透水混凝土改性研究

时间：2021-12-08 11:01:02 所属分类：建筑科学 浏览量:

密实混凝土在城市路面的应用一定程度上满足了城市文明发展的需求，但也带来一系列问题，例如，路面透气性差会造成城市的温度普遍高于农村，不利于空气的循环流通;透水性弱将会影响雨季城市排水，阻碍了地上地下水循环;严重影响了城市生态系统[1]。与此同时，城市每天车

　　密实混凝土在城市路面的应用一定程度上满足了城市文明发展的需求，但也带来一系列问题，例如，路面透气性差会造成城市的温度普遍高于农村，不利于空气的循环流通;透水性弱将会影响雨季城市排水，阻碍了地上地下水循环;严重影响了城市生态系统[1]。与此同时，城市每天车流量较大，混凝土路面在使用一定年限后会面临拆除重建，大多会作为建筑垃圾所遗弃，不仅占用了大量的城市用地，而且造成了资源的浪费。

　　为了解决道路硬化及拆除所带来的一系列城市问题，国内外众多学者建议利用具有多孔、透气等优点的透水混凝土[2,3]进行道路铺装，并为此做了大量的研究。例如，蒋正武等[4]研究了多因素互相耦合作用下对透水混凝土的透水性能及强度性能的影响，结果表明，骨料的粒级与级配是其关键影响因素。王锡峰等[5]研究了不同成型方式(分层插捣法、顶层压重法、边插捣边加料法、机械振捣边插捣边加料法)对透水混凝土基本性能的影响，试验结果表明，边插捣边加料法制作的透水混凝土的基本性能均优于其他三种成型方式。向君正等[6]以水灰比0.31,骨料粒径2.5～10mm制备透水混凝土，研究在水冻与盐冻条件下对其宏观性能的影响，试验结果表明，骨料与水泥的粘结面是冻融破坏最容易产生裂缝的部位。李成[7]研究了玄武岩纤维及废旧橡胶粉对透水混凝土的影响，试验结果表明，玄武岩纤维、废旧橡胶粉掺量分别为2kg/m3、8%时力学和抗冻性能最佳。目前众多学者所制备的透水混凝土均是以天然骨料为原材料，虽在一定程度上解决了透水的问题，但并不能有效的实现资源重复利用。本文将以拆除混凝土路面中的骨料作为原材料(以下简称再生骨料),分析不同再生骨料掺率对透水混凝土的改性变化规律。

　　1、 试验原材料及方法

　　1.1、 原材料

　　试验所需的骨料分为再生骨料及天然骨料，粒径均为4.75～9.5mm, 经测定，可满足规范[8,9,10]中的要求，主要性能见表1。

　　1.2、 配合比

　　本试验主要研究再生骨料掺率对透水混凝土的改性作用，综合目前研究的进展及文献[10,11]中的要求，配合比采用体积法，水灰比为0.3,设计孔隙率为16%。见表2。

　　1.3 、试验方法

　　参照文献[10,11]中的要求，本试验的改性透水混凝土拌制采用“预湿骨料裹泥”法，如图1所示。试件的成型采用铁棒插捣与振动台振动相互结合进行制备。强度测试方法参照文献[12]中的要求进行，孔隙率及透水系数参照文献[10]中的要求进行。

　　2 、试验结果与分析

　　2.1 、再生骨料掺率对强度性能的影响

　　图2表示再生骨料掺率对改性透水混凝土强度的影响，由图可知，适量再生骨料掺率对透水混凝土抗压强度的有益改性效果明显。在40%再生骨料掺率时，改性透水混凝土的抗压强度达到最大值，为23.25MPa, 较基准透水混凝土(再生骨料掺率0)增加了14%左右。产生这一现象的主要原因：①再生骨料较天然骨料多棱角且表面较粗糙，能够更好的增加骨料与骨料间的机械咬合力[13];②由表1骨料的基本性能可知，再生骨料的吸水率较大，为后期水化反应提供足够的水量;③再生骨料的表面存在一层老的水泥浆体，存在新旧水泥浆体发生反应的可能，使得两者间的结合面更加紧密。因此，适量的再生骨料改性透水混凝土是有益的。

　　2.2 、再生骨料掺率对孔隙率及透水性能的影响

　　图4—5表示再生骨料掺率对孔隙率、透水系数的影响，由图可知，再生骨料的掺率影响着改性透水混凝土的孔隙率及透水系数。例如，在40%掺率时，孔隙率及透水系数达到最小值，分别为20.08%、2.56mm/s,较基准透水混凝土分别降低了10%、24%;在100%掺率时，孔隙率及透水系数达到最大值，分别为26.55%、4.52mm/s, 较基准透水混凝土分别增加了19%、34%。这是由于在一定范围内(0%～40%),再生骨料的掺入，增加了了骨料间的接触点或者接触面，使得改性混凝土内部的孔隙减少，密实度增加(如图3所示)。随着再生骨料掺率的继续增加(40%～100%),由于自身多棱角及存在微小孔隙，致使改性混凝土内部孔隙增加，密实度减小。

　　3、 结论

　　针对目前密实混凝土路面透气性、透水性差，噪音大等缺点和废弃混凝土块乱堆、乱放，不能重复利用的社会现状。本文以再生骨料的不同掺率改性透水混凝土，研究了对强度、孔隙率及透水性能的改性作用。并根据试验结果提出了再生骨料改性透水混凝土的最佳配合比，对改性透水混凝土在城市路面、河道透水性护坡等方面的应用提供借鉴。目前所研究的改性透水混凝土再生骨料最佳占比为40%,为了促进不可再生资源的循环利用，今后需要在由减水剂、活性掺合料等方面进行研究，以期再生骨料完全替代天然骨料制备透水混凝土。

　　参考文献

　　[1]坛飞,张平俊, Faith Chan.基于海绵城市理念的城市雨洪资源综合开发治理研究[J].水利规划与设计, 2018(11):17-19,56.

　　[2]邹升河道整治工程现浇透水混凝土施工参数优化试验研究[J].水利技术监督，2021(3): 106-109.

　　[3]张晶透水混凝土抗堵塞性能室内模拟实验研究[J]水利技术监督, 2021(5):12-14.

　　《透水混凝土改性研究》来源：《水利技术监督》，作者：宋琳娜

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