透水混凝土性能研究综述_张贤超
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混凝土透水砖的透水性能试验研究余太平1,何延召1,蔡洪1,李孟2,许入义2(1.湖北省城建设计院股份有限公司,武汉430050;2.武汉理工大学土木与建筑工程学院市政系,武汉430070)【摘要】对混凝土透水砖的透水系数、电导率进行了评价,并讨论了渗透系数与孔隙率、渗透系数与迂曲度、渗透系数与比表面积之间的关系。
结果表明,混凝土透水砖的透水系数主要在0.01-0.06cm/s 范围内,渗透系数大于0.02cm/s 的命名为一级砖,小于0.02cm/s 的命名为二级砖。
在渗流过程中,一级级砖和二级砖的电导率均逐渐增大,随着孔隙率与比表面积的增大,透水系数逐渐增加,而流道迂曲度与渗透系数呈相关性不高的负相关。
【关键词】混凝土透水砖;透水系数;电导率;孔隙率;迂曲度【中图分类号】TU522.1【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2019)07-0345-02混凝土透水砖是采用大粒径或统一粒径的骨料,通过水泥等胶结材料混合而成的一种具有大孔隙率的透气、透水的混凝土,组成透水混凝土的骨料类型一般有碎石、陶粒、卵石等,因其大孔隙的缘故,透水混凝土的部分性能不如普通混凝土,主要表现在于抗压强度、耐久性等方面[1]。
大多数研究都利用宏观手段对混凝土透水砖的抗压强度、抗折强度、最佳配比进行讨论,以此来对混凝土透水砖的透水性能进行系统性的评价。
孙宏友[2]采用正交试验法进行了透水混凝土的配合比设计,分别考虑了水灰比、骨料类型、孔隙率、改性材料的掺量等因素,对各组试验结果进行了分析对比,得出了影响透水混凝土抗压强度和透水性能的主要相关量和次要相关量,并且对试验结果进行了回归分析,得出了透水混凝土的最佳配合比。
张贤超[3]根据混合料优化设计方法和粒子干涉理论建立了透水混凝土骨料级配与孔隙率、单位体积骨料数量、骨料比表面积之间的相互关系;发现了水灰比、骨灰比对透水混凝土力学性能和透水系数的影响规律,得出的最优配合比为:最佳水灰比为0.29~0.33,最佳骨灰比范围为4~5,砂率掺量最佳为6%~10%。
透水混凝土的配合比设计及施工技术的探讨伴随我国经济实力的增强、发展的不断深入,相关城市建设的行业也随之兴起,城市建设受到了广泛关注。
城市路面开始由水泥变成沥青,然而这种路面一般由阻水材料铺成,普遍不透水,一定程度上对城市生态带来负面影响。
透水混凝土作为一种绿色材料,由水泥、水与骨料制成,兼顾强度与透水度,开始得到城市建设人员的关注,是新的道路施工材料发展方向。
基于此,本文将针对透水混凝土的配合比设计与施工技术展开探讨。
标签:透水混凝土;配合比设计;施工技术1、引言近年来,城市建设步伐愈来愈快,城市的路面不再是由水泥路组成,而改用沥青,虽然一些阻水材料的使用让城市看起来更干净、平整,为人们与车辆的出行带来便利,但一旦城市出现暴雨,由阻水材料构成的路面往往会出现大量积水,造成城市出现洪涝,在某种程度上来说弊大于利。
和透水混凝土铺成的路面相比,普通混凝土路面有着较差的透水性与透气性,当城市有降雨时,雨水无法渗透到地下,导致地下严重缺水,不利于城市的地下生态系统,且因为城市地表调节能力不强,空气中热力无法流散,容易形成“热岛效应”。
所以,我国很多采用普通混凝土的城市在夏季暴雨时,城市路面积水多,急需排水,无形中增加了城市排水系统的负担。
由此可见,研究透水混凝土的应用对城市发展有一定现实意义。
2、透水混凝土的配合比设计2.1透水混凝土原材料选择透水混凝土原材料主要由以下几方面组成:(1)水泥,透水混凝土在原料中较少用到细骨料,一般是由水泥与粗骨料形成的非封闭结构,在试验中可以发现,骨料强度相较于混凝土来说更强,所以混凝土结构的破坏常常发生在水泥石层,由此可见,影响混凝土强度的因素主要是水泥各方面的性质。
所以水泥强度要尽可能≥42.5MPa,当水泥浆正好可以包裹住骨料表面时,说明水泥的用量是最优的。
而当水泥量过多时,可能影响透水混凝土的透水性,也因为用量过多增加了成本投入。
(2)骨料,相较于一般混凝土而言,透水混凝土使用的骨料级别更为特殊,一般用到间断级或者是单一级配骨料,骨料的堆积能够形成大量孔隙,增强混凝土透水性,所以在选择骨料时,出于成本等多种因素,可以选择普通砂石,甚至是废弃建筑物的砖块等,控制骨料粒径≤25mm,研究发现,胶凝材料骨料粒径越小,强度越低,因为粒径较小的石子比表面积大,浆体不变比较面积越大,石子表面包裹的水泥浆体越薄,石子之间的粘结率(力)越小。
透水混凝土的研究综述方"(安徽省建筑科学研究设计院,安徽合肥230031/作者简介:方剑(1981-),男,安徽黄山人,毕业于合肥工业大学,工程硕士,高级工程师。
专业方向:建筑工程。
摘要:透水混凝土作为新型绿色环保建筑材料,日益7到使用者的青睐。
文章对透水混凝土的力学性能、材料性能以及制备应用进行综述研究,展望透水混凝土在建筑材料中的发展前景。
关键词:透水混凝土;材料性能;力学性能中图分类号:TU528.36文献标识码:A文章编号:*007-7359(2020)04-0075-03 DOI:00.16330/j.c n ki.0007-7359.2021.04.0400前言透水混凝土是一种多孔、轻质、无细骨料的骨架——孔隙结构,在粗骨料表面包裹一层胶结材料相互粘结而成,孔穴均匀分布,通常情况下透水混凝土的孔隙率可达10%-30%,透水系数一般在02~1mm/s,是一种绿色环保型高渗透材料)]。
与传统混凝土相比,透水混凝土具有优良的透水性和透气性,还可减少噪音污染,对调节城市生态平衡和节约自然资源具有重要作用。
近年来,在绿色发展理念的指导下,透水混凝土大量应用于"海绵城市”的建设,取得了显著成效,在应对城市洪涝灾害方面发挥了巨大作用。
本文从透水混凝土的力学性能、材料性能以及制备应用方面开展综述研究,探究其发展趋势,为透水混凝土材料的持续健康发展提供一定的建议。
"力学性能研究与普通混凝土相比,透水混凝土孔隙率较高,粗骨料之间大多为点式连接,导致其抗压、抗拉和抗弯强度偏低,限制了使用发展。
基于此,相关领域学者开展了大量力学性能试验研究,主要体现在透水混凝土的实验制备阶段37。
水亮亮等2通过提高硅灰掺量、砂率和天然骨料替代率增强再生骨料透水混凝土的抗压强度,制备了三组材料试样,结果表明当保水材料掺量过多,试样孔隙率增大,蒸发冷却效果不佳。
尹志刚2比较研究了不同冻融环境(清水和32wt%NaCd容液)下再生骨料透水混凝土的力学性能,试验结果为氯盐环境中的试件更易劣化,随着冻融次数的增多,试件的单轴抗压强度降低。
聚合物透水水泥混凝土基本性能试验研究随着城市化进程的加快和城市建设规模的不断扩大,城市排水问题日益凸显。
传统的水泥混凝土路面存在着雨水无法迅速渗透的问题,导致了水滞留、积水、交通拥堵等一系列问题的产生。
因此,研究开发出能够透水的水泥混凝土已成为解决城市排水难题的重要途径。
本文通过对聚合物透水水泥混凝土的基本性能进行试验研究,探讨其在城市排水中的应用前景。
试验采用标准的混凝土试验方法,对聚合物透水水泥混凝土的抗压强度、抗折强度、渗透性能等进行了详细地测试和分析。
首先,在抗压强度方面,与传统的水泥混凝土相比,聚合物透水水泥混凝土的抗压强度略有降低。
但是,经过适当的优化设计和添加适量的聚合物材料,可以提高其抗压强度,同时保持一定的透水性能。
因此,在实际工程应用中,可以根据具体情况进行调整,以取得较好的工程效果。
其次,在抗折强度方面,聚合物透水水泥混凝土的抗折强度相对较低。
这是由于聚合物材料的添加会改变混凝土的骨料排列方式,导致混凝土的内部结构发生变化。
然而,通过优化配合比和添加适量的纤维增强材料,可以提高聚合物透水水泥混凝土的抗折强度,使其在实际使用中更加耐久和可靠。
最后,在渗透性能方面,聚合物透水水泥混凝土具有优异的渗透性能。
试验结果表明,聚合物透水水泥混凝土能够迅速将雨水渗透到地下,有效减少了道路积水和水滞留的问题。
这不仅可以改善城市的排水状况,还可以提高道路的使用安全性,减少交通事故的发生。
综上所述,聚合物透水水泥混凝土作为一种新型的道路材料,具有良好的透水性能,能够有效解决城市排水难题。
虽然在某些性能指标上存在一定的不足,但通过优化设计和添加适量的材料,可以提高其性能,使其更加适用于实际工程应用。
因此,聚合物透水水泥混凝土具有广阔的应用前景,值得进一步研究和推广。
《高强透水混凝土配合比优化及数值模拟研究》篇一一、引言随着城市建设的发展和环境保护意识的增强,透水混凝土作为一种新型环保建筑材料,逐渐受到了广泛的关注。
高强透水混凝土(Porous High-Strength Concrete, PHSC)以其高强度、透水性良好等特性,在道路、广场、公园等场所得到了广泛应用。
然而,如何优化其配合比,提高其性能,是当前研究的重点。
本文旨在通过对高强透水混凝土配合比的优化及数值模拟研究,为实际工程应用提供理论依据。
二、高强透水混凝土概述高强透水混凝土是一种具有高强度、良好透水性的混凝土。
其特点在于使用特殊的骨料和配合比,使得混凝土在保持高强度的同时,具有良好的透水性能。
该类混凝土在雨水较多的地区,可以有效地减少地表径流,提高城市排水能力,同时还能降低城市热岛效应。
三、配合比优化研究(一)原材料选择高强透水混凝土的原材料主要包括水泥、骨料、掺合料和外加剂等。
在配合比优化过程中,应选择符合标准的水泥和骨料,根据实际需要选择合适的掺合料和外加剂。
(二)配合比设计配合比的设计是高强透水混凝土性能的关键。
通过调整水泥、骨料、掺合料和外加剂的配比,可以优化混凝土的强度、透水性、工作性能等。
在配合比优化过程中,应充分考虑混凝土的施工条件、环境温度等因素。
(三)优化方法采用试验和数值模拟相结合的方法,对高强透水混凝土的配合比进行优化。
通过试验确定各组分的最佳配比,再利用数值模拟方法对配合比进行验证和优化。
四、数值模拟研究(一)数值模拟方法采用有限元法对高强透水混凝土进行数值模拟。
通过建立混凝土的三维模型,分析其在受力、透水等方面的性能。
(二)模拟结果分析根据数值模拟结果,分析高强透水混凝土的应力分布、透水性能等。
通过与试验结果对比,验证数值模拟的准确性。
同时,根据模拟结果对配合比进行优化,提高混凝土的性能。
五、研究成果及应用前景(一)研究成果通过配合比优化及数值模拟研究,确定了高强透水混凝土的最佳配合比。
1透水混凝土的定义与应用背景透水混凝土是由骨料、水泥、水、外加剂及掺和料进行搅拌制成的多孔混凝土,具有类似于蜂窝结构的多孔形貌,具有较强的透气性,重量轻便。
现阶段透水混凝土只应用在城市广场路面、道路建设和公路两侧的路肩。
透水混凝土有大孔隙,可以积攒大量的热能,减少热岛效应现象的出现,还可以吸附空气中的颗粒、绿化环境,也能减少噪音污染,具有较高的经济效益和环保效益。
2透水混凝土的特点透水混凝土具有三个主要特点:一是孔隙率为15%~30%时具有较强的透水性;二是透水混凝土的施工相对简单;三是透水混凝土基本实现了与环境共存的状态,是一种能够提高人们生活质量的环保型绿色材料。
3国内外研究和应用现状3.1透水混凝土在国外的研究和应用现状在透水混凝土的发展历程中,美国在上世纪60年代首次使用透水混凝土建了停车场,并获得透水性混凝土的专利。
随后,美国开始大规模使用透水混凝土用于停车区路段。
德国在上世纪80年代就提出对不透水路面工程的改革政策,指标是将全国90%以上的不透水工程进阶为透水工程,并且于2010年前完成该项任务。
弗莱堡这座城市经过十年的时间将城市内的不透水路面全部改用透水混凝土,经过长时间的透水作用,地下水位得以回升,植物能吸取到充足的水分和营养,使得该城市被植被所包围,形成了生态文明城市。
日本对环境保护和资源利用也很重视。
为此,日本政府在混凝土与生态环境关系讨论中提出构建生态混凝土研究机构,并进行多次关于透水混凝土应用的会议,号召全国推广使用透水混凝土。
据统计,日本在透水混凝土的应用主要在路面。
3.2透水混凝土在国内的研究和应用现状上海世博会中,各项场地的建设都普遍应用到了透水混凝土,据资料显示,在上海世博园的大片区域内,地面和公共设施的建设中60%以上都采用了透水材料。
4配制技术4.1配合比的设计透水混凝土是根据一定的黏性和强度要求,用水泥浆将骨料包围起来,将骨料之间相互结合起来,形成具有较高强度且多孔的整体结构。
《新型土木工程材料》课程考试作业学院:专业:班级:姓名:学号:得分:2016年4月透水混泥土性能与应用综述摘要:城市化进程加快促进了人们物质生活的提高,但同时也带来了一系列的问题:如何保障城市区域降雨期间的排水通畅、保护城市区域区域的水资源和地下水资源,这些问题在世界范围内都引起了关注。
透水混凝土在降水过程中能将雨水原地渗透到土壤中,从而产生了净化水体和保护水资源的效果,因此其已经得到了广泛的应用。
本文综述了透水混凝土的发展历史、国内外研究概况,以及其具体的实际应用,最后还谈了其在应用领域存在的不足,旨在促进混凝土的性能优化和推广应用。
关键字:透水混凝土;排水性能;实际应用;缺陷Abstract:The high speed of ur banization not only promoted the improvement of people's material life , but also brought a series of problems , how to protect the water supply and drainage in urban areas during rain unobstructed , water and groundwater resource protection has become a problem worldwide. Pervious concrete in situ precipitation in rainwater infiltration into the soil , resulting in purified water and protection of water resources effect has been widely used. This paper reviews the development history of domestic and international research profiles, as well as specific practical application of pervious concrete , and finally talk about its shortcomings in the application domain .The purpose of writing this article is promoting and optimizing the performance of concrete application.Keywords:Pervious Concrete;Drainage performance;Practical application;defect0.引言透水混凝土在习惯上有许多的称呼:多孔混凝土、无砂混凝土、大孔混凝土、多孔连续绿化混凝土等。
透水混凝土结构性能研究作者:***来源:《西部交通科技》2020年第12期摘要:透水混凝土的渗透性和强度取决于其组成材料的粒径和比例。
为评估透水混凝土在土木工程中的结构性能,文章选用9.375 mm和18.75 mm两种不同粒径的粗骨料与水泥按6∶1、8∶1、10∶1的不同配合比,制备24个立方体试块进行抗压强度试验和渗透性试验,研究了不同骨料粒径对透水混凝土孔隙率、抗压强度和比重的影响。
结果表明:粗骨料粒径越小,应能产生更高的抗压强度,同时产生更高的渗透率;具有较高骨料/水泥比8∶1和10∶1的混合物被认为适用于要求低抗压强度和高渗透率的路面。
关键词:透水混凝土;渗透性;抗压强度;骨料粒径0 引言透水混凝土也被称为无细骨料、多孔、间隙级配和透水混凝土以及增强多孔混凝土,是一种可靠的雨水管理工具。
根据定义,透水混凝土是砾石或花岗岩、水泥、水、少量至无砂(细骨料)与不含外加剂的混合物。
当透水混凝土用于铺路时,开放式单元结构允许雨水通过铺路过滤并进入下层土壤。
换句话说,透水混凝土有助于保护路面表面及其环境[1-2]。
透水混凝土系统对比不透水混凝土的优点在于,它能有效地管理铺面径流,防止径流污染,补给含水层,防止咸水入侵,控制渗水对地下水补给的污染,防止地下雨水下水道排水,吸收的热量比普通混凝土和沥青要少,减少了空调的使用。
透水混凝土允许增加场地优化,因为在大多数情况下,其使用应完全限制对滞留池、洼地和其他更传统的雨水管理设备的需求,这些设备在一英亩或更多的商业场地上符合联邦雨水管理条例。
通过使用透水混凝土,使环境空气温度降低,仅需要较少的电力来冷却建筑物。
此外,将消除昂贵的雨水构筑物,如管道、入口和池塘。
施工进度也将得到改善,因为在施工开始时将安装石料补给床,加强侵蚀控制措施,并防止由于恶劣的现场条件而造成的降雨延误[3]。
显然,与传统混凝土相比,透水混凝土具有较低的抗压强度、较高的渗透性和较低的单位重量(约为传统混凝土的70%)[4]。
混凝土路面透水性能的研究及应用一、研究背景随着城市化进程的加速和城市化规划的调整,城市道路建设面临着越来越高的要求。
其中,混凝土路面透水性能的要求越来越高,因为它能够有效地缓解城市排水难题、减少雨水径流对城市造成的影响。
随着技术的不断发展,混凝土路面的透水性能得到了进一步的提高,已经成为城市道路建设中越来越重要的一项技术。
二、研究内容1.透水混凝土的特点和原理透水混凝土是在传统混凝土中加入了适量的透水剂,使其成为一种具有透水性能的特殊材料。
透水混凝土的特点是具有良好的透水性能、较高的承载能力、优良的耐久性和环保性能。
透水混凝土的透水原理是通过混凝土内部的孔隙和毛细孔来实现雨水渗透,从而达到排水的目的。
2.透水混凝土的制备方法透水混凝土的制备方法主要有两种,一种是在传统混凝土中加入透水剂,另一种是在原材料中加入透水剂,再进行混合加工。
这两种方法都能够制备出具有透水性能的混凝土,但是在实际工程中,根据具体的情况选择合适的方法。
3.透水混凝土的应用透水混凝土的应用范围广泛,主要应用于城市道路、广场、停车场、自行车道、人行道等场所。
透水混凝土不仅具有良好的透水性能,而且能够有效地缓解城市排水难题、减少雨水径流对城市造成的影响。
此外,透水混凝土还具有较高的承载能力、优良的耐久性和环保性能,能够满足城市道路建设的各项要求。
三、研究结论透水混凝土作为一种新型的建筑材料,具有良好的透水性能、较高的承载能力、优良的耐久性和环保性能等优点。
在城市道路建设中,透水混凝土已经成为越来越重要的一项技术。
未来,随着技术的不断发展和应用的不断推广,透水混凝土将会在城市道路建设中发挥更加重要的作用,成为城市建设的一种重要的新型建筑材料。