透水混凝土研究方案
透水混凝土研究方案1研究意义
随着我国经济的发展，我国目前正值基础设施建设和城市化建设的高潮，混凝土的需求量还将不断地快速增加，成为建设的重要物质基础。同时，人们也更加关切混凝土技术的进步与发展，希望混凝土这种建筑材料与时俱进，性能更完美，技术更先进，与环境更协调，在节能减排、节约资源方面发挥重要作用，在工程建设中发挥更大的作用。
透水混凝土是一种有利于促进水循环，改善城市生态环境的环保型建筑材料。它具有透水性大、强度高、施工简便等特点，可铺筑成五彩缤纷的彩色透水混凝土地面。它主要适用于新建、扩建、改建的城镇道路工程、室外工程、园林工程中的轻荷载道路、广场和停车场等的路面。
目前，透水混凝土这一环保型建筑材料经过多年的研发和应用已初步形成了完整、成熟的设计、施工方法。随着研发的进一步深入，环保型透水混凝土路面将成为未来城镇道路的发展趋势。
结合我公司现有情况，有必要对透水混凝土进行研发，力争配制出技术先进、经济合理、安全可靠、适用性强的透水混凝土，并且使我公司所属的搅拌站具备生产透水混凝土的能力具有重大的现实意义。
2 研究目标
本次研究利用全系列试验方法，主要分析水胶比大小、粉煤灰掺量、矿渣粉掺量、目标孔隙率等因素对透水混凝土抗压强度、透水系数、抗冻性等技术指标的影响规律；并优选出经济合理、安全可靠、适用性强的透水混凝土配合比，用于指导我公司搅拌站生产透水混凝土。
3 研究的主要内容
3.1研究不同水胶比对透水混凝土抗压强度的影响规律。
3.2研究不同粉煤灰掺量对透水混凝土抗压强度的影响规律。
3.3研究不同矿粉掺量对透水混凝土抗压强度的影响规律。
3.4研究不同目标孔隙率对透水混凝土抗压强度的影响规律。
3.5研究不同水胶比对透水混凝土抗冻性能的影响规律。
3.6研究不同粉煤灰掺量对透水混凝土抗冻性能的影响规律。
3.7研究不同矿粉掺量对透水混凝土抗冻性能的影响规律。
3.8研究不同目标孔隙率对透水混凝土抗冻性能的影响规律。
3.9研究不同水胶比对透水混凝土透水系数的影响规律。
3.10研究不同粉煤灰掺量对透水混凝土透水系数的影响规律。
3.11研究不同矿粉掺量对透水混凝土透水系数的影响规律。
3.12研究不同目标孔隙率对透水混凝土透水系数的影响规律。
3.13选出各个强度等级最经济的混凝土配合比。
4 技术路线及方案
4.1 对市场进行调研，确定透水混凝土可用的原材料，相关技术指标要求及所需原材料数量见第6节。
4.1.1 水泥：由于透水混凝土常用的水泥为42.5普通硅酸盐水泥，所以本次研究选用天山水泥厂生产的42.5普通硅酸盐水泥。
4.1.2 辅助胶凝材料：考虑到新疆当地可用的、质量稳定能够大规模生产的辅助胶凝材料有粉煤灰、矿渣粉，所以研究选用粉煤灰、矿粉作为主要辅助胶凝材料。
4.1.3 骨料：从强度角度考虑，由于碎石对混凝土强度的提高优于卵石。所以本次试验研究选用碎石作为骨料，粒径为5 mm～20mm，碎石的性能指标应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）规定要求，。
4.1.4 外加剂：由于聚羧酸高性能减水剂在混凝土当中使用率的越来越多，所以本次研究选用缓凝型聚羧酸高性能减水剂。
4.2 检验原材料的主要性能指标（见表4-1至4-6）。
4.3本次研究的技术路线。
4.3.1根据CJJ／T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中规定，透水混凝土水胶比宜在0.28~0.32之间，所以水胶比初步选定为0.28、0.30、0.32。
4.3.2为了研究辅助胶凝材料的掺入对透水混凝土强度及透水系数的影响规律，所以本次试验研究，粉煤灰掺量选为0%、10%、20%、30%，矿渣粉掺量选为0%、10%、20%、30%，
4.3.3为了研究目标孔隙率对透水混凝土抗压强度及透水系数的影响规律，所以本次试验研究选用透水混凝土常用的3个目标孔隙率，其值分别为15%，20%，25%。
4.4 按照上述主要参数设计透水混凝土配合比，并进行现场试配调试，同时成型强度试验和透水系数试验所需试件。
4.5 对混凝土强度和透水系数进行检测。
4.6 分析目标孔隙对透水混凝土抗压强度的影响规律。
4.7 分析水胶比大小对透水混凝土抗压强度的影响规律。
4.8 分析粉煤灰掺量对透水混凝土抗压强度的影响规律。
4.9 分析矿渣粉掺量对透水混凝土抗压强度的影响规律。
4.10 分析目标孔隙率对透水混凝土透水系数的影响规律。
4.11 分析水胶比对透水混凝土透水系数的影响规律。
4.12 分析粉煤灰掺量对透水混凝土透水系数的影响规律。
4.13 分析矿渣粉掺量对透水混凝土透水系数的影响规律。
4.14从强度角度考虑对不同强度等级的混凝土配合比进行经济对比分析。
4.15 从透水系数角度考虑对不同透水系数的混凝土配合比进行经济对比分析。
4.16对于优选出的配合比进行透水混凝土抗冻性能试验，检测混凝土是否能够满足规范规定要求。
表4-1 水泥技术指标
名称水泥
品种
烧失
量%
密度
g/cm3
比表面
积m2/kg
安定
性
标准稠度
用水量%
胶砂流
动度mm
凝结时间min抗折强度MPa抗压强度MPa
备注
初凝终凝3d28d3d28d
表4-2 粉煤灰技术指标（GB/T18736-2002）
名称
品
种、
等级
Loss%
细
度%
密度
g/cm3
比表面
积m2/kg
需水
量比%
28d抗折强度MPa28d抗压强度MPa
28d活性
指数%
含水
量%
备注
基准试验基准试验
表4-3 矿渣粉技术指标（GB/T18736-2002）
名称
品
种、
等级
Loss%
密度
g/cm3
比表
面积
m2/kg
胶砂
流动
度mm
流动
度
比%
含水
量%
7d抗压强度MPa7d活
性指
数%
28d抗压强度MPa28活
性指
数%
备注
基准试验基准试验
表4-4 机制砂技术指标（GB/T14685-2011）
名称规格
方孔筛累计筛余（%）
细度
模数
结论
含石
量%
压碎值
指标% 4.75mm 2.36mm 1.18mm0.600mm0.300mm0.150mm筛底
区砂
名称规格含水率%吸水率%石粉含量%MB值表观密度kg/m3堆积密度kg/m3紧密密度kg/m3空隙率%
表4-5 碎石技术指标（GB/T14685-2011）
名称规格
检验日
期
方孔筛累计筛余（%）
针状、片状颗
粒含量%
压碎值指标%
含泥
量% 26.5mm19.0mm9.5mm 4.75mm 2.36mm筛底
5-10 mm
10-20 mm
名称规格
检验日
期含水
率%
吸水
率%
岩石抗压强度
MPa
表观密度kg/m3
堆积密度
kg/m3
紧密密度
kg/m3
空隙
率%
5-10 mm
10-20mm
表4-6 外加剂技术指标
名称类别胶砂减水率(%)含固量(%)密度(g/cm3)PH值
5 本次研发拟解决的关键问题
5.1透水系数试验相关仪器设备的确定。
5.2 透水混凝土强度试件和透水系数试件的成型。
6 试验原材料要求
6.1水泥：天山42.5普通硅酸盐水泥。
6.2辅助胶凝材料：可利用我公司加工的粉煤灰和矿粉作为主要辅助胶凝材料，粉煤灰和矿渣粉应符合国家现行标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736-2002）的规定。
6.3外加剂：可选择精细化工生产的聚羧酸高性能减水剂（缓凝型），外加剂应符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的规定。
6.4粗骨料：可选择碎石料，必须使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石料，粒径在5 mm～20mm，碎石的性能指标应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中的二级要求。
6.5 各原材料用量及费用见表6-1。
表6-1 各材料用量
名称42.5水泥
（kg）小碎石
（kg）
粉煤灰
（kg）
矿粉
（kg）
减水剂（kg）
数量2000500050050030
7 推进计划
初步预计研究计划如下表所述，如有特殊原因可适当调整。
单价（元/kg ）
0.4 0.04 0.18 0.18 5
小计（元） 800 200 90 90 150
序号
内容
时间
责任人
验证人
备注
1原材料准备2014年11月1日至2014
年11月8日郭胜军费文斌
2碎石相关技术指标检测2014年11月9日至2014
年11月17日徐晋、聂涛胡全
3粉煤灰、矿粉、水泥相
关技术指标检测
2014年11月9日至2014
年11月17日汪燕丽、张颜胡全
4外加剂相关技术指标检
测
2014年11月9日至2014
年11月17日吴笛、刘伟胡全
5透水混凝土配合比调试
同时成型强度试件
2014年11月18日至2014
年12月18日张颜郭胜军
6得出透水混凝土3天、7
天、14天、28天强度数
据
2015年1月18日之前完
成
吴祥新、张红
军胡全
7得出混凝土28天时的透
水系数
2015年1月30日之前完
成张颜胡全
8向股份公司提交初期研
究成果2015年2月10日之前完成胡全郭胜军
9得出混凝土60天强度数
据2015年2月18日之前完成
吴祥新、张红
军胡全
10透水混凝土抗冻试验2015年4月20日之前完成徐晋、张颜胡全
11向股份公司提交最终研
究成果2015年4月30日之前完成胡全郭胜军