道路工程中透水再生混凝土的级配对性能的影响研究.pdf
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1、总655期2023年第25期(9月 上)0 引言目前许多道路主要采用不透气、不透水的水泥或沥青路面,当遇到降雨时,雨水无法渗入地下,容易积水甚至淹没道路。透水性再生混凝土是采用再生骨料代替传统的骨料(砂、石),与水泥、水混合而成的一种多孔混凝土,使用该混凝土建造的路面具有透水性、透气性的特点,路面上的水可以通过透水性混凝土路面的孔隙蒸发,吸收热量,对路面的温度及湿度起到调节作用1-3。关于透水混凝土的研究,有Benjamin O Brottebo和Derek B Booth4对采用了透水性混凝土铺设的停车场进行透水性、耐久性及力学性能的测试,研究表明,透水性混凝土的性能与普通的混凝土相似,同时
2、具有更好的透水性;张洪清5根据室内试验对无砂混凝土的透水性进行研究,提出关于无砂混凝土滤水井的渗流公式;冯潇6-7等人通过研究,对透水混凝土随配合比变化而逐渐变化的特性进行了说明与讨论,结果表明,抗压强度和渗透性之间的良好平衡存在矛盾,透水混凝土路面可以使用在小体积和低影响地区。现有的研究已取得一定的成果,但在室内试验的研究方面还存在一些不足。为此,本文在现有研究的基础上,通过试验研究的方法对不同级配的掺合料制成的混凝土试块进行试验,分别研究骨料级配对孔隙率、抗压强度、抗折强度及透水系数的影响。1 骨料级配设计再生骨料是透水再生骨料混凝土的结构骨架部分,其粒径及级配对再生混凝土的性能有着较大的
3、影响,为此本文分别设置三种不同粒径及四种不同级配的骨料比例对透水再生骨料混凝土的性能进行研究,具体的混凝土配合比情况如表1所示。2 试验结果分析根据上述的骨料配合比进行混凝土试件的制作,将制作的试件放置在标准的养护条件下进行养护,分别对骨料级配对孔隙率、抗压强度、抗折强度及透水系数影响的结果进行分析。2.1 孔隙率的影响分析在透水再生骨料混凝土中的孔隙结构包括封闭孔隙、连通孔隙和半封闭半连通孔隙,能够实现透水功能的空隙称为连通孔隙,也称连通孔隙为“有效空隙率”是影响透水混凝土透水性能的最主要的因素。本文根据普通混凝土的性能测试方法对透水混凝土的空隙率进行测试,测定方法的过程如下所述:1)透水混
4、凝土试块的体积计算:将透水再生骨料混凝土试件放入烘箱中进行烘干24h,随后取出冷却至室温,测出其质量,并测量试件的尺寸,根据体积公式计算出试块的体积。2)将烘干的透水再生骨料混凝土试件再放入水中浸泡24 h,吸水饱和后用绳子将其提出水面,称量吸水饱和后的试件质量,并通过计算得到吸水的质量。3)按式(1)计算出透水再生骨料混凝土的有效孔隙率。P=()1-M2-M1V 100%(1)式(1)中:P为有效空隙率;M1为试件烘干后的质量;收稿日期:2023-02-06作者简介:许大胜(1979),男,江西九江人,工程师,研究方向为公路与桥梁工程。道路工程中透水再生混凝土的级配对性能的影响研究许大胜(九
5、江公路发展中心庐山分中心,江西 九江 337249)摘要:透水混凝土具有良好的聚水性,同时还能缓解“城市热岛效应”。为研究在道路工程中透水再生混凝土的骨料级配对其性能的影响,通过试验的方法对不同级配的掺合料制成的混凝土试块进行试验,分别研究骨料级配对孔隙率、抗压强度、抗折强度及透水系数的影响。研究结果表明:当目标孔隙率为15%,掺入粒径为1015 mm时,透水再生混凝土的有效孔隙率与目标孔隙率较为接近;抗压强度、抗折强度及透水系数方面,当再生骨料的级配为1520 mm,掺量为25%时,透水再生混凝土的性能更好。关键词:透水再生混凝土;孔隙率;抗压强度;抗折强度中图分类号:U414文献标识码:B
6、10交通世界TRANSPOWORLDM2为试件浸泡后的质量;V为试件的体积。本文试验试件的孔隙率结果如图1所示。(a)(b)图1 有效孔隙率结果图从图1中可以看出,对于不同的再生骨料级配,当目标孔隙率较小时(15%)随着大粒径再生骨料掺量的增大,透水再生混凝土的有效孔隙率也随着增大;而当目标孔隙率较大时(20%),随着大粒径再生骨料掺量的增大,透水再生混凝土的有效孔隙率先出现减小后又增大的现象;对比图1(a)与图1(b)可以发现,当大粒径的掺量相同时,粒径级配越大其有效孔隙率越大,说明在透水再生混凝土中增大再生骨料的粒径及增加其掺量有利于提高透水再生混凝土的透水性。2.2 对抗压强度的分析取标
7、准养护28 d后的透水再生骨料混凝土试件进行试验,根据普通混凝土的性能测试方法对透水再生骨料混凝土抗压强度进行测试,按式(2)进行计算,试验过程采用 YSW-5000 微机控制电液伺服试验机进行,加载的速率设置为2 kN/s,持续加荷指导试件破坏并记录对应的荷载值,本试验试件抗压强度试验的结果如图2所示。fcu=FA(2)式(2)中:fcu为混凝土的立方体强抗强度,单位MPa;F为混凝土试件破坏的荷载值,单位N;A为混凝土试件的受压面面积,单位mm2,该值为104mm2。从图2中可以看出,不同级配的再生骨料其抗压强度的碎大粒径骨料掺量的变化趋势相似,均出现先随着大粒径骨料掺量的增加而增大,后又
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