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高取代率再生骨料透水混凝土配合比及材料性能试验研究

姚志斌  
【摘要】:目前国内许多城市都在探索“海绵城市”建设,而透水混凝土在“海绵城市”建设中发挥着十分重要的作用。透水混凝土多孔的特性有助于吸声降噪、缓解城市“热岛效应”,维持地下水水位平衡,在雨季还能够加快地表排水,缓解城市内涝。而用再生骨料部分替代天然骨料制作再生骨料透水混凝土,还能够减少天然骨料的使用,节约自然资源,同时还帮助消耗部分建筑垃圾。所以,再生骨料透水混凝土是一种环境友好型路面铺装材料。为了响应国家建设“海绵城市”的要求,帮助解决建筑垃圾处理,推进再生骨料透水混凝土的实际应用,本课题主要对再生骨料透水混凝土的配合比及其性能进行试验研究,分析高取代率再生骨料透水混凝土和大粒径骨料透水混凝土应用的可行性。主要研究内容有以下几个方面:(1)设计5因素(包含一个空列)4水平的正交试验,对再生骨料透水混凝土的配合比进行设计。分析再生骨料取代率、硅灰掺量、聚丙烯纤维掺量和可再分散乳胶粉掺量等4个因素不同水平作用下对再生骨料透水混凝土抗压强度、抗折强度、有效孔隙率和透水系数等性能的影响。运用极差分析、层次分析和方差分析等方法对试验结果进行综合分析,确定影响再生骨料透水混凝土各个性能的主次因素。得出正交试验条件下再生骨料透水混凝土的最优配合比。(2)基于正交试验的研究结论,设定不同取代率、不同骨料粒径的再生骨料透水混凝土,通过掺入粉煤灰对再生骨料透水混凝土的性能进行优化,对试件的抗压强度、抗折强度、有效孔隙率、透水系数和抗冻融性进行测定。(3)分别对正交试验和优化试验中相关试验结果进行拟合,得出拟合关系式。(4)结合行业标准CJJ/T 253-2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》的相关要求,在设计及工程施工等方面提出了可行性建议。经过试验研究,再生骨料透水混凝土的合理配合比为:(1)当骨料粒径为5~10mm时,再生骨料取代率为50%,硅灰掺量为4.7%,聚丙烯纤维掺量为0.6%,可再分散乳胶粉掺量为7%,粉煤灰掺量为10%;(2)当骨料粒径为10~16mm时,再生骨料取代率为30%,硅灰掺量为4.7%,聚丙烯纤维掺量为0.6%,可再分散乳胶粉掺量为7%,粉煤灰掺量为10%。试验结果表明,高掺量再生骨料透水混凝土和较大粒径骨料再生骨料透水混凝土在工程应用中存在一定可行性。


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