珠海智美- 配料稱重專家- 30年專業(yè)知識0756-8682261 透水混凝土路面地基配合比優(yōu)化及性能測試陳鑫[1] 聶浩1 潘尚昆1 紀(jì)天一2 宋魯一3 耿飛2 ,3 （1.南京市城市管理局）辦公室，江蘇南京210000；2.南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院，江蘇南京210016；3.東南大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇南京210096針對透水混凝土路面基礎(chǔ)配比，采用正交試驗(yàn)方法，研究了孔隙率、水灰比、骨料粒徑3個因素對透水混凝土抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，孔隙率對透水混凝土的性能影響最大。當(dāng)孔隙率為18%22%時(shí)，水灰比為0.260.29，骨料粒徑為9.519.0。 mm，透水混凝土性能優(yōu)良，抗壓強(qiáng)度達(dá)到C25，滲透系數(shù)大于6mm/s。

關(guān)鍵詞： 透水混凝土， 透水路面， 配合比優(yōu)化， 正交試驗(yàn)

CLC 分類號：TU528.01 文檔識別碼：A

1 引言透水路面是在面層和基層采用透水材料，在保證一定的道路強(qiáng)度和耐久性的同時(shí)，達(dá)到抑制地表徑流、使雨水回流地面的目的的新型城市路面。透水混凝土是一種具有開孔的混合物，由單一或不連續(xù)的級配骨料通過粘合劑粘合在一起而形成，其中很少或沒有細(xì)骨料。透水混凝土作為透水路面常用材料之一，廣泛應(yīng)用于城市人行道、停車場、公園步道等公共場所，對城市未來的發(fā)展和生活的改善有著很大的影響。環(huán)境。但日本透水混凝土技術(shù)的發(fā)展才剛剛開始，其配合比設(shè)計(jì)不完善，導(dǎo)致攪拌性能存在差異，難以同時(shí)滿足強(qiáng)度和透水性的要求。

本文采用正交試驗(yàn)方法，研究了孔隙率、骨料粒徑、水灰比三個因素對透水混凝土性能的影響，以及透水混凝土路面基礎(chǔ)與路面基材的配比，其影響機(jī)理為進(jìn)行分析以優(yōu)化流程。其結(jié)果是混合物具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度和透水性。

2 試驗(yàn)原料及試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)原料試驗(yàn)所用水泥為P·O 42.5 級普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間為130 分鐘，終凝時(shí)間為270 分鐘，3D 抗壓強(qiáng)度為30.5MPa，28D 抗壓強(qiáng)度為49.6MPa。骨料采用堅(jiān)硬、有棱角、未風(fēng)化的玄武巖制成，斷裂值控制在15%以內(nèi)，含泥量小于1%。該外加劑是江蘇省一家公司開發(fā)的透水混凝土增強(qiáng)劑。我用的是自來水。 2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)方法，考察孔隙度、骨料粒徑、水灰比三個因素對抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率的影響，各因素具體因素及階段為如下。 1、L9(34)的正交設(shè)計(jì)及混合比排列如表2所示。

2.3 試驗(yàn)質(zhì)量的制備及性能試驗(yàn)按試驗(yàn)配比稱取水泥、骨料、水等原材料。在攪拌機(jī)中干混骨料和水泥，然后分兩部分緩慢加水進(jìn)行濕混。混合均勻，排出材料，填充到模具中。在成型過程中，我們采用搗固方法，將產(chǎn)品分為三層，從外圍到中心依次搗固。試驗(yàn)制備邊長150mm的立方體試件，參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081-2002）進(jìn)行7d和28d抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。準(zhǔn)備直徑100mm、高100mm的圓柱形試件，養(yǎng)護(hù)28天后，參照《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 135-2009）采用恒水頭法進(jìn)行導(dǎo)水率試驗(yàn)。帶模具的試塊。

3 測試結(jié)果與分析

3.1 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析表3為透水混凝土正交試驗(yàn)結(jié)果。 PC1PC9的28天抗壓強(qiáng)度均在20MPa以上，導(dǎo)水系數(shù)為3.2710.68mm/s，平均值為7.92mm/s。一般來說，試驗(yàn)配合比基本可以滿足透水路面的強(qiáng)度和滲透性要求。

透水混凝土的28天抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)是評價(jià)其性能的重要指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)直觀分析計(jì)算結(jié)果見表4（K1、K2、K3為28日平均抗壓強(qiáng)度）。每個因子的三個級別的強(qiáng)度和平均導(dǎo)水率，R是同一因子的不同級別的抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率的范圍。從表4可以看出，影響抗壓強(qiáng)度的三個因素的范圍分別為5.107、0.737和1.180，其中孔隙率對透水混凝土抗壓強(qiáng)度的影響最大，骨料粒徑的影響最小。系數(shù)范圍分別為5.950、1.074和0.387，表明孔隙度仍然是主要影響因素，其次是骨料粒徑，水灰比最小。綜上所述，孔隙率對透水混凝土性能的影響遠(yuǎn)大于其他兩個因素，因此在設(shè)計(jì)透水混凝土配合比時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮所需的目標(biāo)孔隙率。遇見了。

3.2 孔隙度、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率的關(guān)系孔隙度、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率之間的關(guān)系如圖1 所示�？紫堵市∮�15%的抗壓強(qiáng)度比孔隙率小于25%的抗壓強(qiáng)度提高約19%，但滲透系數(shù)下降近1/2。其原因在于，透水混凝土具有包含連續(xù)孔隙的骨架孔隙結(jié)構(gòu)，隨著孔隙率的增加，連續(xù)孔隙的數(shù)量增多，自然使?jié)B透系數(shù)增大，面積減小，從而減少了骨料，削弱了粘結(jié)力聚集體之間的力，并降低強(qiáng)度[3-5]。當(dāng)孔隙率達(dá)到20%時(shí)，進(jìn)一步增大孔隙率，抗壓強(qiáng)度下降速度明顯加快，但滲透系數(shù)增加幅度基本不變；對抗壓強(qiáng)度的影響減弱。增加。試驗(yàn)結(jié)果表明，透水混凝土若孔隙率在18%~22%左右，在保持一定抗壓強(qiáng)度的同時(shí)，可以獲得良好的滲透系數(shù)，平均抗壓強(qiáng)度為25MPa，滲透系數(shù)為6~7mm/s .可以到達(dá)。適合實(shí)際應(yīng)用。

3.3 骨料粒徑、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率之間的關(guān)系圖2所示為骨料粒徑、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率之間的關(guān)系。隨著骨料粒徑的增大，導(dǎo)水率增大，抗壓強(qiáng)度減小。隨著粒徑增大。這是因?yàn)楣橇狭�徑較大，成型時(shí)難以壓縮，增加了混合料內(nèi)部孔隙，提高了滲透效果。同時(shí)，隨著粒徑的增大，骨料的比表面積減小，骨料之間的粘結(jié)點(diǎn)數(shù)量減少，實(shí)際上相當(dāng)于有效支撐面積的減少。如果較大，混凝土的強(qiáng)度會受到一定的限制，會因養(yǎng)護(hù)收縮而導(dǎo)致強(qiáng)度下降[6-7]。

當(dāng)骨料最大粒徑從16 mm增大到26.5 mm時(shí)，混合物的滲透系數(shù)增加16.7%，抗壓強(qiáng)度下降2.9%，表明骨料粒徑對透水性有顯著影響。它大于抗壓強(qiáng)度。

3.4 水灰比、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率的關(guān)系從圖3可以看出，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)水率隨著水灰比的增大而增大，然后減小。水灰比為0.25。其原因是，如果水灰比低，則漿料過于干硬，雖然能包裹骨料顆粒，但在養(yǎng)護(hù)過程中得不到理想的粘結(jié)力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。如果水灰比高，漿體的流動性就高，不能很好地包裹骨料，漿體容易沉到底部，導(dǎo)致骨料顆粒堆積在頂部。透水混凝土。粘結(jié)變?nèi)酰瑥?qiáng)度下降，底部骨料顆粒之間的粘結(jié)變?nèi)�，縫隙被堵塞，透水性下降。分析結(jié)果表明，當(dāng)水灰比為0.260.29時(shí)，透水混凝土的干濕條件較好，其性能也較好。

4、透水混凝土路面基礎(chǔ)配比的優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果分析表明，當(dāng)目標(biāo)孔隙率為18%22%時(shí)，水灰比為0.260.29，骨料粒徑為9.519mm�；炷�土性能優(yōu)良、優(yōu)良。據(jù)此，設(shè)計(jì)透水混凝土路面基礎(chǔ)的最佳配合比為水泥390 kg/m3、10~20 mm碎石1550 kg/m3、外加劑7 kg/m3、水灰比為大約0.28。透水混凝土28天抗壓強(qiáng)度為26.5MPa，滲透系數(shù)為6.12mm/s。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[8-12]，抗壓強(qiáng)度為25 MPa的透水混凝土28天后的滲透系數(shù)約為3-5 mm/s，30 MPa的滲透系數(shù)約為0.5-2 mm/s 。將犧牲抗壓強(qiáng)度�；�本提高導(dǎo)水率，導(dǎo)水率可達(dá)10mm/s，但28d抗壓強(qiáng)度僅為15-20MPa。另外，通過添加鋼纖維、有機(jī)聚合物、硅灰等可以提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，但這增加了成本，不適合大規(guī)模使用。本試驗(yàn)優(yōu)化配比下的透水混凝土在滿足一定強(qiáng)度水平的同時(shí)，仍能保持較高的透水系數(shù)和良好的性能。

五。結(jié)論

(1)對透水混凝土的性能影響最重要的是孔隙率，隨著孔隙率的增大，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸增大，滲透系數(shù)逐漸減小�；炷�土相對較低且良好。 (2)滲透性混凝土的滲透系數(shù)隨著骨料粒徑的增大而增大，而抗壓強(qiáng)度則隨著骨料粒徑的增大而減小，且骨料粒徑對滲透性的影響遠(yuǎn)大于抗壓強(qiáng)度的影響大。 (3)透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)隨水灰比的增大而先增大后減小，當(dāng)水灰比在0.260.29之間時(shí)，透水混凝土的干、濕條件都能得到保證。好的。 (4)根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，配制出抗壓強(qiáng)度為C25、滲透系數(shù)為6 mm/s的透水混凝土，可滿足大部分地區(qū)透水路面基礎(chǔ)的要求。參考文獻(xiàn)[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則[S].2014.10. [2]史云興.多孔混凝土與透水路面[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2016 [3] 陳代國， 付東山. 水水泥比孔隙率對透水混凝土性能的影響[J]. 西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017, 32(04): 38-42. [4] 孫宏友.基于正交試驗(yàn)方法的透水混凝土配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D].西南交通大學(xué)，2016. [5]王躍，顏斌，李成林.透水混凝土制備及性能研究綜述[J].硅酸鹽通報(bào)， 2017, 36(03)): 864-869. [6] Sung BumPark, Dae Seuk Seo. 基于再生骨料目標(biāo)孔隙率的多孔混凝土吸聲性能研究[J]. 水泥混凝土研究， 2005, 3 (35): 46 -54.[7]楊廷輝.骨料對透水混凝土強(qiáng)度和滲透性影響的試驗(yàn)研究[D].西南科技大學(xué)，2016.[8]楊靜，試驗(yàn)研究徐格龍. 透水混凝土路面材料性能的研究[J]. 水泥與混凝土研究， 2003, 37(33): 381-386.[9] 徐格龍. 多孔混凝土作為道路基礎(chǔ)材料性能的研究[J]. ]。建筑建材， 2017(2): 16-20. [10] 楊剛. 鋼渣透水混凝土滲透系數(shù)影響因素試驗(yàn)臺分析[J]. 寶鋼技術(shù)研究， 2011, 5(02): 24-26 [11]姜正武，孫振平，王培明.影響多孔透水混凝土性能效果的一些因素[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2005(05):513-519 [12]姜勇，牛云輝， 賈軍軍， 等. 高強(qiáng)透水混凝土試驗(yàn)研究[J]. 新型建筑材料， 2017, 44(03): 16-19. 作者簡介：陳鑫(1971-), 男， 高級工程師。聯(lián)系地址：江蘇省南京市城市管理局。

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