透水混凝土一般不含細骨料,薄層水泥漿包裹在粗骨料周圍,硬化后內部形成大量連同孔隙、多孔蜂窩狀結構,因而既有一定強度又有透氣、透水和質量輕的特點,廣泛應用于路面、人行道、停車場、排水系統及反濾層等。透水混凝土是一種新型的建筑材料,在抗壓強度、耐久性及其他性能方面有著明顯的差異,在設計理論與性能測試方法等方面還缺乏系統的研究與標準,仍處于起步階段,缺乏合適、統一定量的配合比設計方法,因此進行透水混凝土試驗技術、因素影響規律的研究具有重要意義。
影響路用透水混凝土性能指標主要有透水系數和抗壓強度[1-3],影響性能指標的因素主要有材料因素和試驗因素,其中材料因素包括骨料粒徑、骨灰比、水灰比、骨料級配、膠凝材料、減水劑等原材料性能和配合比,試驗因素包括試模尺寸、攪拌工藝、成型方式、養護形式、測試方法等。目前對透水混凝土性能指標的研究主要表現在3個方面:基于提高抗壓強度的影響因素研究[4-6]、基于提高透水系數的影響因素研究[7-10]、基于提高抗壓強度和透水系數的影響因素研究[1-3,11-14]。前兩方面的研究雖然定量能給出滿足最佳性能指標的最佳影響因素值,但均基于抗壓強度或透水系數單位立方米面出發,未能考慮其關聯和制約影響;第三方面的研究雖然能綜合考慮抗壓強度和透水系數的相互影響,并給出各因素對性能指標的影響程度和性質,確定關鍵因素并指出提高性能指標的措施,但未能定量研究滿足一定實際抗壓強度和透水系數要求下關鍵影響因素的最佳配合比。影響路面透水混凝土的關鍵因素有骨料粒徑、骨灰比、水灰比[2,7-8,12-14],因此要定量研究最佳配合比,必須根據各關鍵因素對性能指標影響的規律,結合實際路面工程對透水系數和抗壓強度的要求,由試驗來確定[15]。以透水混凝土的抗壓強度和透水系數為指標,基于均勻試驗,系統研究了影響透水混凝土關鍵因素對抗壓強度和透水系數的影響;根據試驗結果建立回歸模型并對其進行檢驗、分析了因素的交互作用效應,在滿足實際路面工程要求下利用頻率分析確定了最佳配合比。
結論(1)影響透水混凝土透水系數與抗壓強度得主要因素有材料因素和試驗因素,應盡快制定試驗規范,使透水性混凝土的試驗具有可操作性、試驗結果具有可比性。
(2)骨料粒徑、骨灰比和水灰比是影響透水混凝土透水系數與抗壓強度的關鍵因素,各因素對透水性混凝土抗壓強度的影響順序為骨灰比、骨料粒徑、水灰比,且都達到顯著及以上水平;各因素對透水混凝土透水系數的影響順序為骨料粒徑、骨灰比和水灰比,分別達到極顯著、極顯著和顯著水平。
(4)透水系數和抗壓強度對各因素的要求是關聯而對立的,很難同時滿足過高的抗壓強度和透水系數的要求;透水性混凝土配合比設計中,應根據其主要性能指標的實際要求,綜合考慮關鍵因素的影響,選擇合適的配合比參數。
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