透水性混凝土性能优化研究

总第229期交　通　科　技SerialNo.229　2008年第4期TransportationScience&TechnologyNo.4Aug.2008

收稿日期:2008203221多孔水泥混凝土透水性能试验研究

侯彦明1　顾兴宇2

(11南京林业大学　南京　210037;21东南大学　南京　210019)

摘　要　对多孔水泥混凝土的透水性能、有效孔隙率、孔径大小对渗透系数的影响进行了研究,提出了一系列基于试验的经验公式。结果表明:随着有效孔隙率的增大,渗透系数明显增大;在同一有效孔隙率的情况下,随着孔径大小的增加,渗透系数增加;在同一有效孔隙率的情况下,粒径大的粗集料其渗透系数比粒径小的粗集料要大。关键词　多孔水泥混凝土　透水性能　孔隙率

多孔水泥混凝土路面材料(也称透水性水泥

混凝土路面材料)属于环保型、生态型混凝土材

料,可用于轻交通道路、城市道路两侧的人行道、

道路路肩及中央隔离带、公园内道路等。由于具

有大的连通孔隙,除了有很好的吸声降噪性能之

外,还具有很好的排水性能,在雨季能及时排除路

面积水[1],为汽车的安全行驶和居民行走方便创

造了良好的条件,另外可以通过其连通的孔隙将

雨水回流到地下,补充日益缺乏的地下资源,这些

都与其透水性能有关。因此,对多孔水泥混凝土

的透水性能进行研究具有十分重要的意义。

1　渗透系数研究

1.1　渗透系数测试方法

渗透系数k(也称水力传导系数)是一个重要

的水文地质参数。渗透系数不仅取决于材料的性

质,而且与渗透液体的物理性质有关[2]。

渗透系数作为排水层材料的一个重要指标,在

测试方法上却没有得到发展和完善,用于室内渗透

系数测定的渗透仪多用于土的测定。室内测定渗

透系数的仪器按照渗透试验原理的不同,一般有常

水头渗透仪和变水头渗透仪2种。不同仪器的差

别只是在于形式和测量精度上的不同。这2种试

验方法在国内外都得到了广泛的应用。一般认为

常水头渗透试验适用于渗透系数较大的材料,变水

头渗透试验适用于渗透系数较小的材料[324]。

绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向

摘要：随着我国“以绿色为主”的发展战略，“以绿色为主”的新型高效混凝土也越来越受到建筑业的重视。由于它具有绿色环保和耐久性好等优点，因此受到了众多建筑界的广泛关注，并已成为混凝土材料的发展趋势。因此，文章从绿色高效混凝土的特点和优化设计出发，阐述了其在实际工程中的应用，以期为今后的发展提供借鉴。

关键词：绿色；高性能混凝土；混凝土；发展方向

引言

在施工过程中，水泥是非常关键的组成部分，起到了非常关键的作用。但是，它的实施也带来了诸如“环保”等不利因素。因此，能否更好的使用混凝土，关键是能否成为一种环保的建筑材料，能否实现可持续发展。从这一点可以看出，绿色混凝土材料的环保化将是今后混凝土的重要发展趋势。

一、绿色高性能混凝土的特征

绿色高效混凝土（CHPC）具有以下特点：一是能够节约大量的熟料水泥，减少环境污染，实现了环保目的。水泥是混凝土的一种，使用绿色水泥能够替代水泥熟料，并降低二氧化碳、一氧化碳等多种气体的排放量，从而降低能耗。第二，利用废弃的矿渣，例如粉碎的钢渣，作为有效的混合材料，减少了水泥的用量，既能提高混凝土的耐用性，又能保护周围的环境。第三，利用先进的制造技术，最大限度地利用建筑废弃物，将其转化为可循环利用的水泥碎石。第四，充分利用高强度混凝土的作用，通过对构造区域或容积的调控，达到节省混凝土用量的目的。通过提高混凝土的耐用性，使结构的承受力更加强大。

二、绿色高性能混凝土的优化设计 随着我国“绿色环保”的发展，建筑业也必须紧跟潮流，进行建材的绿色设计，而水泥基建材又是建材的一个重要组成部分，因此，加强对水泥基建材的绿色高效建材的优化，是促进建筑业可持续发展的一个重要方面。

（一）CHPC材料来源

如何选择合适的原料，合理的配合比例，使之满足实际使用的需要，是非常重要的。在中国，建筑产业正处于高速发展时期，拆除老建筑，新建筑已成为大势所趋。而在这个过程中，必然会有大量的建筑废弃物被排放出来，这些废弃物不仅消耗大量的能源，而且还会对周围的生态环境带来严重的损害。如果能将这些废物重新循环使用，那就更好了。将建筑垃圾通过工艺处理制成混凝土骨料，与一般的混凝土骨料相比，其具有很大的离散性，组成也比较复杂，如何选取可利用的再生骨料是必须要解决的关键问题。

透水混凝土施工工艺及性能研究

作者：***

来源：《科技资讯》2021年第18期 摘 要：近年来，越来越多的城市开始建设海绵城市，要建设生态型城市，那么在城市建设的过程中对于透水混凝土的需求将是巨大的，因此进行透水混凝土的施工工艺和性能研究对于透水混凝土的科学化应用有着很重要的作用。该文首先对透水混凝土的原材料选择、透水混凝土配合比设计和优化、透水混凝土试验进行了分析，然后在分析结果的基础上提出透水混凝土的施工工艺，最后对透水混凝土的目前应用以及研究前景进行介绍，希望在这篇文章中能够带给读者一些收获。

关键词：透水混凝土 施工工艺 性能研究 应用

中图分类号：G804.3 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（c）-0022-03

Study on Construction Technology and Performance of Pervious Concrete

MIAO Shijun

（CCCC Second Highway Engineering Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710000

China）

Abstract： In recent years， more and more cities begin to build sponge city. To build ecological

cities， the demand for pervious concrete will be huge in the process of urban construction.

Therefore， the research on the construction technology and performance of permeable concrete plays

第３８卷第５期　２　０　１　２年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３８　Ｎｏ．５　Ｆｅｂ．　２０１２　・１１９・　・建筑材料及应用・　文章编号：１００９—６８２５（２０１２）０５—０ｌｌ９—０３　无砂再生骨料透水性混凝土试验及应用研究★　陈安邦　江伟超　摘要：采用正交试验的分析方法对无砂再生骨料透水混凝土的性能进行了研究，得出了再生骨料混凝土同时具有较高　的抗压强度和透水性，并进行了此再生骨料透水混凝土在公路建设方面的应用可行性分析。　关键词：再生骨料，再生骨料混凝土，配合比，透水性，抗压强度，道路建设　中图分类号：ＴＵ５２８　文献标识码：Ａ　混凝土的产生对人类文明和进步发挥了积极的推动作用。　但随着混凝土需求的急剧增长，砂石骨料的使用量也不断增加，　而随着对天然砂石的不断开采，天然骨料资源亦将趋于枯竭，而　且其开采的运输能耗与费用惊人，对生态环境的破坏也十分严　重。同时废旧混凝土的大量产生，由此引发的资源、能源和环境　问题也日益严重。再生骨料混凝土简称再生混凝土，废弃混凝土　作为再生骨料的来源又称母体混凝土。废弃混凝土块经过破碎、　清洗与分级后形成的骨料简称再生骨料；再生骨料部分或全部代　替砂石等天然骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土。充　分利用再生骨料混凝土，不但能有效降低建筑垃圾的数量，减少　建筑垃圾对自然环境的污染，同时利用再生骨料制造再生骨料混　凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采，保护环境。　１　试验　１）试验目标。本试验的主要考核指标是再生混凝土的强度　和透水性，旨在通过实验确定一个最优配合比范围使生产出来的　混凝土在具有较高强度的同时又具有较好的透水性。目标强度　为１５　ＭＰａ以上，目标透水性系数为１．５　ｍｍ／ｓ以上。温州是一个　典型的南方城市又是沿海城市，雨量充足，降雨过后我们常会发　现道路积水的问题，所以，我们希望本试验研究得出的结论可以　为以后在道路建设方面的应用研究提供依据。　２）试验原料。水泥：考虑到再生骨料混凝土对强度的要求，　以及本次试验不添加细骨料等因素我们选用了Ｐ．０４２．５级普通　硅酸盐水泥。物理力学性能见表１。水：普通饮用水。废旧混凝　土：废旧混凝土可能由不同强度等级的混凝土所组成。要想改善　废旧混凝土的质量，就需要对不同类型的混凝土加以分选。本次　试验选用的再生混凝土骨料就是实验室废弃的旧混凝土标准立　方抗压试块（尺寸为１５０　ｍｍ×１５０　ｍｍ×１５０　ｍｍ），经过分选、破　碎、烘干和筛分等过程，获得具有一定力学性能和颗粒级配的人　工石料。分选和破碎过程中，我们将夹杂在原混凝土中的杂物除　去，做了初步处理。废弃混凝土经过破碎处理，生产出的再生骨　料含有一定量的硬化水泥砂浆，这些水泥砂浆有的独立成块，有　的附着在天然骨料的表面，导致再生骨料棱角较多，表面积大，粗　糙密度小，吸水率高，粘结能力弱。废弃混凝土块再生破坏过程　中由于损伤积累会使再生骨料内部存在大量微裂纹。由于再生　骨料加工过程及本身微观结构的特殊性，再生骨料与天然骨料相　比具有如下特点：ａ．颗粒棱角多；ｂ．表面粗糙；１３．微裂纹，由于组　分中还含有硬化水泥砂浆，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤　累积在内部大量造成；ｄ．孔隙率大；ｅ．吸水率大；ｆ．堆积密度小；ｇ．　压碎指标高。此外，再生混凝土的抗渗性、抗冻性、抗碳化能力、　收缩、徐变和抗氯离子渗透性等耐久性能也均低于新混凝土。按　照ＧＢ／Ｔ　２５１７７—２０１０混凝土利用再生粗骨料，通过一系列的再生　过程，我们得到了本试验用再生骨料。其物理性质见表２。　表１　４２．５级普通硅酸盐水泥物理力学性能　标准　堆积密度　凝结时间／ｒａｉｎ　抗折强度／ＭＰａ　ｌ　抗压强度／ＭＰａ　稠度／％　ｇ／ｃｍ３　初凝　终凝　３　ｄ　ｌ　２８　ｄ　Ｉ　３　ｄ　ｌ　２８　ｄ　２６　０．７４　１８Ｏ　２３０　５．５５　ｌ　７．５０　Ｉ　２９．２０　ｌ　５２．１５　表２再生骨料的物理性质　颗粒直径　压碎指标　表观密度　堆积密度　２４　ｈ吸水率　空隙率　％　ｇ／ｃｒｌｌ　ｇ／ｃｍ　％　％　２０～４．７５　１２　２．６　１．２　６．３　３６．７　３）抗压强度。根据相关研究结果表明再生骨料混凝土的透　水性能和其孔隙率成正相关关系，所以为了预估混凝土构件的透　水性能，为下面的透水性能研究做好铺垫，我们在测定强度的同　时还测定其孔隙率。参考影响普通混凝土抗压强度的因素以及　大量有关再生骨料混凝土的研究结果，我们选定了水灰比、骨灰　比和再生骨料粒径作为测验抗压强度和孔隙率的影响因素。其　中，水灰比选用０．４５，０．５０，０．５５三个水平；骨灰比选用３．０，３．５，　４．０三个水平；再生骨料粒径选用９．５　ｍｍ一４．７５　ｍｍ，１６　ｍｍ一　９．５　ｍｍ，２０　ｍｍ一１６　ｍｍ三个水平。试验时用适当的手工搅拌的　方法先将水泥净浆搅拌均匀，再加入再生骨料拌和成混凝土料，　采用人工插捣的方法成型。每组６个试块，尺寸均为１５０　ｍｍ　ｘ　１５０　ｍｍ×１５０　ｍｍ立方体。拆模前表面覆盖塑料薄膜，防止水分　过多的散失，拆模后洒水自然养护，自然养护２８　ｄ后，先测孔隙率　并取平均值，自然风干后再按照ＧＢ　５００８１—２００２普通混凝土力学　性能试验方法标准，依据公式Ｎ＝Ｐ／Ａ，得到２８　ｄ的抗压强度并取　平均值作为２８　ｄ抗压强度。将表３试验结果进行极差分析，分析　结果见表４。从表３试验结果和表４极差计算结果可以看出，对　于考核指标为２８　ｄ抗压强度来说，水灰比为０．５５，骨灰比为３．０，　粒径为１６　ｍｍ一９．５　ｍｍ时最好，根据极差Ｒ的大小，对抗压强度　的影响顺序为：Ｂ—Ｄ—Ａ，即骨灰比影响最大，粒径次之，水灰比　最小。对于考核指标为孔隙率时，水灰比为０．５０，骨灰比为４．０，　粒径则是９．５　ｍｍ一４．７５　ｍｍ时最好，根据极差　的大小，对孔隙　率的影响顺序为：Ｂ—Ｄ—Ａ—ｃ，即骨灰比影响最大，粒径次之，水　灰比的影响最小。　４）透水性。在上述正交试验结果及极差分析的基础上，考虑　收稿日期：２０１Ｉ－１２—１４　★：浙江省“新苗人才”计划项目（项目编号：２０１０Ｒ４２４００３）　作者简介：陈安邦（１９８９一），男，温州大学建筑与土木工程学院本科生，浙江温州　３２５０３５　江伟超（１９９０－），男，温州大学建筑与土木工程学院本科生，浙江温州