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再生透水混凝土渗透性能试验研究

再生透水混凝土渗透性能试验研究

作者：常承艳华北水利水电大学

学位级别：硕士

再生透水混凝土是一种环保型、节材型建筑材料,具有连续孔隙的混凝土,不仅具有一定的强度,而且具有良好的透气透水性。为研究再生透水混凝土的强度、透水性能,基于试验原材料的基本特性,以水灰比、再生骨料取代率、再生微粉掺量、骨料... 详细信息

再生透水混凝土是一种环保型、节材型建筑材料,具有连续孔隙的混凝土,不仅具有一定的强度,而且具有良好的透气透水性。为研究再生透水混凝土的强度、透水性能,基于试验原材料的基本特性,以水灰比、再生骨料取代率、再生微粉掺量、骨料级配为变化参数,设计四种影响因素配合比,配制再生透水混凝土,通过测试再生透水混凝土试件28d养护龄期的抗压强度、劈拉强度、有效孔隙率、透水系数、毛细吸水现象等性能指标,并采用回归的方法分析了它们之间的相关关系,为再生透水混凝土在生态水利工程中的创新发展与推广应用提供理论基础。本文制备的再生透水混凝土的强度及透水性均满足要求。其抗压强度范围在5.18MPa0.7MPa,劈拉强度随抗压强度的增大而提高,拉压比范围在17%8%之间,表明其脆性降低,韧性增加。在透水混凝土中掺再生骨料,使得其强度提高,再生透水混凝土中再生微粉的最佳掺量为15%,超过15%时,强度迅速下降。在透水性能方面,孔隙率范围在17.68%6.78%之间,透水系数范围在3.28.5mm/s,且孔隙率与抗压强度呈现下降的趋势,与透水系数呈正相关的关系。决定再生透水混凝土透水性能的主要因素是有效孔隙率,双粒级可提高其透水系数8%8%。通过观察试件截面图像,双粒级试件截面孔洞的大小分布不均,整体呈现正态分布的趋势,平面孔隙率、孔隙个数和截面孔隙面积随4.75.5mm再生骨料(细级料)的增加而提高,其中截面孔隙个数和面积对再生透水混凝土的透水能力起到关键作用。就透水性而言,掺加4.75.5mm再生骨料(细级料)能够提高RPC的透水系数,其中掺配比2:1的双粒级RPC能够在较高的强度基础上,保证良好的透水性。通过对再生透水混凝土试件毛细吸水现象的研究计算,得出试件吸水过程呈现幂函数分布,前期吸水速度较快,呈线性上升,后期阶段曲线趋于平缓,上升幅度减小。最后通过试验,对研究的主要内容及试验结果进行归纳概括,并对建筑垃圾及再生透水混凝土的应用前景进行展望。

关键词：再生骨料再生透水混凝土强度透水性毛细吸水

基于正交试验的聚合物改性再生透水混凝土抗冻性能研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2023年第4期39卷 707-715页

作者：夏冬桃刘炎昌吴方红李向阳李彪湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528225

目的研究低掺量下水性环氧树脂、粉煤灰、再生骨料对再生透水混凝土抗冻性的影响。方法采用正交试验设计,以粉煤灰掺量、水性环氧树脂掺量、再生骨料掺量、冻融循环次数为因素设计不同水平的正交试验,参考慢冻法并采用均值极差法分析质... 详细信息

目的研究低掺量下水性环氧树脂、粉煤灰、再生骨料对再生透水混凝土抗冻性的影响。方法采用正交试验设计,以粉煤灰掺量、水性环氧树脂掺量、再生骨料掺量、冻融循环次数为因素设计不同水平的正交试验,参考慢冻法并采用均值极差法分析质量损失率和强度损失率,研究各因素对于再生透水混凝土抗冻性的影响规律。结果随着冻融循环次数的增加,再生透水混凝土的强度损失率和质量损失率逐渐增大,其中低掺量(0.5%~2%)水性环氧树脂可以有效提升再生透水混凝土抗冻性能,降低再生透水混凝土的强度损失率、质量损失率;添加再生骨料(30%~50%)可以有效提高再生透水混凝土抗冻性。结论掺量1%的水性环氧树脂及掺量40%的再生骨料对再生透水混凝土抗冻性提升效果最好;在冻融循环过程中,再生透水混凝土的强度损失率会比质量损失率先变化到破坏标准,该参数能更快判断再生透水混凝土的抗冻性能。

关键词：再生透水混凝土水性环氧树脂正交试验抗冻性冻融循环

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通过三步碳化强化再生透水混凝土的性能研究

广西大学学报（自然科学版） 2023年第6期48卷 1331-1339页

作者：刘琼程安楠肖建庄上海理工大学环境与建筑学院上海200093 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 同济大学土木工程学院上海200092

为了使用再生细骨料100%替代天然骨料制成再生透水混凝土,通过对再生细骨料烘干碳化、对浆料注碳搅拌、对再生透水混凝土碳化养护三步碳化工艺,起到强化透水混凝土的效果。对透水混凝土试件进行连通孔隙率、抗压强度测试,分析再生细骨... 详细信息

为了使用再生细骨料100%替代天然骨料制成再生透水混凝土,通过对再生细骨料烘干碳化、对浆料注碳搅拌、对再生透水混凝土碳化养护三步碳化工艺,起到强化透水混凝土的效果。对透水混凝土试件进行连通孔隙率、抗压强度测试,分析再生细骨料碳化程度、注碳浆体早期强度对透水混凝土力学性能的影响。结果表明:对再生细骨料进行烘干碳化处理,2 h碳化程度达69.05%;碳化再生骨料、碳化养护均可有效提升试件强度,抗压强度分别最大提高88.94%、33.40%,且不会影响试件透水性能;注碳搅拌可吸收固定一部分CO 2,提高试件透水性能和碳化养护效率,但对试件抗压强度产生负面影响,最大降低42.70%,碳化养护后强度仅下降7.0%。

关键词：再生透水混凝土烘干碳化注碳搅拌碳化养护透水性能

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再生透水混凝土在昆明海绵城市建设中的应用

科技与创新 2024年第11期 191-193页

作者：代彦芹丁磊潘峰沙越红孙宁云南水利水电职业学院云南昆明650499 云南农业职业技术学院云南昆明650212

在海绵城市的建设中,不论是透水铺装、绿色屋顶还是下沉式绿地等设施,都免不了要用到透水性混凝土,而每年在城市建设中产生的大量建筑垃圾可经过处理后代替天然混凝土中的粗骨料形成再生透水混凝土。再生透水混凝土与原生混凝土相比,在... 详细信息

在海绵城市的建设中,不论是透水铺装、绿色屋顶还是下沉式绿地等设施,都免不了要用到透水性混凝土,而每年在城市建设中产生的大量建筑垃圾可经过处理后代替天然混凝土中的粗骨料形成再生透水混凝土。再生透水混凝土与原生混凝土相比,在掺合料不同掺量的情况下,强度及弹性模量均有所下降,但再生透水混凝土符合绿色建材的特征,符合海绵城市低影响开发的目标,应用在市政公共区域,如各级市政道路、绿化广场、公园内、居民区等场所,可充分发挥再生透水混凝土透水性强的优势,打造可持续发展的生态文明社会。

关键词：海绵城市再生透水混凝土透水性铺装可持续发展

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建筑垃圾再生透水混凝土亚高温-冷却性能研究

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建筑垃圾再生透水混凝土亚高温-冷却性能研究

作者：何启东华北水利水电大学

学位级别：硕士

为研究亚高温与冷却方式的协同作用对再生透水混凝土性能的影响机理,本文以C20废弃路面混凝土碎块自制再生粗骨料,并基于文献调研与初步试验确定再生透水混凝土的制备工艺,通过熵值法与灰色关联分析法优选试验配合比。基于此,制备试验... 详细信息

为研究亚高温与冷却方式的协同作用对再生透水混凝土性能的影响机理,本文以C20废弃路面混凝土碎块自制再生粗骨料,并基于文献调研与初步试验确定再生透水混凝土的制备工艺,通过熵值法与灰色关联分析法优选试验配合比。基于此,制备试验所需再生透水混凝土试件,测定其在亚高温、不同冷却状态以及亚高温-冷却循环试验下试件质量损失以及抗压强度、劈裂抗拉强度及其变化规律。在此基础上,建立基于BP神经网络的再生透水混凝土亚高温-冷却作用下的强度预测模型。结果表明:(1)加热温度与冷却方式的协同作用对再生透水混凝土的性能影响较大,其质量损失率随着加热温度的增加不断加大,强度则呈现先增加再减小的趋势;不同冷却方式对再生透水混凝土抗压强度影响程度从大到小依次为:浸水冷却>凉风冷却>自然冷却,对其劈裂抗拉强度的影响程度从大到小排列为:自然冷却>凉风冷却>浸水冷却。(2)在亚高温-冷却循环试验中,凉风冷却下再生透水混凝土的抗压强度随着循环次数的增加而不断增大,而劈裂抗拉强度则呈现先降低后上升的趋势;浸水冷却条件下的再生透水混凝土强度先随循环次数的增加而减小,当减小至极小值后则随着循环次数的增加而增大。(3)6个输入参数(密度、加热温度、冷却方式、龄期、循环次数、质量损失率)与再生透水混凝土强度之间存在函数关系,整体预测效果较好,其中再生透水混凝土抗压强度实测值与预测值相关系数为0.981,平均相对误差为11.01%;劈裂抗拉强度实测值与预测值的相关系数为0.881,对应平均相对误差为11.95%。

关键词：再生透水混凝土亚高温强度 BP神经网络

微冻地区高强自密实再生透水混凝土抗暴雨内涝设计方法研究

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微冻地区高强自密实再生透水混凝土抗暴雨内涝设计方法研究

作者：范海峰常州大学

学位级别：硕士

透水混凝土作为满足“海绵城市”的路用材料,可以有效地缓解暴雨过后城市路面积水现象,避免内涝发生。但是传统透水混凝土内部孔隙弯曲粗糙,力学性能较差。在冻融和疲劳的作用下孔隙容易劣化,失去透水性能。高强自密实再生透水混凝土（h... 详细信息

透水混凝土作为满足“海绵城市”的路用材料,可以有效地缓解暴雨过后城市路面积水现象,避免内涝发生。但是传统透水混凝土内部孔隙弯曲粗糙,力学性能较差。在冻融和疲劳的作用下孔隙容易劣化,失去透水性能。高强自密实再生透水混凝土（high-strength self-compacting recycled pervious concrete,HSRPC）中的上下直通孔,孔隙均为有效孔隙,不易堵塞,渗透系数稳定。然而目前对HSRPC抗暴雨内涝性能设计方法研究比较缺乏,开展对HSRPC的性能研究,有助于推进其在实际工程中的应用,具有重要的现实意义。本文以高强自密实混凝土为基体,使用人工成孔的方式制备HSRPC,首先探讨孔隙特征对HSRPC的力学性能和渗透性能的影响,进一步分析了自密实混凝土基质最大粗骨料粒径（9.5 mm、16 mm和19 mm）和粗骨料填充体积（28%、30%和32%）对HSRPC抗冻性能影响、骨料特征对HSRPC在微冻环境下抗暴雨内涝性能的影响,最终确定了HSRPC最佳骨料特征参数。最后研究了疲劳荷载对HSRPC力学性能和抗暴雨内涝性能的影响。最终,根据不同服役年限内疲劳荷载和冻融循环对HSRPC性能影响参数,对HSRPC孔隙和配合比进行设计,得到满足设计年限为20年二级公路透水路面抗暴雨内涝的设计参数。主要内容如下:（1）孔隙特征对HSRPC力学性能和渗透性能的影响研究。结果表明,HSRPC孔径的增加减小了平行于HSRPC孔道的有效截面积,显著降低了其抗弯强度,但对抗压强度的影响微乎其微。不同孔隙率条件下,直通型HSRPC均具有优异的力学性能和稳定的渗透系数。孔隙率为0.126%、0.502%和1.13%的HSRPC,渗透系数分别为1.02 mm/s、3.9 mm/s和9.7 mm/s。（2）冻融循环下骨料特征对HSRPC抗暴雨内涝性能研究。结果表明,骨料填充体积和粒径越大,HSRPC的初始缺陷越多。骨料粒径为16mm的HSRPC,表面破坏程度最小,表面相对完整。填充体积为32%的HSRPC表面剥落最严重,直通孔道附近会出现小块砂浆脱落现象。骨料最大粒径从16 mm增加19 mm,HSRPC质量损失从2.3%增加到2.7%,相对动态弹性模量从75.7%降低至70.5%。150次冻融循环后,骨料最大粒径为16 mm,填充体积为28%的HSRPC抗冻性能最佳,表面和孔道内部剥落最小,未对直通孔道造成严重堵塞,对内涝的削减效果最优。（3）疲劳荷载对HSRPC力学性能和抗暴雨内涝性能的影响。服役20年后,HSRPC的抗折强度大于5 MPa,可以满足二级公路路面的要求。2.5×10～5次疲劳加载试验后,在应力水平为0.5和0.8时,孔隙率为1.13%的HSRPC的动弹性模量分别下降了16.3%和26.1%。孔隙率为0.126%、0.502%和1.13%的HSRPC在2.5×10～5次疲劳加载后,渗透系数最低值分别为0.35 mm/s、3.5 mm/s和9.31 mm/s,最大表面水深分别为8 mm、5 mm和4 mm,远低于积水深度（大于15 cm）。对于渗透系数大于3.5 mm/s的HSRPC,降雨停止后,其表面不再有积水。（4）基于冻融循环和疲劳荷载作用下HSRPC性能变化,对HSRPC进行孔隙设计和强度设计。综合以上研究结果建立降雨强度和不同服役年限下渗透系数之间的关系,确定了HSRPC满足降雨重现期为50年抗暴雨内涝的最小孔隙率为0.63%。设计年限为20的二级公路初始抗折强度需≥7.2 MPa,HSRPC抗压强度需≥68 MPa,综合计算出未开孔的透水混凝土初始抗压强度S需≥75 MPa。

关键词：再生透水混凝土冻融循环疲劳荷载抗暴雨内涝孔隙设计

基于骨架-空隙理论的再生透水混凝土级配设计方法

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山东交通学院学报 2017年第1期25卷 46-51页

作者：王晓龙阚涛张旭张爱勤山东交通学院山东省高校路面结构与材料重点实验室山东济南250357

将试算法与贝雷法相结合,提出一种适用于再生透水混凝土的再生骨料骨架-空隙级配设计方法。选取3个级配组配方案,先用试算法对再生粗骨料进行初步分档组配,再以贝雷法进行骨架效应验算分析。结果表明:矿质混合料中细档料与粗档料质量比... 详细信息

将试算法与贝雷法相结合,提出一种适用于再生透水混凝土的再生骨料骨架-空隙级配设计方法。选取3个级配组配方案,先用试算法对再生粗骨料进行初步分档组配,再以贝雷法进行骨架效应验算分析。结果表明:矿质混合料中细档料与粗档料质量比为0.7~1.0时,再生透水混凝土中再生骨料级配易形成骨架,且骨架结构稳定;m(10~25 mm再生粗骨料)∶m(5~10 mm再生粗骨料)=64∶36~80∶20,可使再生骨料透水混凝土获得最优的级配范围。

关键词：骨架-空隙级配试算法贝雷法联合设计再生透水混凝土

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干掺纤维再生透水混凝土强度、透水性和耐磨性研究

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合成材料老化与应用 2023年第3期52卷 96-98,114页

作者：李莉河南光大路建工程管理有限公司河南平顶山467000

为提高透水再生混凝土工程性能,对比研究了干掺玄武岩纤维和聚丙烯纤维对再生透水混凝土强度特性、透水性及耐磨性影响规律。研究结果表明:再生透水混凝土掺入纤维后抗拉强度提高,聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度呈降低趋势变化,玄武岩纤... 详细信息

为提高透水再生混凝土工程性能,对比研究了干掺玄武岩纤维和聚丙烯纤维对再生透水混凝土强度特性、透水性及耐磨性影响规律。研究结果表明:再生透水混凝土掺入纤维后抗拉强度提高,聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度呈降低趋势变化,玄武岩纤维掺量0.3%时,再生透水混凝土抗压强度取得最大值,较未掺纤维再生透水混凝土抗压强度提高9.7%;纤维掺量超过0.43%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维再生透水混凝土抗拉性能要优;纤维掺量对再生混凝土孔隙率和透水系数影响较小,且满足CJJ/T 135-2009中透水混凝土设计要求;再生混凝土掺入纤维后的质量磨耗率减小,在玄武岩纤维掺量0.5%时,再生混凝土质量磨耗率取得最小值,较未掺纤维再生混凝土磨耗率降低29.2%;纤维掺量超过0.3%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维对再生混凝土耐磨性促进作用提高。建议玄武岩纤维最佳掺量为0.5%,聚丙烯纤维最佳掺量为0.7%。

关键词：玄武岩纤维聚丙烯纤维再生透水混凝土强度透水性,耐磨性

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再生骨料透水混凝土耐磨性能试验研究

再生骨料透水混凝土耐磨性能试验研究

作者：马百顺华北水利水电大学

学位级别：硕士

再生骨料透水混凝土是指利用建筑垃圾再生骨料替代天然骨料制备而成的一种高孔隙、高透水性的特殊混凝土。再生透水混凝土的推广应用既可以解决建筑垃圾带来的环境问题,节约能源,同时还可以充分利用透水混凝土的优势。然而相较普通混凝... 详细信息

再生骨料透水混凝土是指利用建筑垃圾再生骨料替代天然骨料制备而成的一种高孔隙、高透水性的特殊混凝土。再生透水混凝土的推广应用既可以解决建筑垃圾带来的环境问题,节约能源,同时还可以充分利用透水混凝土的优势。然而相较普通混凝土而言,再生透水混凝土耐磨性能较差,严重制约了再生透水混凝土的推广应用。而研究再生透水混凝土的耐磨性能,对于废弃混凝土的进一步推广应用,具有十分重要的现实意义。本文在阅读国内外大量文献的基础上,从多个方面系统研究了再生透水混凝土的耐磨性能。文章首先对再生骨料的基本性能进行了探究,并从原材出发,着重分析再生骨料透水混凝土耐磨性能的影响因素及影响机理,最后针对天然骨料的天然缺陷,提出加入粉煤灰、硅粉、再生微粉及纤维等措施提高再生骨料透水混凝土的耐磨性能,主要研究的结论如下:(1)再生骨料较天然骨料而言,其吸水率快,密度小、空隙率大、坚固性低、含泥量及压碎指标较高,但对比规范GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》中的相关规定,本次试验用再生骨料基本满足要求;(2)研究影响再生骨料透水混凝土耐磨性能因素及其规律。再生透水混凝土的耐磨性能在再生骨料取代率为50%时达到最优;水胶比的大小与再生透水混凝土的耐磨性能存在负相关的关系;5%体积砂率时混凝土磨损率最小,耐磨性能最优;级配比例为1:2时,耐磨性能最好;(3)针对天然骨料的天然缺陷,提出提高再生透水混凝土耐磨性能的途径。再生透水混凝土28d耐磨性能随着粉煤灰掺量的增加而降低;随着硅粉取代率的不断增加,再生骨料透水混凝土的耐磨损失率不断增加;以15%、20%再生微粉替代10%水泥时,可以提高混凝土的耐磨性能;采用预拌浓浆法和水泥裹石法分别使得磨损率降低了10.77%、15.18%。

关键词：再生骨料再生透水混凝土耐磨性能影响因素途径