透水混凝土畢業(yè)論文

1、<p>　　綿 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院</p><p><b>　　畢　業(yè)　論　文</b></p><p>　　論文題目：C10透水混凝土的配制研究</p><p>　　年　　　　級(jí) 2012級(jí)</p><p><b>　　姓　　　　名</b></p>&

2、lt;p>　　?！　　　I(yè) 混凝土工藝</p><p>　　指 導(dǎo)　教 師 賈陸軍、楊峰</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　透水混凝土是一種生態(tài)環(huán)?；炷?，是經(jīng)過特殊工藝制成的具有連續(xù)孔隙的混凝土，既有一定的強(qiáng)度，又有一定的透氣透水性。筆者對(duì)其配合比設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，

3、通過對(duì)原材料水泥、骨料、減水劑（PC）的選擇，采用體積法設(shè)置配合比，檢測不同水灰比對(duì)透水混凝土的性能影響和不同粒徑的骨料對(duì)透水混凝土的性能影響，同時(shí)檢測抗折、抗壓強(qiáng)度和孔隙率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：透水混凝土　　設(shè)置配合比　　強(qiáng)度　　孔隙率</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The porous

4、concrete is a kind of environmentally-friendly concrete with continuous porosity mixed with special technology.It has certain intensity and permeability of air and water.The author of the study with experimental system p

5、erformed better than the design and performance,based on the raw material of cement,aggregate,water reducing agent (PC) choice,set the mix ratio by volume method,the influence of different water cement ratio on the perfo

6、rmance of detection of pervious concreteand diffe</p><p>　　Key word：porous concrete　　ratio design　　strength　　porosity</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘　　要1</b

7、></p><p><b>　　1　緒論1</b></p><p>　　1.1　研究的背景及意義1</p><p>　　1.2　透水混凝土的基本概念2</p><p>　　1.3　國內(nèi)外透水性混凝土研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.1　國內(nèi)透水性混凝土研究現(xiàn)狀3</p&

8、gt;<p>　　1.3.2　國外透水性混凝土研究現(xiàn)狀4</p><p>　　2　透水混凝土對(duì)原材料的選擇6</p><p><b>　　2.1　水泥6</b></p><p><b>　　2.2　粗集料6</b></p><p><b>　　2.3　外加劑7<

9、;/b></p><p>　　2.3.1　水泥與外加劑的適應(yīng)性7</p><p>　　3　透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1　配合比設(shè)計(jì)方法8</p><p>　　3.2　體積法設(shè)置配合比8</p><p>　　3.2.1　配合比參數(shù)的確定8</p><p>　

10、　3.2.2　透水混凝土的配合比計(jì)算9</p><p>　　4　透水混凝土基本性能檢測11</p><p>　　4.1　不同水灰比對(duì)透水混凝土的影響11</p><p>　　4.1.1　不同水灰比的配合比設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1.2　試件的成型12</p><p>　　4.1.3　試件力學(xué)性能檢測

11、13</p><p>　　4.1.4　試件孔隙率檢測13</p><p>　　4.1.5　水灰比、強(qiáng)度及孔隙率的關(guān)系14</p><p>　　4.2　不同粒徑骨料對(duì)透水混凝土的性能影響16</p><p>　　4.2.1　不同骨料的配合比設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2.2　試件成型及性能檢測17<

12、;/p><p>　　4.2.3　骨料粒徑和強(qiáng)度、孔隙率的關(guān)系18</p><p><b>　　結(jié)　　論20</b></p><p><b>　　致　　謝21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>

13、　　1　緒論</b></p><p>　　1.1　研究的背景及意義</p><p>　　隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，高樓大廈林立，人口高度集中，污染急劇增加，生態(tài)破壞嚴(yán)重。所以人們的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，保護(hù)地球環(huán)境，維持生態(tài)平衡，尋求與自然的和諧發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展的道路成為人們共同關(guān)心的問題。目前，我國城市化建設(shè)步伐加快，如何在城市中實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)，社會(huì)的和諧發(fā)展正引起人們的重

14、視。</p><p>　　在城市化建設(shè)中，現(xiàn)代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆蓋形成了生態(tài)學(xué)上的“人造沙漠”，便捷的交通設(shè)施，鋪設(shè)平整的道路在給人們的出行帶來極大方便的同時(shí)，這些不透水的路面也給城市的生態(tài)環(huán)境帶來極大的負(fù)面影響。首先，傳統(tǒng)的地面鋪裝強(qiáng)調(diào)的是地面的堅(jiān)固耐用及使用性，但此種路面鋪裝的不透水性卻將寶貴的自然降水完全與下層土壤及地下水阻斷，降水大部分通過城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)排入江河湖海等地表水

15、源中，加之城市地下水的過量抽取，導(dǎo)致城市地下水位越來越低，形成了地質(zhì)學(xué)上的“漏斗型”地下水位，引發(fā)地面下降，沿海地區(qū)還會(huì)導(dǎo)致海水倒灌，這就嚴(yán)重影響了雨水的有效利用；其次由于這種表面致密的地面鋪裝不利于緩解城市的噪音污染，這些噪音主要是來自路面交通產(chǎn)生的噪音，同時(shí)在雨天由于不能及時(shí)排水，造成路面積水，使雨天行車產(chǎn)生“漂滑”、“吃濺”、“夜間眩光”等現(xiàn)象，給行人出行和車輛行駛帶來不便；另外這種不透水的鋪裝與周圍城市建筑共同作用，會(huì)增加城市的

16、“熱島效應(yīng)”[1]。</p><p>　　面對(duì)生態(tài)脆弱，人們意識(shí)到對(duì)于路面，應(yīng)該有意識(shí)地多普及蜂窩狀的結(jié)構(gòu)和可滲透路面。因?yàn)榉涓C狀的地面可以有效地改變地表的熱量平衡，自然打通地面上下的水分和熱量的流通，在地面水分蒸發(fā)中，使地表溫度降低3-4攝氏度。同時(shí)可滲透路面好處較多:首先城市可以蓄存大量的雨水，緩解城市日益突出的“熱島效應(yīng)”，改善城市環(huán)境質(zhì)量；其次還可以減緩對(duì)下游江河湖泊的壓力，也減少了城市受澇和洪澇災(zāi)害發(fā)生

17、的頻率[2]。 最重要的是它不會(huì)造成路面積水，使雨天行車產(chǎn)生“漂滑”、“吃濺”、“夜間眩光”等現(xiàn)象，從而保證行車的安全性。</p><p>　　由以上的分析可見，現(xiàn)在需要一種能滿足路用性能，同時(shí)又能與自然環(huán)境協(xié)調(diào)共生，為人類構(gòu)造舒適生活環(huán)境的路面鋪裝材料。透水性混凝土是一種生態(tài)型環(huán)保混凝土，它是一種經(jīng)過特殊工藝制成的具有連續(xù)空隙的混凝土[3]。它既有一定的強(qiáng)度，又具有一定的透氣透水性，可以很好的緩解不透水鋪裝對(duì)環(huán)

18、境造成的影響。與不透水的混凝土路面鋪裝材料相比，它的優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1,4]：①透水性鋪裝對(duì)于地下水資源保護(hù)的作用；②透水性地面在吸聲降噪方面的作用；③透水性地面對(duì)于城市熱環(huán)境的改善作用；④透水性地面鋪裝對(duì)于城市地表土壤生態(tài)環(huán)境的改善作用；⑤透水性鋪裝在水體凈化及緩解地表徑流方面的作用。</p><p>　　我國雖然在透水鋪裝上有所研究，比如透水瀝青的研究取得了一定的成果，但對(duì)透水性混凝土的研究和應(yīng)用

19、還處在起步階段，與國外相比還有很大的差距。從研究的角度來看，開展透水性混凝土的研究有利于縮短我們與發(fā)達(dá)國家混凝土研究水平的差距，有利于拓寬我國混凝土的應(yīng)用前景；從環(huán)境保護(hù)的角度看，有利于改善城市的環(huán)境和維護(hù)生態(tài)平衡，符合世界發(fā)展的趨勢。由此可見，開展透水性混凝土材料的研究有重大的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　1.2　透水混凝土的基本概念</p><p>　　透水混凝土由于使用習(xí)慣不同而有

20、多種名稱，中文部分有無砂混凝土、多孔混凝土、多孔連續(xù)綠化混凝土、大孔混凝土等，英文部分有porous concrete，pervious concrete以及no fines concrete等。</p><p>　　透水性混凝土是一種生態(tài)型環(huán)保混凝土，它是一種經(jīng)過特殊工藝制成的具有連續(xù)空隙的混凝土，它既有一定的強(qiáng)度，又具有一定的透氣透水性。透水餛凝土的特點(diǎn)是采用單粒極粗骨料作為骨架，水泥凈漿或加入少量細(xì)骨料的砂

21、漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面，作為骨料顆粒之間的膠結(jié)層，形成骨架一孔隙結(jié)構(gòu)的多孔混凝土材料，由于集料級(jí)配特殊，形成了蜂窩狀結(jié)構(gòu)，或稱為米花糖結(jié)構(gòu)。由于透水混凝土是粗骨料顆粒間通過硬化的水泥漿薄層膠結(jié)而成的多孔堆聚結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有較多的孔隙，且多為直徑超過1mm的大孔，因此具有良好的透水性，但同時(shí)強(qiáng)度比普通混凝土低。另外，由于原料的特性，透水混凝土制品的表面都相當(dāng)粗糙。</p><p>　　透水混凝土的強(qiáng)度主要是依靠

22、包裹在骨料表面的硬化的水泥漿體將骨料粘結(jié)而形成，另外同時(shí)還存在著骨料之間的嵌擠、機(jī)械咬合的作用。</p><p>　　按實(shí)際使用情況，透水混凝土可分為兩大類:一是直接攤鋪在路基上的透水混合料，經(jīng)壓實(shí)、養(yǎng)護(hù)等工藝構(gòu)筑而成的透水混凝土路面；二是由透水混凝土經(jīng)特定工藝和模具成型的混凝土制品，然后再將它們鋪裝在透水路基上，稱作透水性鋪裝。</p><p>　　1.3　國內(nèi)外透水性混凝土研究現(xiàn)狀&l

23、t;/p><p>　　1.3.1　國內(nèi)透水性混凝土研究現(xiàn)狀</p><p>　　與國外蓬勃開展的透水性混凝土鋪裝材料的研究情況相比，國內(nèi)對(duì)透水性混凝土鋪裝材料的研究明顯不足，對(duì)高強(qiáng)高性能透水性混凝土的研究就更為欠缺，應(yīng)用技術(shù)水平也較低。這和我國作為一個(gè)混凝土應(yīng)用大國的地位極為不相稱。這種情況也不適應(yīng)世界環(huán)境保護(hù)，可持續(xù)發(fā)展的趨勢。</p><p>　　20世紀(jì)90年代，

24、國內(nèi)對(duì)透水性混凝土開始進(jìn)行研究，但是由于其抗壓強(qiáng)度(不超過20MPa)較低，人們的認(rèn)識(shí)、地基狀況、施工方法等原因限制，透水性混凝土的應(yīng)用范圍受到影響。經(jīng)過各高校、科研機(jī)構(gòu)以及透水混凝土生產(chǎn)廠家的大量研究，合理使用混凝土外加劑，采用高活性硅灰材料，調(diào)整骨料級(jí)配等方法，提高了透水混凝土強(qiáng)度。</p><p>　　近幾年，在國內(nèi)一些科研院所、大學(xué)開展了一些透水性混凝土的研究工作。中國建筑材料科學(xué)研究院在原國家建筑材料工

25、業(yè)局的資助下，與1993年開始進(jìn)行《透水混凝土與透水性混凝土路面磚的研究》，1995年開始在試點(diǎn)工程中應(yīng)用，得到用戶好評(píng)。1998年通過部級(jí)鑒定(建材鑒字[1998]第27號(hào))，專家委員會(huì)一致認(rèn)為“透水性混凝土路面磚的技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平”[5]。目前已在北京、上海、山東、山西等地推廣應(yīng)用，受到市政工程設(shè)計(jì)與建設(shè)部門的青睞。由此可見，透水性混凝土路面有望在北京奧運(yùn)工程中大量應(yīng)用。</p><p>　　本世紀(jì)初

26、，我國相繼開展透水混凝土的應(yīng)用。杭州市除運(yùn)河治污工程外，從2005年開始在城市市政建設(shè)中大規(guī)模推廣使用透水工程材料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2007年杭州市鋪設(shè)透水混凝土面積達(dá)30萬m2。北京市僅在奧運(yùn)場館建設(shè)中鋪裝透水工程材料達(dá)10多萬m2。在奧運(yùn)公園水環(huán)境設(shè)計(jì)思路的討論會(huì)上，一位專家提出，奧運(yùn)公園最重要的設(shè)計(jì)之一，應(yīng)是讓地面具有很好的雨水回滲功能。上海在新建改建公園中積極推廣透水材料鋪裝，2010年舉辦的上海世博會(huì)工程、特奧會(huì)訓(xùn)練基地建設(shè)大

27、量采用透水混凝土鋪裝。建設(shè)部也在大力推廣透水混凝土材料，這標(biāo)志著城市建設(shè)逐步走出硬化的誤區(qū)，向人們展示一種全新的，具有環(huán)境、生態(tài)、水資源保護(hù)功能的地面鋪設(shè)。</p><p>　　中國建筑材料科學(xué)研究院水泥新材所的王武祥對(duì)透水混凝土磚作了較多的研究，取得了一定的成果。他對(duì)透水磚的透水機(jī)理、種類、強(qiáng)度和透水性及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了研究和分析。其透水混凝土的抗壓強(qiáng)度為5-20MPa，抗折強(qiáng)度為1-4</p>&

28、lt;p>　　MPa，孔隙率5%-30%，透水系數(shù)為1.0-15.0mm/s[6]。</p><p>　　清華大學(xué)的楊靜，蔣國梁采用小粒徑骨料,礦物細(xì)摻料和有機(jī)增強(qiáng)劑等方法，提高透水混凝土道路材料的強(qiáng)度，研制出了力學(xué)性能符合國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)具有良好透水性的混凝土道路材料。采用礦物細(xì)摻量，并配合使用高效減水劑，制得的路面磚抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到35MPa以上；利用有機(jī)增強(qiáng)材料，使透水性混凝土材料的抗壓強(qiáng)度

29、達(dá)到40MPa以上[7]。</p><p>　　但是，國內(nèi)對(duì)透水性混凝土的膠結(jié)材特性，集料級(jí)配及配合比設(shè)計(jì)方法和成型方法以及透水系數(shù)的測定還沒有系統(tǒng)的研究和相關(guān)的文章，對(duì)透水性混凝土的生態(tài)環(huán)保效益的研究也是空白。這些問題的解決對(duì)透水性混凝土材料的應(yīng)用和推廣是十分有利的。</p><p>　　1.3.2　國外透水性混凝土研究現(xiàn)狀</p><p>　　由于透水混凝土路面

30、材料具有以上諸多生態(tài)方面的優(yōu)良特點(diǎn)，在人類尋求與自然協(xié)調(diào)、維護(hù)生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展的思想指導(dǎo)下，歐美、日本等一些發(fā)達(dá)國家開始研究開發(fā)透水性路面材料，并將其應(yīng)用于廣場、步行街、道路兩側(cè)和中央隔離帶、公園內(nèi)道路以及停車場等。這就增加了城市的透水、透氣空間，對(duì)調(diào)節(jié)城市微氣候、保持生態(tài)平衡起到了良好的效果。以日本、美國為代表的國家是世界上透水性混凝土路面材料研究與應(yīng)用較為先進(jìn)的國家和地區(qū)。在這些國家，高強(qiáng)型透水性混凝土的研究與應(yīng)用也走在世界前列

31、。</p><p>　　在美國，透水性混凝土一般不含細(xì)骨料，稱為無細(xì)集料混凝土。美國的佛羅里達(dá)，新墨西哥和猶它州已將無細(xì)集料混凝土作路面面層材料用于停車區(qū)路段，大多數(shù)工程建在佛羅里達(dá)州。無細(xì)集料混凝土在該州得以廣泛應(yīng)用有3個(gè)原因:①由于地理位置的原因，佛羅里達(dá)州容易出現(xiàn)由暴雨引起的驟發(fā)洪水，無細(xì)集料混凝土路面可以有效的緩解這種過大的徑流量；②州法規(guī)規(guī)定雨水需就地滯留并讓其流回地下水系統(tǒng)中去；③普通混凝土上鋪無細(xì)集

32、料混凝土表層后，可少設(shè)雨水溝渠和蓄水設(shè)施，從而可極大提高其成本效益[1]。</p><p>　　佛羅里達(dá)州推廣的另一個(gè)無細(xì)集料混凝土項(xiàng)目稱為“透水性混凝土”，它由單一粒徑的粗集料、普通水泥和水制成，不需添加劑。據(jù)一獲批準(zhǔn)生產(chǎn)該混凝土的公司介紹，這種混凝土拌和分兩個(gè)階段。首先，在高速旋轉(zhuǎn)的攪拌機(jī)中制備水泥漿，然后在普通故事攪拌機(jī)中將水泥漿和粗集料拌和，成品混凝土塌落度為零，用攤鋪機(jī)攤鋪后再碾壓，并用聚丙烯薄膜覆蓋進(jìn)

33、行濕養(yǎng)護(hù)。到目前為止，在佛羅里達(dá)的西部和東部沿海地區(qū)共修建了53座無砂混凝土停車場。由于對(duì)無細(xì)集料混凝土的大量的需求和這種路面結(jié)構(gòu)的普及，該州在1991年專門成立個(gè)“普通水泥透水協(xié)會(huì)”的協(xié)會(huì)，這個(gè)協(xié)會(huì)可提供技術(shù)和材料銷售服務(wù)[2]。</p><p>　　日本是個(gè)降雨量較多的國家，同時(shí)又是一個(gè)道路交通發(fā)達(dá)的國家。汽車的剎車效果會(huì)因?yàn)橛晁纬傻乃ざ鴾p弱，容易引起交通事故。另一方面，車輛在路面上行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音是城市

34、噪音污染的主要來源[8]。為了解決這些問題，安全、快速、環(huán)保的行車路面的研究被提到議事日程上來。在這種背景下，在近裴地方建設(shè)局對(duì)1987年近裴技術(shù)事務(wù)所為中心開發(fā)的排水性路面上進(jìn)行了透水性路面的施工鋪裝。施工時(shí)問是1993年6月，地點(diǎn)是日本和歌山B.P地區(qū)，并在施工通車后的3個(gè)月對(duì)路面的透水性，混和料的老化性，路面溫度及噪音量進(jìn)行了追蹤調(diào)查和評(píng)價(jià)。結(jié)果證明這種路面有利于雨水還原地下，降低路面溫度和汽車產(chǎn)牛的噪音[9]。而對(duì)由于粉塵和泥沙

35、的堵塞，造成的透水路面透水功能的下降，日本采用的恢復(fù)透水能力的方法是:采用壓力為4-7Mpa的小型高壓清洗機(jī)清洗路面，或采用高壓清洗和真空吸附復(fù)合的方法恢復(fù)，這樣可以使透水功能恢復(fù)到初期的80%[1]。</p><p>　　在法國已廣泛開展用多孔混凝土作路邊排水和硬路肩得試驗(yàn)，相比之下美國開展的還不夠廣泛。為防止水泥路面卿泥的需要促使其在水泥板與路肩聯(lián)接處鋪設(shè)多孔貧混凝土基層，這種基層也可用來迅速排除路面結(jié)構(gòu)中的

36、水。透水混凝土由5-20mm軋制碎石、少量砂(每立方米混凝土含100.4-301.75kg)、普通礦渣水泥或火山灰礦渣水泥及飲用水拌制而成。為增加抗凍融能力，摻入引氣劑。其水灰比0.36-0.55之間。多孔混凝土的攤鋪由兩臺(tái)邊攤鋪機(jī)和一臺(tái)滑模攤鋪機(jī)完成，碾壓設(shè)備需根據(jù)攤鋪層厚度及合適的密實(shí)度要求選用。在攤鋪和碾壓后，采用在表面罩一層乳液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。Missoux和Merrien兩人用孔隙率為15%-30%的透水性混凝土做試驗(yàn)得出，其28天

37、抗壓強(qiáng)度一般在14Mpa以下，滲透率分別為每平方米每秒2.1和2.9立方米。在法國60%的網(wǎng)球場是用透水性混凝土修建的。另外，法國還將透水性混凝土大量用于網(wǎng)球場，其國內(nèi)60%的網(wǎng)球場是用透水性混凝土修建的。除此之外，透水性混凝土還用在護(hù)坡綠化地帶，對(duì)河道兩岸的生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境[10]。</p><p>　　透水性混凝土也是有缺陷的，如在英國，一些工程師利用無細(xì)集料混凝土的排水特性，采用整層攤鋪的辦法，在

38、諾丁漢郡鋪筑了一段長183毫米的復(fù)合式路面。其結(jié)構(gòu)為:面層為50毫米厚無細(xì)集料混凝土；面層下層為正常密度普通混凝土層，厚203毫米；并用單層金屬網(wǎng)加強(qiáng)；基層由50毫米粒徑的級(jí)配干燥石灰石組成，厚203毫米，其上還覆蓋一層防水聚乙烯薄膜。開始這段試驗(yàn)路段工作性能良好，然而10年后，試驗(yàn)路被認(rèn)為是失敗的。某些因素(如凍融循環(huán)和水力抽吸，或這兩者的結(jié)合)構(gòu)成路面破壞的可能原因，加之該路段位于農(nóng)村，大量農(nóng)用機(jī)具的行走，使無細(xì)集料混凝土的孔隙率被

39、塵土填塞，路面積水，最終導(dǎo)致表面松散剝落[11]。</p><p>　　2　透水混凝土對(duì)原材料的選擇</p><p><b>　　2.1　水泥</b></p><p>　　研究混凝土的結(jié)構(gòu)破壞特征可以發(fā)現(xiàn)，較低強(qiáng)度等級(jí)的水泥石與粗骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度往往是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)[12]。由于骨料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土的強(qiáng)度，因而結(jié)構(gòu)的破壞常常是發(fā)生在骨

40、料界面間的水泥石層中。可見水泥的活性、品種、數(shù)量是決定混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。所以，透水混凝土要采用強(qiáng)度較高、混合材料摻量較少的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號(hào)最好在32.5級(jí)以上。水泥漿的最佳用量以能在集料表面形成約0.5-1.0mm厚的均勻水泥漿膜為宜，并以采用最小水泥用量為原則。本研究使用水泥為PO（42.5），性能檢測如下：</p><p>　　根據(jù)GB/T1345-2005《水泥細(xì)度檢測》，GB/T2

41、08-2014《水泥密度檢測》檢測可得所用水泥性能指標(biāo)如表2-1所示。</p><p>　　表2-1　　水泥性能指標(biāo)</p><p><b>　　2.2　粗集料</b></p><p>　　粗集料的性能對(duì)透水性混凝土性能起著至關(guān)重要的作用，因此對(duì)集料的顆粒直徑、級(jí)配、顆粒形狀及強(qiáng)度的要求是十分嚴(yán)格的。粗集料的級(jí)配是控制透水性混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要

42、指標(biāo)。若集料粒徑過大，則堆積骨架中含有大量的空隙，當(dāng)漿體使用量相同時(shí)，透水系數(shù)大，強(qiáng)度偏低；反之，雖然強(qiáng)度較高，而透水性極差[19]?？紤]到試驗(yàn)條件的限制等各種因素，本論文主要研究所采用的粗骨料為碎石，其粒徑有兩種，分別為5-10mm、10-15mm。檢測性能結(jié)果如下：</p><p>　　根據(jù)GB/T14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》檢測可得試驗(yàn)所用骨料性能指標(biāo)如表2-2所示。</p>&l

43、t;p>　　表2-2　　粗集料性能指標(biāo)</p><p><b>　　2.3　外加劑</b></p><p>　　本次研究主要采用PC型減水劑（減水率為46%，固含量為18%），主要檢測其與水泥的適應(yīng)性好壞。檢測結(jié)果如下：</p><p>　　2.3.1　水泥與外加劑的適應(yīng)性</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JC/T10

44、83-2008《水泥與減水劑相容性》檢測，并將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表分析可得圖2-1</p><p>　　圖2-1　　外加劑與水泥適應(yīng)性</p><p>　　由圖2-1分析：在測量過程中，沒有把握好時(shí)間，導(dǎo)致會(huì)有誤差。</p><p>　　從圖中可以看出，當(dāng)時(shí)間越長，流動(dòng)度會(huì)越來越不好,當(dāng)時(shí)間達(dá)到一定值后，最后基本保持不變。</p><p>　　3

45、　透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1　配合比設(shè)計(jì)方法</p><p>　　與普通混凝土不同，透水混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮的是孔隙率(填漿量)。一般以骨料被漿體包裹，沒有較多水泥漿流出為恰當(dāng)，常見方法有質(zhì)量法、體積法和比表面法。以下為幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，如表3-1。</p><p>　　表3-1　　各種配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><

46、;p>　　根據(jù)表3-1中所述透水混凝土的各種配合比設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)及結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了更好的與工程實(shí)際相結(jié)合，優(yōu)化配合比方案，本研究采用了體積法[20]。</p><p>　　3.2　體積法設(shè)置配合比</p><p>　　根據(jù)透水混凝土所要求的孔隙率和透水的特性，則可以將體積法理解為:集料在緊密堆積的情況下，被水泥等膠結(jié)材均勻的包裹粘結(jié)在一起，凝固后形成了多孔堆聚的結(jié)構(gòu)，其剩余的空隙變成

47、了混凝土內(nèi)部連通的孔隙[13]。透水混凝土配合比參數(shù)主要有強(qiáng)度，目標(biāo)孔隙率、水灰比等。</p><p>　　3.2.1　配合比參數(shù)的確定</p><p>　　透水性混凝土配合比參數(shù)有強(qiáng)度，目標(biāo)孔隙率、水灰比。</p><p>　　透水性混凝土的強(qiáng)度受多種因素的影響，有原材料的性能(如水泥品種與標(biāo)號(hào)、集料品種與級(jí)配、外加劑性能等)、水灰比、孔隙率、成型方法和養(yǎng)護(hù)條件等

48、方面的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)透水性混凝土用途的不同對(duì)強(qiáng)度有不同的要求。本次研究主要針對(duì)C10的透水混凝土（主用于路面）。</p><p>　　由于本次研究的透水混凝土主要用于路面，考慮到強(qiáng)度和透水性的前提下，孔隙率為15%-20%為宜。由于考慮到試驗(yàn)的限制和時(shí)間的有限,本次研究的透水混凝土的目標(biāo)孔隙率主要定為15%[18]。</p><p>　　透水性混凝土的水灰比決定著漿體流動(dòng)性。當(dāng)水

49、灰比大則漿體流動(dòng)性大，被包裹的集料表面光滑，但漿體易滴淌，聚積在試件的底部，不利于連通孔隙的形成，從而會(huì)降低混凝土的透水性。當(dāng)水灰比太小，水泥漿則過稠，水泥漿較難均勻地包裹在粗骨料顆粒表面，不利于強(qiáng)度的提高。合適的水灰比能使得混凝土拌和物有金屬光澤，而不會(huì)積聚在集料下面[14]。由于本次研究的透水混凝土主要用于路面，通過查閱資料可知透水混凝土的最佳水灰比范圍為0.20-0.45?？紤]到混凝土的強(qiáng)度和透水性，可以通過試拌成型后檢測其性能以

50、此來確定本次研究的透水混凝土的最佳水灰比。</p><p>　　3.2.2　透水混凝土的配合比計(jì)算</p><p><b>　?。?）配合比計(jì)算</b></p><p>　　由于己知石子的緊密堆積密度為1.68×103kg/m3,石子的緊密空隙率為V=37%，取透水混凝土的目標(biāo)孔隙率P=15%，則有:</p><p

51、>　　1m3混凝土中石子的質(zhì)量為Mg=1680kg</p><p>　　V水泥+水=V一P=37%-15% =22%</p><p>　　由此可知1m3混凝土中水泥漿的體積為220ml</p><p>　　由于水泥密度為2.88×103kg/m3,最佳水灰比范圍為0.20-0.45，則有：</p><p><b>　

52、?、?②</b></p><p>　　由以上和②兩公式可得配合比，如表3-2。</p><p><b>　　表3-2　　配合比</b></p><p>　　試拌與調(diào)整及最佳水灰比的確定</p><p>　　根據(jù)表3-2的配合比進(jìn)行混凝土的試拌，發(fā)現(xiàn)W/C=0.35左右時(shí)狀態(tài)最好(拌和物粘結(jié)，且有金屬光澤

53、)[15]，幾種狀態(tài)見表3-3。</p><p>　　表3-3　　水灰比的拌合狀態(tài)</p><p>　　根據(jù)試拌后的混凝土各狀態(tài)可知，水灰比為W/C=0.35左右時(shí)，拌合物的粘聚性較好且漿體能夠均勻的布滿在粗集料表面。所以以W/C=0.35出發(fā)，再次試拌混凝土，并對(duì)該水灰比進(jìn)行微調(diào)，從而確定最佳水灰比。</p><p>　　由微調(diào)結(jié)果可知，水灰比為W/C=0.34時(shí)

54、，此時(shí)的混凝土狀態(tài)為最佳狀態(tài)，所以該透水混凝土的最佳配合比為：</p><p>　　Mc=294kg Mw=99.2kg Mg=1680kg</p><p>　　4　透水混凝土基本性能檢測</p><p>　　4.1　不同水灰比對(duì)透水混凝土的影響</p><p>　　4.1.1　不同水灰比的配合比設(shè)計(jì)</p><

55、;p>　　根據(jù)最佳水灰比，進(jìn)行跳桌試驗(yàn)，以此數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)將其他水灰比通過加入減水劑方式調(diào)整至最佳狀態(tài)[16]。如下表4-1為調(diào)整結(jié)果：</p><p>　　表4-1　　各水灰比材料用量及流動(dòng)度值</p><p>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)水灰比W/C=0.34而言，由表4-1可知W/C=0.30時(shí)，減水劑用量為0.5g，其漿體流動(dòng)度值可達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)水灰比的漿體流動(dòng)度值相同，所以可知此水灰比下的減水劑最

56、佳摻量為0.1%。以此類推，可知水灰比為W/C=0.25時(shí)的減水劑最佳摻量為0.26%；水灰比為W/C=0.20時(shí)的減水劑最佳摻量為0.48%。</p><p>　　由表4-1檢測結(jié)果可知，不同水灰比的配合比，如表4-2。</p><p><b>　　表4-2　　配合比</b></p><p>　　4.1.2　試件的成型</p>

57、<p>　　普通混凝土成型采用振動(dòng)成型，其目的是使混凝土盡可能密實(shí)，以增加強(qiáng)度和提高耐久性。而透水性混凝土因其特殊內(nèi)部構(gòu)造導(dǎo)致其成型工藝與普通混凝土方法有所不同，經(jīng)過研究和查閱文獻(xiàn)對(duì)比，本次研究采用壓制成型工藝[17]。</p><p>　　圖4-1　　不同水灰比的透水混凝土成型試塊</p><p>　　4.1.3　試件力學(xué)性能檢測</p><p>　　根

58、據(jù)GB/T50081-2002《混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》操作，檢測試件的抗折及抗壓強(qiáng)度值，如表4-3和4-4。</p><p>　　表4-3　　試件抗折強(qiáng)度值</p><p>　　表4-4　　試件抗壓強(qiáng)度值</p><p><b>　　結(jié)果分析：</b></p><p>　　養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致強(qiáng)度不好。</p&g

59、t;<p>　　在試壓過程中，荷載過大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。</p><p>　　4.1.4　試件孔隙率檢測</p><p>　　在透水混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，透水系數(shù)并不能給予配合比設(shè)計(jì)直接的信息，控制透水混凝土配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)是孔隙率?？紫堵适欠从惩杆炷两Y(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，也即通過孔隙率能基本了解透水混凝土的透水性能。</p><p>　　本研究中

60、孔隙率(即有效孔隙率)的測定方法如下[17]:</p><p>　?、儆弥背吡砍鲈嚰某叽纾⒂?jì)算出其體積V；</p><p>　?、诜Q出試件浸水飽和狀態(tài)下在水中的質(zhì)量M1；</p><p>　?、鄯Q量試件在飽和面干狀態(tài)時(shí)的重量M2；</p><p>　　④計(jì)算試件的孔隙率（精確至0.1%）。</p><p>　　根據(jù)

61、公式×100%計(jì)算可得試件孔隙率如表4-5。</p><p>　　表4-5　　試件孔隙率</p><p><b>　　結(jié)果分析：</b></p><p>　?、倏赡苡捎谠嚰叽鐪y量不夠標(biāo)準(zhǔn)，從而使得測定值存在誤差。</p><p>　?、诳赡苡捎谠嚰莶粔驈氐祝瑥亩沟脺y定值存在誤差。</p>

62、<p>　?、鄣诙畏Q量試件時(shí)，可能由于試件不是完全處于飽和面干狀態(tài)，</p><p>　　從而使得測定值存在誤差。</p><p>　　4.1.5　水灰比、強(qiáng)度及孔隙率的關(guān)系</p><p>　　綜上述可知不同水灰比的試件性能，如表4-6。</p><p>　　表4-6　　不同水灰比的性能</p><p>

63、　　(1)不同水灰比與抗折強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　圖4-2　　不同水灰比與抗折強(qiáng)度的關(guān)系</p><p><b>　　由圖4-2分析：</b></p><p>　　由圖可知，0.25到0.34水灰比在增加，使得強(qiáng)度逐漸減小。</p><p>　　當(dāng)水灰比為0.2時(shí)，可能由于水灰比較小，水泥漿處于分散狀態(tài)，<

64、/p><p>　　使得水泥漿不能完全有效的粘接骨料，從而導(dǎo)致強(qiáng)度最低。</p><p>　　3d和28d時(shí)，水灰比為0.25時(shí)抗折強(qiáng)度最好。</p><p>　?。?）不同水灰比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　圖4-3　　不同水灰比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系</p><p><b>　　由圖4-3分析：</b&

65、gt;</p><p>　　水灰比0.30到0.34時(shí)，水灰比增加，強(qiáng)度在減小。</p><p>　　0.20到0.30時(shí)，水灰比在增加，強(qiáng)度本應(yīng)減小，由圖可知強(qiáng)度反而卻</p><p>　　在增加。那是由于在這個(gè)階段的水灰比，水灰比偏小時(shí)，水泥漿處于</p><p>　　分散狀態(tài)，不能有效的粘接骨料，所以導(dǎo)致強(qiáng)度在減小。</p>

66、<p>　　（3）不同水灰比與實(shí)測孔隙率的關(guān)系</p><p>　　圖4-4　　不同水灰比與實(shí)測孔隙率的關(guān)系</p><p><b>　　由圖4-4分析：</b></p><p>　　由圖可知隨著水灰比的增加，試件孔隙率是一直在增加，水灰比為0.34</p><p><b>　　時(shí)孔隙率最大。&l

67、t;/b></p><p>　?。?）實(shí)測孔隙率與28d強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　圖4-5　　實(shí)測孔隙率與28d強(qiáng)度的關(guān)系</p><p><b>　　由圖4-5分析：</b></p><p>　　可知隨著孔隙率的增加，強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的狀態(tài)。開始孔隙率雖小，本應(yīng)強(qiáng)度較大，但是此時(shí)由于水灰比較小，水泥漿處

68、于分散狀態(tài)，使得骨料與水泥漿不能有效的完全粘接，所以導(dǎo)致強(qiáng)度較?。划?dāng)孔隙率達(dá)到一定值時(shí)，隨著孔隙率的增加，強(qiáng)度卻在減小，此時(shí)主要影響因素為水灰比增大。</p><p>　　4.2　不同粒徑骨料對(duì)透水混凝土的性能影響</p><p>　　4.2.1　不同骨料的配合比設(shè)計(jì)</p><p>　　由以上內(nèi)容可知，當(dāng)W/C=0.34時(shí)透水混凝土的性能較好，粒徑為5-10mm的

69、石子緊密堆積密度為1.81×103kg/m3，粒徑為10-15mm的石子緊密堆積密度為1.68×103kg/m3，則可知改配合比為如表4-7。</p><p>　　表4-7　　不同骨料的配合比</p><p>　　4.2.2　試件成型及性能檢測</p><p>　　試件成型方法與4.1.2的成型方法相同，則得不同粒徑骨料成型圖</p>

70、<p>　　圖4-6不同粒徑骨料成型</p><p>　　試件檢測方法同4.1.3和4.1.4，如表4-8所示。</p><p>　　表4-8　　不同骨料粒徑試件性能</p><p><b>　　結(jié)果分析：</b></p><p>　?、僭嚰?qiáng)度檢測時(shí)，可能由于加載速率較大，從而使得測定值存在誤差。<

71、/p><p>　　②可能由于試件浸泡不夠徹底，從而使得孔隙率測定值存在誤差。</p><p>　?、蹚谋碇锌芍橇系牧綄?duì)試件的性能影響較大。</p><p>　　4.2.3　骨料粒徑和強(qiáng)度、孔隙率的關(guān)系</p><p>　?。?）骨料粒徑和抗折強(qiáng)度關(guān)系</p><p>　　圖4-7　　骨料粒徑和抗折強(qiáng)度關(guān)系</p&

72、gt;<p><b>　　由圖4-7分析：</b></p><p>　　由圖可知隨著骨料粒徑的增加，抗折強(qiáng)度在減小。由于骨料粒徑</p><p>　　在增加，骨料之間的空隙在增加,導(dǎo)致強(qiáng)度在減小。</p><p>　?。?）骨料粒徑和抗壓強(qiáng)度關(guān)系 </p><p>　　圖4-8　　骨料粒徑和抗壓強(qiáng)度關(guān)系&l

73、t;/p><p><b>　　由圖4-8分析：</b></p><p>　　由圖可知隨著骨料粒徑的增加，抗壓強(qiáng)度在減小。由于骨料粒徑在增加，骨料之間的空隙在增加,導(dǎo)致強(qiáng)度在減小。</p><p>　?。?）骨料粒徑和孔隙率關(guān)系</p><p>　　圖4-9　　骨料粒徑和孔隙率關(guān)系</p><p>&l

74、t;b>　　由圖4-9分析：</b></p><p>　　由圖可知隨著骨料粒徑的增加，試件的孔隙率也在隨著增加。由于骨料粒徑在增加，骨料之間的空隙在增加,而水泥漿的用量是一定的，水泥漿不能完全填充骨料之間的空隙，從而使得試件的孔隙率增加。</p><p><b>　　結(jié)　　論</b></p><p>　　本文通過對(duì)透水混凝土的

75、配制研究，得到以下結(jié)論:</p><p>　?。?）根據(jù)體積法獲得的實(shí)測孔隙率與目標(biāo)孔隙率相差不大，說明了體積法設(shè)置配合比的合理性。</p><p>　　（2）通過以上試驗(yàn)檢測結(jié)果可知，本次研究的透水混凝土最佳水灰比為0.34，此時(shí)的混凝土綜合性能最好。</p><p>　?。?）對(duì)于不同水灰比而言，隨著水灰比的增加，孔隙率是一直在增加，而強(qiáng)度則在水灰比的一定范圍內(nèi)

76、呈現(xiàn)遞增或遞減現(xiàn)象。</p><p>　?。?）對(duì)于不同水灰比而言，隨著孔隙率的增加，試件的28d強(qiáng)度呈先增后減現(xiàn)象。</p><p>　　（5）對(duì)于不同骨料粒徑而言，隨著粒徑的增加，強(qiáng)度均在減小，而孔隙率在增加。</p><p>　?。?）當(dāng)粒徑小的時(shí)候，雖然強(qiáng)度較高，但透水效果不是很好。</p><p>　?。?）由于透水混凝土對(duì)透水性要

77、求較高，通過各種成型方式的對(duì)比，本次研究采用了壓制成型，此種成型方法得到的試件性能最好。</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我們的論文指導(dǎo)老師賈陸軍和楊峰老師，他對(duì)我們進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論

78、文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我們提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我們的各位老師表示最衷心的感謝！</p><p>　　同時(shí)感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我們將很難完成本篇論文的寫作。感謝我們的同學(xué)和朋友，在我們寫論文的過程中給予了我們很多相關(guān)素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。&

79、lt;/p><p>　　由于我們的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友們批評(píng)和指正！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]　霍亮.透水性混凝土路面材料的制備及性能研究[D].南京:東南大學(xué),2004,3</p><p>　　[2]　程娟.透水混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能的實(shí)

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