透水混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究

王寶強(qiáng),廖芳珍

(1.水利部珠江水利委員會(huì)技術(shù)咨詢(廣州)有限公司,廣東 廣州 510611;2.水利部珠江水利委員會(huì)珠江水利綜合技術(shù)中心,廣東 廣州 510611)

透水路面是指能夠促進(jìn)雨水滲入并轉(zhuǎn)移到地下的一種新型環(huán)保、生態(tài)的道路材料[1]。透水路面具有地下臨時(shí)蓄水的結(jié)構(gòu),因此被稱為透水路面系統(tǒng)[2]。與傳統(tǒng)的不透水路面相比,這種新系統(tǒng)不需要安裝雨水蓄水池或滲水池,更加節(jié)約施工成本。同時(shí),透水路面系統(tǒng)能夠減少沉積物和污染物,從而減少雨水中的污染物負(fù)荷,被認(rèn)為是城市排水系統(tǒng)中的一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的建設(shè)方式。

由于透水路面對環(huán)境的友好性,在過去幾年中,透水路面的使用日趨增加。然而,人們?nèi)詫υ摬牧系拈L期使用壽命存疑,并對這些技術(shù)的耐久性和適用性進(jìn)行了大量的研究。以往的研究主要集中在透水路面的水質(zhì)和污染控制方面,僅對透水路面系統(tǒng)和分段鋪裝中基層材料的性能進(jìn)行了研究,透水路面表面材料的優(yōu)化還存在一定的差距。

作為透水路面的主要組成部分,透水混凝土具有較強(qiáng)的多孔性,由于不含細(xì)骨料,大部分體積由粗骨料[3]填充,因此透水混凝土在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較多的空隙,與常規(guī)混凝土相比滲水率和空氣交換率較高,但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。正如Brozovsky[4]所指出的,混凝土的強(qiáng)度確實(shí)是由砂漿、粗骨料和界面的性質(zhì)決定的。由于透水混凝土中的水泥漿體非常薄,無法將粗骨料黏結(jié)在一起,透水混凝土容易在骨料之間的黏結(jié)界面處失效,導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度低[5-6]。

本研究旨在提高透水混凝土的抗壓強(qiáng)度,同時(shí)不損失其滲透性,使其適用于更大的交通量。由于骨料的粒徑、級(jí)配和摻量都會(huì)影響多孔硅酸鹽水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度和靜態(tài)彈性模量,因此首先考察各種骨料類型的影響,以建立最佳局部資源,然后進(jìn)行各種外加劑的最佳配合比設(shè)計(jì)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 材料

本試驗(yàn)總共分為2個(gè)階段:在第一階段,使用3種不同的粗骨料,不使用細(xì)骨料和其他外加劑,其配合比設(shè)計(jì)見表1;第二階段利用砂石和硅灰以增強(qiáng)透水混凝土的強(qiáng)度。

1.1.1水泥

每種混合料均采用普通硅酸鹽水泥P·O42.5,符合JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》[7]。

1.1.2粗骨料

以粗骨料為主要原料制備透水混凝土。根據(jù)Krezel等[8]的說法,粉碎的火成巖由于其強(qiáng)度較高,更適合作為混凝土的粗骨料。然而,由于自然界可利用的火成巖越來越少,本研究轉(zhuǎn)向了破碎的沉積巖和變質(zhì)巖。從當(dāng)?shù)夭墒瘓霁@得了3種粗骨料:石英巖、白云石和石灰石。白云石是1種沉積的碳酸鹽巖,由白云石礦物組成,還含有方解石、石英和長石等雜質(zhì)。白云石形成的1組菱形晶體,表面呈彎曲的馬鞍狀。石灰石也是沉積巖。雖然有些石灰石幾乎是純方解石,但其中經(jīng)常含有不同數(shù)量的黏土、淤泥和沙子。石英巖是1種致密堅(jiān)硬的變質(zhì)巖。從當(dāng)?shù)夭墒瘓霁@得的石英巖由于含有大量的氧化鐵而呈紅色。為了探索制備透水混凝土的最佳骨料,在第一階段對這3種粗骨料進(jìn)行了研究和比較。對骨料的地質(zhì)和力學(xué)性能進(jìn)行了測試,結(jié)果見表2。

表2 骨料的物理性質(zhì)

此外,考慮到骨料粒徑越小,水泥與骨料的比表面積和結(jié)合面積越大,有利于混凝土的強(qiáng)度和耐久性,因此在第二階段采用細(xì)骨料。

1.1.3摻合料

已有研究結(jié)果[9]表明,礦物外加劑可以改善混凝土的力學(xué)強(qiáng)度和耐久性等性能,因?yàn)榈V物復(fù)合材料減少了骨料與水泥基體之間的界面過渡區(qū)(ITZ)的厚度。例如,摻硅灰混凝土的ITZ厚度小于10 μm,而不摻硅灰混凝土的ITZ厚度為50 μm[10]。因此,在第二階段的測試中,對硅粉進(jìn)行了試驗(yàn),以尋求符合規(guī)范要求的透水混凝土強(qiáng)度。

此外,本研究還加入了高效減水劑,其減水率為20%,又被稱為超塑化劑。

1.2 樣品制備

1.2.1篩分

所有來自采石場的10 mm粗骨料都經(jīng)過篩分,并使用標(biāo)準(zhǔn)篩分到不同的組,然后獲得特定的級(jí)配。

1.2.2清洗

來自采石場的粗骨料通常含有大量的黏著黏土和其他雜質(zhì)。在攪拌前,需要對骨料進(jìn)行清洗,骨料表面涂層會(huì)干擾骨料與水泥漿體之間黏結(jié)的發(fā)展,影響透水混凝土的強(qiáng)度。因此,粗骨料用自來水清洗,并在烘箱中60℃烘烤12 h,以去除淤泥或破碎機(jī)灰塵。

1.2.3壓實(shí)

透水混凝土的壓實(shí)方法是影響試樣制備的主要因素之一。在已有的研究[11]中主要分為2種壓實(shí)方法,一種是使用壓實(shí)錘,另一種是使用振動(dòng)臺(tái)。雖然錘擊壓實(shí)使骨料顆粒更加緊密地聚集在一起,但透水混凝土樣品的密度隨著滲透性的損失而增加。由于落錘的沖擊強(qiáng)度非常大,可以粉碎弱骨料并形成弱層,因此振動(dòng)法似乎更適合于大多數(shù)骨料,如石灰石和白云石。但是,為了使骨料顆粒之間的黏聚力達(dá)到最大,本試驗(yàn)嘗試了1種組合壓實(shí)方法,即在不僅采用標(biāo)準(zhǔn)的棒狀壓實(shí)方法的前提下,在其隨后的振動(dòng)過程中加入了靜態(tài)壓實(shí)器。這種壓實(shí)工作允許大多數(shù)粗骨料在壓實(shí)下不變形,同時(shí)增加了骨料顆粒的接觸面和對齊,這被認(rèn)為是增加透水混凝土強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。

1.3 試驗(yàn)過程

24 h后脫模,標(biāo)記并稱重進(jìn)行各種測試。然后按照CJ/T 544—2021《聚合物透水混凝土》[12]在(23±2)℃的石灰浴中進(jìn)行固化。對于每一批,準(zhǔn)備了2個(gè)試件進(jìn)行滲透率測試,并各準(zhǔn)備了3個(gè)試件分別在7、28 d進(jìn)行了單軸壓縮測試,取其平均值。

1.3.1單軸抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度

根據(jù)AS1012.9—1999的要求,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了混凝土試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。在加載前,在樣品的兩端放置蓋子。使用的蓋層類型取決于混凝土樣品的表面狀況。常規(guī)混凝土頂部和底部表面光滑時(shí),通常采用橡膠頂蓋;對于透水混凝土等表面粗糙的樣品,采用硫蓋。

Ravish等[13]的研究表明,硫蓋層消除了邊骨料脫邊引起的傾斜和破壞問題。此外,通過使用硫蓋層,透水混凝土的抗壓強(qiáng)度會(huì)顯著提高,因?yàn)榱蛏w層可以有效地抑制頂部的團(tuán)聚體,見圖1、2。因此,本研究對所有樣品均采用硫蓋層。

混凝土試件抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)按GB/T 50080—2015《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[14]在室內(nèi)進(jìn)行。樣品是在100 mm×100 mm×470 mm模具。測定了不同骨料配制的透水混凝土的斷裂模量。

1.3.2透水性

滲透率是水滲透透水混凝土的獨(dú)特能力,單位為mm/s。由于透水混凝土的滲透性通常比普通致密混凝土高得多,后者的滲透性測試方法不適用于透水混凝土的測試。

本試驗(yàn)裝置使用圓柱形塑料管,通過內(nèi)嵌鋼絲和可調(diào)鋼扎,使管道緊致,防止試件兩側(cè)滲水,見圖2。同時(shí),在試件與管道底部的微小間隙處,用加工過的塑料密封,防止水從管道邊緣滲入,影響滲透系數(shù)的準(zhǔn)確性。隨后,由式(1)計(jì)算透水混凝土的透水率。

圖2 測滲透率試驗(yàn)

(1)

式中K——滲透系數(shù),mm/s;a——圓柱形管的面積,mm2;A——試樣面積,mm2;L——試樣長度,mm;t——水從h1層通過管道到達(dá)h2層的時(shí)間,s。

1.3.3孔隙度

在28 d齡期時(shí)進(jìn)行孔隙度試驗(yàn)。開口孔隙率是指混凝土中可含水的孔隙體積或空隙空間的百分比。試樣首先在110℃的烘箱中干燥,然后冷卻以進(jìn)行測量。在干燥條件下測量樣品的尺寸,并確定試樣的總體積,包括固體和孔隙組分。然后將試樣放入1個(gè)裝滿足夠覆蓋整個(gè)試樣的水的桶中,并標(biāo)記水位。24 h后,將樣品從桶中移出,將水重新注滿至標(biāo)記水平。使用水的1 g相當(dāng)于1 cm3體積的概念,用天平讀取添加水的重量,該讀數(shù)的大小等于變化的體積(VC)。混凝土試樣的孔隙率由式(2)計(jì)算。

(2)

式中P——孔隙率,%;VT——試樣的總體積,mm3;“VT-VC”——孔隙空間體積,mm3。

2 試驗(yàn)結(jié)果和分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

研究了粗骨料對透水混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響。采用石英巖、白云巖和石灰石3種骨料,并限制了骨料的粒度和級(jí)配,見表3。第7 d和28 d的抗壓和抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表4、5。

表3 骨料粒徑及質(zhì)量合格率

表4 不同骨料不同齡期的抗壓強(qiáng)度

2.1.1骨料性能的影響

從表4可以看出,對于單粒徑骨料,白云巖B1在7、28 d的抗壓強(qiáng)度最高,石灰?guī)r次之,石英巖強(qiáng)度最低。從表5還可以看出,用白云石制成的試件具有更好的抗彎強(qiáng)度。這表明,粗骨料的類型影響透水混凝土的強(qiáng)度,即使骨料的尺寸和級(jí)配相同。這可能是由于干燥強(qiáng)度、顆粒形狀的差異以及骨料本身的紋理。從干燥強(qiáng)度來看,3種類型中白云巖的抗壓強(qiáng)度最高。然而,干燥強(qiáng)度最低的石灰石并沒有產(chǎn)生最低的抗壓強(qiáng)度,這可能是2個(gè)因素造成的。首先,需要對骨料的片狀指數(shù)進(jìn)行判斷,而不是單憑視覺。通過檢驗(yàn)骨料的片狀指數(shù)來區(qū)分不同形狀的骨料。表2所示,石灰石比石英巖更圓角,石英巖片狀顆粒在壓實(shí)力作用下更傾向于在1個(gè)平面上定向工作,而不是強(qiáng)化在三維立體上的強(qiáng)度。因此,它是脆性的,抗壓強(qiáng)度較高。其次,表2所示,石英巖顆粒在混合料中吸收的水分比石灰石顆粒多,這使得石英巖顆粒周圍的水泥漿體黏性較低,從而形成與石灰石周圍一樣高的黏接強(qiáng)度。因此,石英巖抗壓強(qiáng)度最差,石灰?guī)r最差。但與白云石相比,雖然白云石的片狀指數(shù)也高于石灰石,但這一缺點(diǎn)并不能抵消白云石干燥強(qiáng)度所帶來的優(yōu)勢。此外,其吸水率也不如石英巖高。它仍然可以產(chǎn)生最大的抗壓強(qiáng)度的透水混凝土。因此,白云石被認(rèn)為是制造透水混凝土的最佳骨料。

表5 不同骨料不同齡期的抗彎強(qiáng)度

2.1.2骨料粒度和級(jí)配的影響

首先對A1、B1、C1三種骨料均采用單一粒徑骨料作為參考,然后擴(kuò)大骨料級(jí)配。從表4可以看出,石英巖混凝土和白云巖混凝土表現(xiàn)相似。以白云石為例,從單一粒度級(jí)配(B1)到9.50～ 4.75 mm級(jí)配(B2),孔隙混凝土抗壓強(qiáng)度在7 d時(shí)從15.0 MPa增加到16.0 MPa,在28 d時(shí)從15.8 MPa增加到19.0 MPa。較小粒徑骨料的摻入比例能提高透水混凝土的強(qiáng)度。但當(dāng)摻加大粒徑骨料(對比B2、B3)時(shí),雖然級(jí)配效果較好,但透水混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均有所降低。

固化28 d后進(jìn)行滲透率測定。透水混凝土試件的滲透系數(shù)見表6?？梢园l(fā)現(xiàn),除石灰石外,骨料粒徑越小,透水混凝土的滲透性越低。但3種骨料均表現(xiàn)出良好的滲透性,在此基礎(chǔ)上可選用一些填料進(jìn)一步提高透水混凝土的強(qiáng)度。

表6 不同骨料配制的透水混凝土在28 d養(yǎng)護(hù)時(shí)的滲透率 單位:mm/s

2.2 配合比優(yōu)化

本研究的第二階段涉及使用化學(xué)外加劑和細(xì)骨料來提高透水混凝土的強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度將作為主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)階段一的試驗(yàn)結(jié)果,選擇了白云石作為粗骨料。

2.2.1摻合料

表7所示,使用了外加劑的試件(B4、B5、B6和B7)比不使用外加劑的試件(B2)具有更高的強(qiáng)度。硅灰對透水混凝土抗壓強(qiáng)度的影響與普通混凝土相同。從技術(shù)上講,當(dāng)硅灰加入時(shí),需要更多的水來潤濕混凝土混合物中硅灰顆粒的大比表面積,以保持其和易性。因此,如果將相同的水灰比應(yīng)用于含硅灰和不含硅灰的透水混凝土試件,含硅灰的試件通常會(huì)產(chǎn)生問題。

表7 透水混凝土的性能

通過一系列的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在含硅灰的混合物中加入少量的超塑化劑,試樣的抗壓強(qiáng)度得到了明顯的提高。透水混凝土坍落度的微小變化證明了這一點(diǎn)。由表7可知,B4(僅含10%硅灰)的抗壓強(qiáng)度略高于B2。然而,在添加0.8%的超塑化劑后,B6樣品在不損失滲透性的情況下其性能表現(xiàn)更為良好。

原因是硅灰的摻入會(huì)加劇水泥漿體的絮凝作用,從而產(chǎn)生更多的絮凝膠體,這些膠體是多孔的,不利于透水混凝土強(qiáng)度的提高。然而,由于高效減水劑通常具有高分子質(zhì)量的長分子,這些長分子將自己包裹在水泥顆粒,導(dǎo)致水泥漿體的絮凝和硅灰的分散。此時(shí),硅灰的細(xì)顆粒能夠均勻分布,并充填在水泥漿體的毛細(xì)孔或凝膠孔中,從而提高了透水混凝土的抗壓強(qiáng)度,如B5。

此外,在硅灰和高效減水劑的雙重作用下,可以利用細(xì)骨料獲得更高的強(qiáng)度。表6所示,B6和B7的抗壓強(qiáng)度均高于B5。同時(shí),在28 d養(yǎng)護(hù)后,采用機(jī)制砂配制的B7性能優(yōu)于采用2.36 ～ 4.75 mm細(xì)白云石顆粒配制的B6。機(jī)制砂能促進(jìn)水泥水化產(chǎn)物的發(fā)育,在28 d養(yǎng)護(hù)過程中,水泥基質(zhì)中的毛細(xì)孔隙減少,微觀結(jié)構(gòu)致密,抗壓強(qiáng)度較高[15]。相比之下,粒徑較小的白云石顆粒無法橋接結(jié)晶水化水泥,形成更多的膏體,從而提高黏結(jié)強(qiáng)度。

因此,使用機(jī)制砂比使用細(xì)白云石顆粒更有效。見圖3,B7的強(qiáng)度有所提高,滲透率保持在可接受的范圍內(nèi),故采用這種組合。

圖3 水灰比與抗壓強(qiáng)度的曲線特征

2.2.2最佳水灰比

考慮到含水率對混凝土性能的顯著影響,通過對含水率進(jìn)行適度調(diào)整,探索透水混凝土的最佳配合比設(shè)計(jì)。抗壓強(qiáng)度隨水灰比的變化情況見表8。水灰比為0.30 ～ 0.38,其他成分保持不變。

表8 不同水灰比的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度

圖3所示,水灰比為0.34的B8混凝土在養(yǎng)護(hù)7、28 d后抗壓強(qiáng)度均最高,分別達(dá)到36.8、46.2 MPa。此外,水灰比與透水混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系并不是一條簡單的線性路徑。拐點(diǎn)在0.34 (B8)的出現(xiàn)將整個(gè)趨勢線分為2個(gè)不同的階段。當(dāng)水灰比小于 0.34時(shí),隨著水灰比的增加,抗壓強(qiáng)度略有提高;大于0.34時(shí),抗壓強(qiáng)度急劇下降。水灰比為0.38的B11在7、28 d的抗壓強(qiáng)度最低,分別為20.3、23.3 MPa。

同時(shí),圖4給出了不同水灰比下滲透率的變化?？梢园l(fā)現(xiàn),透水混凝土的滲透性趨勢與抗壓強(qiáng)度趨勢成反比。

圖4 水灰比與滲透率的曲線特征

最小值也發(fā)生在水灰比為0.34 (B8)時(shí),此時(shí)滲透率降至1.22 mm/s。取0.34作為閾值,一旦水量超過此閾值時(shí),透水混凝土的滲透性直線上升,經(jīng)B11后達(dá)到8.42 mm/s;而當(dāng)滲透率低于該閾值時(shí),滲透率沒有反彈。從圖4可以看出,B9的滲透性高于B8,而B10的滲透性低于B9,觀察B10可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)含水率降低到0.30時(shí),砂和硅灰顆粒很難與水泥均勻結(jié)合。振動(dòng)后,新鮮混凝土混合物中的一些細(xì)小顆粒甚至分離到樣品表面,在樣品中容易形成不同的致密層。在樣品的中部可能產(chǎn)生了更多的孔隙,但表面已被這些顆粒封閉,對滲透系數(shù)產(chǎn)生了不利影響。因此,不建議水灰比小于0.30。

通過對透水混凝土抗壓強(qiáng)度變化的分析可知,水灰比在0.34～0.38范圍內(nèi)具有較高的滲透性,但大量的水會(huì)加劇透水混凝土在養(yǎng)護(hù)齡期時(shí)的收縮,導(dǎo)致硬化混凝土中出現(xiàn)較大比例的孔洞,從而使透水混凝土的抗壓強(qiáng)度大大降低。相比之下,在0.30～0.34范圍內(nèi),水泥強(qiáng)度較高,但含水量過低,無法充分水化水泥。在該情況下,水泥砂漿不能包裹所有的骨料。但是,由于這些變化是在調(diào)整過程中逐漸發(fā)生的,因此可以收集到最佳水灰比。透水混凝土的滲透率一般為2.0～5.4 mm/s[16],圖3、4顯示,水灰比為0.32的B9表現(xiàn)最好,具有較高的抗壓強(qiáng)度和不錯(cuò)的滲透性。

2.3 損傷分析

混凝土作為三相復(fù)合材料,在微觀尺度上包括砂漿基體、骨料和兩者之間的界面過渡區(qū)。界面過渡區(qū)雖然相對于砂漿基體和骨料的比例較小,但其特性對混凝土的力學(xué)性能影響較大,通常被認(rèn)為是混凝土中最薄弱的區(qū)域。對于普通混凝土,Zaitsev[17]指出,由于水泥基體的收縮,分離裂縫首先發(fā)生在骨料與水泥漿體的界面上。而對于透水混凝土,界面區(qū)裂縫較多,說明在沒有砂石、化學(xué)摻合料等填充材料的情況下,透水混凝土中骨料與水泥的黏結(jié)強(qiáng)度不夠,成為決定混凝土抗壓強(qiáng)度的控制因素。

圖5所示,大部分破壞集中發(fā)生在水泥與骨料的界面或未摻外加劑的透水混凝土硬化水泥漿體。相比之下,硅灰和高效減水劑的應(yīng)用確實(shí)為水泥包裹骨料提供了良好的黏結(jié)。從圖5b可以看出,更多的斷裂是直接穿過骨料顆粒,而不是穿過骨料外殼。與普通混凝土相比,破碎面更光滑、更平整,見圖6。這說明骨料或水泥漿體的破壞是從它們之間的界面區(qū)開始的,主導(dǎo)了壓縮裂縫的發(fā)展。

a)不使用外加劑

圖6 多孔透水混凝土斷口面

為了進(jìn)一步揭示界面區(qū)的破壞機(jī)制,采用偏光顯微鏡對透水混凝土的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。典型的顯微圖見圖7。黃色物質(zhì)體為白云石骨料,黑色物質(zhì)體為水泥漿體;空白或青色的空隙為孔隙。在使用了外加劑的圖7a中,與不添加外加劑的圖7b相比,每個(gè)黃色顆粒周圍的黑色帶更暗、更均勻、更連續(xù)。結(jié)果表明,與普通水泥漿體相比,摻加外加劑的砂漿包裹骨料顆粒的厚度和寬度增大,這意味著2個(gè)骨料顆粒之間的結(jié)合面積增大。Neville[18]研究了普通混凝土出現(xiàn)這種現(xiàn)象的機(jī)理。在不添加外加劑的情況下,界面過渡區(qū)(ITZ)通常會(huì)形成壁效應(yīng),抑制水泥顆粒接近骨料表面;但硅灰的加入會(huì)破壞壁效應(yīng),硅灰的微觀顆粒可能會(huì)接近骨料顆粒,從而降低了ITZ的孔隙率,增強(qiáng)了黏結(jié)力。

此外,在圖7b中可以看到,黃色顆粒周圍的一些顏色逐漸由青色變?yōu)楹谏?一些青色的空間直接與黃色的表面相連。這可能是骨料與水泥之間的破壞發(fā)展無外加劑的膏體。結(jié)果表明:少量水泥漿體從骨料表面被抽離,并在骨料表面留下孔隙;少數(shù)沒有覆蓋整個(gè)骨料表面,甚至沒有直接黏在骨料表面。這就形成了透水混凝土最薄弱的區(qū)域。從圖7a可以看出,水泥漿體與骨料表面黏結(jié)緊密,黏結(jié)區(qū)整體一致;裂縫發(fā)生在黃色聚集體個(gè)體內(nèi)部。這表明可能的破壞模式已經(jīng)從ITZ轉(zhuǎn)移到骨料或水泥漿體內(nèi)部。因此,透水混凝土的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。

3 結(jié)論

本文介紹了影響透水混凝土強(qiáng)度和滲透性因素的試驗(yàn)研究,為此進(jìn)行了一系列試驗(yàn),探討了最優(yōu)配合比設(shè)計(jì),可以得出以下結(jié)論。

a)通過試驗(yàn),研究并比較了3種最常見類型的骨料的影響。除了具有較高的抗壓強(qiáng)度外,白云石還使得透水混凝土具有較強(qiáng)的耐磨性,當(dāng)透水混凝土預(yù)計(jì)用作道路施工的路面材料時(shí)應(yīng)考慮這一特性。因此,白云石被認(rèn)為是其中制作透水混凝土的最佳骨料。

b)摻加硅灰對提高透水混凝土的強(qiáng)度效果不明顯。由于混凝土混合物的高孔隙率,壓實(shí)后硅灰的細(xì)顆粒易于分離沉積。而在透水混凝土中,高效減水劑在輔助硅灰分散方面效果顯著。高效減水劑作為分散劑,是制備高強(qiáng)透水混凝土的必要條件。這些礦物和化學(xué)外加劑的使用提高了ITZ的黏結(jié)強(qiáng)度,從而使透水混凝土在壓縮下更加堅(jiān)固。

c)采用機(jī)制砂提高了透水混凝土30%～50%的抗壓強(qiáng)度,建議優(yōu)先采用2.36～9.50 mm的密實(shí)級(jí)配骨料。

d)含水率是影響抗壓強(qiáng)度的重要因素之一。水比例的控制對于生產(chǎn)具有良好和易性且不易堵塞孔隙的新鮮水泥漿體至關(guān)重要。添加細(xì)骨料和外加劑后,最佳水灰比為0.32,28 d抗壓強(qiáng)度為40 MPa,透水率大于2 mm/s。