综合解决这一系列问题,首先揭示了再生骨料的物理力学特性,并在国内、外研究的基础上,改良透水试验装置,提出了具体测定方法;然后通过对再生骨料透水性混凝土配合比的探索,论证了基于空隙率计算的设计方法的科学性,提出配合比参数的变化范围;重点研究骨灰比、砂率和水灰比的变化对混凝土强度和透水系数的影响程度,寻求能使混凝土强度和透水性能达到最佳平衡点的合理配合比,以推动建筑垃圾再生骨料透水性混凝土在工程实践中的应用。     

建筑垃圾再生骨料透水性混凝土试验研究

根据室内试验,研究了骨灰比、砂率和水灰比的变化对混凝土强度和透水系数的影响,得出能使混凝土强度和透水性能达到最佳平衡点的合理配合比为:骨灰比3.5,砂率15%,水灰比0.34。研究结果提高了人们对再生骨料和透水性混凝土的认识,推动了建筑垃圾再生骨料透水性混凝土在工程实践中的应用。     

混凝土砂基透水路面砖制备及物理性能测试

推广砂基透水砖是实现沙漠沙资源化的有效途径.以烘干砂为主要骨料、高标号水泥为粘结剂并采用静压成型工艺,研制出一种预制透水孔的混凝土砂基透水路面砖,并对所研制的透水砖进行了物理性能测试和造价分析.结果表明:(1)所研制的混凝土砂基透水砖抗压强度超出我国建筑材料行业标准Cc60透水砖的要求,抗压强度可达100 MPa.(2)预设的透水孔使混凝土透水砖的透水性超过行业标准,而且透水孔上小下大,不易堵塞,不影响人行步道的舒适性.(3)根据透水砖的抗压强度、透水性、保水性、造价等方面综合考虑,选取细砂率70%、水灰比0.34、孔隙率2%、添加水性氯丁胶(AN)的第20组作为高强透水砖优选方案,选取细砂率85%、水灰比0.30、孔隙率1%、无添加剂的第22组作为常用广场透水砖优选方案,用于后续产业化开发研究.(4)增加粗骨料可显著提高透水砖的抗压强度,透水砖的细砂率可控制在70%~85%.(5)添加合适类型和剂量的添加剂可提高透水砖的抗压强度.(6)除了第7、11、12、19组造价偏高以外,其余组次造价都在60~100元/m2,与常规无砂混凝土透水砖价格接近,远小于市场上已有同类砂基透水砖的价格.     

一种内疏水型透水混凝土的研制

将疏水剂引入透水混凝土中,研制一种内疏水型透水混凝土.采用正交试验,以28 d抗压强度和透水系数为试验指标,研究孔隙率、水灰比、疏水剂种类3个因素及不同水平对内疏水型透水混凝土性能的影响;通过极差分析及综合平衡法,分析各因素影响的主次关系,得出最优方案为孔隙率20%,水灰比0.28,荷叶疏水剂;通过对比试验可知,在最优方案下,掺入4%疏水剂较不掺入疏水剂混凝土强度提高28.9%.