正交試驗(yàn)分析影響透水混凝土性能的主要因素

混凝土是現(xiàn)今工程領(lǐng)域中應(yīng)用最多也是最為廣泛的一種建筑材料,其主要是由膠凝材料、粗骨料以及水和一些特定的添加劑按照所需要的比例混合拌合而成的。一般的混凝土在應(yīng)用的過(guò)程中總是要求越密實(shí)越好,而透水混凝土則與之相反,透水混凝土也被稱(chēng)之為無(wú)砂石混凝土,相較于一般的混凝土,透水混凝土內(nèi)存在著較大的孔隙從而使得透水混凝土具有一般混凝土所沒(méi)有的良好的滲透性,在透水、吸聲降噪等方面有著較強(qiáng)的應(yīng)用效果。因此,做好透水混凝土的應(yīng)用與發(fā)展是十分重要的。透水混凝土在城市中的應(yīng)用還處于摸索階段,做好透水混凝土各項(xiàng)性能的試驗(yàn)分析以便找出較為合理的透水混凝土的配合比。文章在分析透水混凝土性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上從透水混凝土所使用的水泥性能、粗骨料以及水灰比等方面進(jìn)行試驗(yàn)以分析出上述各項(xiàng)因素對(duì)于透水混凝土性能的影響。

透水混凝土以其綠色環(huán)保、吸收噪音、多孔隙、輕質(zhì)、透氣性及透水性較好等優(yōu)點(diǎn)成為一種綠色生態(tài)型混凝土。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究骨料粒徑、水灰比、漿骨比、攪拌工藝等因素對(duì)透水混凝土的孔隙率、透水系數(shù)、抗壓強(qiáng)度等性能的影響。得出以下結(jié)論:水灰比對(duì)透水混凝土的性能影響比較小;聚羧酸系高效減水劑可以有效改善透水混凝土的性能;采用集料表面包裹法攪拌工藝雖然對(duì)透水混凝土的透水系數(shù)影響不大,但可以減小透水混凝土的孔隙率,增大透水混凝土的抗壓強(qiáng)度;骨料粒徑、漿骨比是影響透水混凝土孔隙率、透水系數(shù)、抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。

·117· 2018年第6期117生態(tài)產(chǎn)業(yè) 我國(guó)正在快速的發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的改造逐漸走向城市化，與此 同時(shí)會(huì)有很大量的建筑垃圾產(chǎn)生，帶來(lái)了很多的不便，建筑垃 圾的堆放也是很困擾人的。人類(lèi)的生活也隨之提高，事物的美 觀也是很重要的，合理的利用建筑廢料，使其變廢為寶，既解 決了建筑垃圾堆放問(wèn)題，又合理的將其加以利用，更是一個(gè)可 持續(xù)發(fā)展的道路。 透水混凝土的性能直接影響成品的應(yīng)用，所以在利用再生 骨料配制透水混凝土?xí)r，對(duì)于再生骨料的要求是很高的，由于 自然資源比較匱乏，所以盡可能使再生骨料近似于天然骨料， 透水混凝土的應(yīng)用還是很多的，透水路面、操場(chǎng)、觀賞游園等等， 透水混凝土的應(yīng)用，使得區(qū)域可透水性得到良好的改善，有利 于促進(jìn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 1.再生骨料的選擇 1.1再生骨料的處理 從廢料中提取出的骨料表面有一層水泥包裹，將其進(jìn)行篩 分，篩選出不同粒徑的骨料，分好以后帶

采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)安排多因素試驗(yàn),在理論上和實(shí)踐中已經(jīng)被證明是一種科學(xué)的方法。作者期望本文提供的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能對(duì)大壩混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用提供可借鑒的方法和參考數(shù)據(jù)。

透水混凝土可以對(duì)降雨進(jìn)行合理的利用,使雨水滲透到地下,補(bǔ)充地下水位,既改善了因地下水位低而產(chǎn)生的地面塌陷,又能改善土壤條件,緩解城市熱島效應(yīng),有利于綠色植物和土壤微生物的生長(zhǎng)。而隨著透水混凝土應(yīng)用的推廣,透水混凝土的問(wèn)題也暴露出來(lái),隨著使用時(shí)間的推移,會(huì)出現(xiàn)透水混凝土透水性能下降。地表徑流攜帶的細(xì)砂,碎石,粘土?xí)S著水流流入透水混凝土的孔隙之中,造成透水混凝土孔隙的堵塞,嚴(yán)重影響了路面排水、透氣降噪的性能。由于孔隙堵塞引起的透水混凝土的滲透性降低,使其演變成非透水路面,透水混凝土路面的功能難以發(fā)揮,造成城市洪澇和凍融災(zāi)害的發(fā)生。本文主要就透水混凝土性能的影響因素進(jìn)行了分析。

以體積法設(shè)計(jì)透水混凝土配合比,研究了不同成型方式、設(shè)計(jì)孔隙率、增強(qiáng)料等因素對(duì)透水混凝土抗壓強(qiáng)度及透水系數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:沖壓成型透水混凝土抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)均高于振動(dòng)成型透水混凝土;透水混凝土抗壓強(qiáng)度隨設(shè)計(jì)孔隙率的提高而逐漸降低;添加可再分散乳膠粉和硅粉可以提高透水混凝土抗壓強(qiáng)度,但會(huì)在一定程度上降低透水系數(shù)。

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,公路橋梁的普及不僅僅只是長(zhǎng)度的問(wèn)題,其質(zhì)量躍居為人們首要考慮的重要因素,而透水混凝土憑借自身的優(yōu)點(diǎn)成為了施工建筑中不可避免的最佳選擇.

分析目前透水混凝土抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)測(cè)試方法的缺陷,對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)透水混凝土表面孔隙無(wú)法承壓的問(wèn)題,采用photoshop軟件計(jì)算承壓面積,結(jié)果表明可根據(jù)孔隙率的不同,在強(qiáng)度測(cè)定值的基礎(chǔ)上乘以不同系數(shù)得到較精確的抗壓強(qiáng)度值。針對(duì)滲透系數(shù)測(cè)試方法的缺陷,采用帶模測(cè)試并增加試件高度的方法進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明優(yōu)化方法能提高試驗(yàn)的精確性。

試驗(yàn)研究了骨料品種、骨料粒徑對(duì)透水混凝土主要性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同骨料粒徑的情況下,由碎石骨料配置的透水混凝土總孔隙率和透水系數(shù)明顯大于卵石骨料配置的透水混凝土,碎石的強(qiáng)度變化幅度比卵石的變化幅度明顯;隨著骨料粒徑的增大兩種骨料配置的透水混凝土的孔隙率、透水系數(shù)均有所增大,在同一配合比情況下,隨著骨料粒徑的增大透水混凝土的強(qiáng)度呈非線性變化,且存在最佳粒徑尺寸。

為找出配合比參數(shù)對(duì)透水混凝土性能影響主次關(guān)系及得出最后配合比參數(shù)組合,設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn),構(gòu)建三層結(jié)構(gòu)模型。首先,由試驗(yàn)得出透水混凝土28d抗壓強(qiáng)度及透水系數(shù),建立正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)表,再引入矩陣分析法,按照步驟進(jìn)行計(jì)算,然后根據(jù)三層矩陣得出各指標(biāo)權(quán)重矩陣以及總權(quán)度矩陣,得出三個(gè)參數(shù)對(duì)單個(gè)考察指標(biāo)的影響主次關(guān)系,以及對(duì)每個(gè)考察指標(biāo)的最優(yōu)參數(shù)組合,最終分析得到所考察多指標(biāo)下配合比參數(shù)對(duì)其性能影響的主次關(guān)系及最佳配合比參數(shù)組合。為實(shí)際工程中透水混凝土配合比設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

透水混凝土性能的評(píng)價(jià)表征對(duì)其工程應(yīng)用有著重要意義。雖然有一些性能試驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)，但是多數(shù)源于普通混凝土。而透水混凝土與普通混凝土相比，具有高孔隙率的特點(diǎn)，兩者性能差異較大，致使許多普通混凝土的性能試驗(yàn)方法不適用于透水混凝土。對(duì)透水混凝土的工作性、強(qiáng)度、孔隙率、透水系數(shù)以及抗凍性的試驗(yàn)方法進(jìn)行了綜述，指出了目前試驗(yàn)方法中存在的問(wèn)題，并對(duì)影響透水混凝土性能的一些因素進(jìn)行了探討。

透水混凝土是一種生態(tài)友好型混凝土,是經(jīng)過(guò)特殊工藝制成的具有連續(xù)孔隙率的混凝土。它具有較高的強(qiáng)度和良好的透氣、透水性。本文對(duì)其配合比設(shè)計(jì)和基本的物理力學(xué)性能進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究,利用體積法進(jìn)行透水混凝土的配合比設(shè)計(jì),通過(guò)以水灰比、目標(biāo)孔隙率、集料級(jí)配和礦物摻合料為因數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),獲得了最佳配合比;最后對(duì)透水混凝土的透水性能進(jìn)行分析。

選取了五種影響因素,分別是水灰比、膠集比、集料粒徑、攪拌工藝、彩色顏料,以透水率、孔隙率、表觀密度、抗壓強(qiáng)度為測(cè)試指標(biāo),研究了這幾種影響因素對(duì)彩色透水混凝土性能的影響,結(jié)果表明：骨料粒徑、骨灰比能夠顯著影響彩色透水混凝土的孔隙率、透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度;水灰比對(duì)彩色透水混凝土的性能影響較小;水泥裹石法攪拌工藝能夠使其抗壓強(qiáng)度提高、孔隙率下降。

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)也不斷出現(xiàn)并且應(yīng)用于工程實(shí)踐中,新型的建筑材料逐漸的取代了傳統(tǒng)材料并在使用過(guò)程中展現(xiàn)了良好的性能.透水混凝土相比于傳統(tǒng)的混凝土材料來(lái)說(shuō)具有良好的透水性和透氣性,在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家中廣泛應(yīng)用于道路面層施工.本文對(duì)透水混凝土應(yīng)用前景進(jìn)行了展望,對(duì)其性能和特點(diǎn)進(jìn)行了研究.

圍繞透水混凝土做了相應(yīng)研究,簡(jiǎn)要介紹了透水混凝土概念以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,通過(guò)透水混凝土性能實(shí)驗(yàn),分析了包括抗壓強(qiáng)度、有效孔隙率以及透水系數(shù)在內(nèi)的透水混凝土性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,闡述了透水混凝土在奧林匹克森林公園的應(yīng)用情況,并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)后期透水混凝土的研究趨勢(shì)做了預(yù)測(cè),對(duì)加強(qiáng)透水混凝土性能研究工作具有一定的指導(dǎo)意義.

透水混凝土是一種環(huán)境友好型建筑材料,但強(qiáng)度普遍較低限制了其應(yīng)用。為配制出強(qiáng)度高于30mpa并滿足透水要求的透水混凝土,本試驗(yàn)分別從目標(biāo)孔隙率、水灰比、砂率和摻合料摻量幾個(gè)方面研究了這些因素對(duì)透水混凝土強(qiáng)度和透水系數(shù)的影響,為透水混凝土的應(yīng)用提供一定的參考。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)混凝土的利用和要求也越來(lái)越多,由于一般混凝土缺乏透水性和透氣性,導(dǎo)致出現(xiàn)積水、動(dòng)植物缺水和熱傳遞不均勻等問(wèn)題,給城市生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了很多負(fù)面的影響,研究一種合適的透水混凝土變得很有必要。以綠色陶粒為骨架材料,添加泥巖、黏土等材料,配置出一種適合城市發(fā)展的透水混凝土,對(duì)其各種性狀進(jìn)行試驗(yàn)分析,并測(cè)定水灰比、摻合料等對(duì)其特性的影響,為我國(guó)城市發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)相同級(jí)配的基質(zhì)瀝青、橡膠粉改性瀝青、聚乙烯與膠粉復(fù)合改性瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、透水試驗(yàn)及單軸壓縮試驗(yàn),結(jié)果表明:膠粉改性瀝青馬歇爾模數(shù)和浸水馬歇爾模數(shù)最高,聚乙烯、膠粉復(fù)合改性瀝青混合料次之,而基質(zhì)瀝青最差;抗壓強(qiáng)度則復(fù)合改性瀝青混合料最高,膠粉改性瀝青混合料次之,基質(zhì)瀝青最小;三種混合料的透水系數(shù)處于同一數(shù)量級(jí)。膠粉改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和耐水性最好,復(fù)合改性瀝青次之,基質(zhì)混合料最差;抗壓強(qiáng)度則復(fù)合改性瀝青混合料最強(qiáng),膠粉改性瀝青次之,基質(zhì)的最差;透水性能三種混合料都達(dá)到了要求。

不同增稠材料對(duì)C20透水混凝土性能的影響

試驗(yàn)研究了砂率、石子級(jí)配以及攪拌與成型工藝對(duì)透水混凝土主要性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:砂率和石子級(jí)配對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度有利,但同時(shí)對(duì)透水系數(shù)有著負(fù)面的影響;機(jī)械成型對(duì)混凝土強(qiáng)度有益而對(duì)透水系數(shù)有影響,但影響不顯著。合理解決這些問(wèn)題能為配置高性能透水混凝土提供依據(jù)。

本文以再生骨料透水混凝土為研究對(duì)象,分析了再生骨料粒徑的大小對(duì)透水混凝土強(qiáng)度和空隙率的影響,在保證混凝土取得較高強(qiáng)度和孔隙率的基礎(chǔ)上確定了最佳的再生骨料粒徑。同時(shí),還嘗試性地研究了體積砂率對(duì)再生骨料透水混凝土強(qiáng)度的影響,并以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定了達(dá)到強(qiáng)度峰值時(shí)的最佳體積砂率值。

研究了粉煤灰、礦粉和硅灰對(duì)透水混凝土力學(xué)性能、滲透性能和抗凍性能的影響。結(jié)果表明:粉煤灰具有的"形態(tài)效應(yīng)"和"微集料效應(yīng)",可以有效改善透水混凝土的工作性能,提高透水混凝土的致密度,從而改善透水混凝土的力學(xué)性能、滲透性能和抗凍性能；礦粉可以顯著提高透水混凝土的力學(xué)性能、滲透性能和抗凍性能,當(dāng)?shù)V粉摻量小于15%時(shí),提高礦粉摻量可以有效提高透水混凝土的綜合性能；硅灰能夠大幅度提高透水混凝土的力學(xué)性能和抗凍性能,對(duì)滲透性能也有一定程度的改善,但提高硅灰摻量對(duì)提高透水混凝土力學(xué)性能和抗凍性能作用有限,且摻量過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)透水混凝土的滲透性能有一定影響。