透水混凝土透水系数和强度的试验研究

摘要 透水混凝土是一种新型的环保材料，能够与环境共生，可以作为路面材料应用。目前透水混凝土材料的研究还是处于初级阶段，大部分是试验研究，探讨如何取得较高强度和较好透水效果等性能指标。本试验采用小粒径的粗骨料，运用正交设计方法进行试验研究。测定各组试块的抗压强度和透水系数，并对这两个性能指标分别进行分析；最后运用回归分析，初步拟合抗压强度和透水系数的关系式，且判断两者之间的相关性。 通过试验得到以下主要研究成果：（１）透水系数试验结果中，透水效果最好的是第三组方案人凡几几；而理论推导得到的最优方案是刁声３Ｃ３Ｄ：。两种方案进行对比验证，证明选择人凡Ｃ３Ｏ２为最优方案是正确的。配合比参数中水灰比的影响最大。（２）抗压强度试验结果中，抗压性能最强的是第四组方案；但理论推断得到的凡几ｃｌＤＩ是最优方案。将两种方案进行对比验证，证明选择凡几ｃｌ几为最优方案是正确的。配合比参数中集灰比的影响最显著．（３）在试验数据基础上，运用回归分析拟合出抗压强度和透水系数的抛物线关系式，并利用数理统计中的Ｆ－检验法，判断出两者的相关性较好。关键词：透水；混凝土；强度：正交；回归：关系式：相关性Ａｂｓｔｒ８Ｃｔ ＰｅｒｖｉｏｕｓＣ为．Ｃｒｅｔｅｉｓａ￣ｅｎｖ朴ｎｔａｌＰｒ０ｌｅｃｔｉｏｎｍａｌｅｒｉａｌ．ｓｏｆａｒ山ｅＰｅｒｖｉｏｕｓＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎａ协ｒｉ山ｒｅ邵ａｒｃｈｉｓｓｔｉｌｉｎｔｈｃｐ臼ｏｔＰｈａｓｅ．Ｔｈｉｓｔｅｓ扭侧沈ｄｏｎｂｏｇｏｎａｉｄｓｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄＢｏｔｈｃｏｍＰｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅ．ｇｔｈａｎｄｐｅ献ａｂｉｌｔｙ峨伍ｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｅｘ肚ｎｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｌｏｃｋｇｒｏ叩ａｒｅｔｅｓｔｃｄ．Ｔ七ｅｉｒｒｅ】ａｔｉｏｎｓｈｉＰｃａｎｂｅｉｎｉｌａｌ１ｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂｙ什ｇｒｅｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，胡ｄｊｕｄｇｃｌｈｃｉｒｃｏＩＴｅ】ａｔｉｏＩＬ Ｕｕｄｅｒｔｈｅ妞ｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏ叭ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｉｓｔｈｃｍａ正哭盯比ｒｅｓｕｌｔｓ：（ｌ）Ｔ七ｅｍｏｓｌ汕ｕｅｎｔ回ｐａｒａｍｅｌｅｒｓｏｆ此沐ｎ刀ｅａｂｉｌｔｙｃｏｅｆｆｉｄｅｎｔｉｓｗａｔＣｒ心ｍｅｎｌ．ｔｉｏ．ＩｎＣｒｅａｓｉＤｇｗａ妞ｒ－ｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ，伴加ｅ．ｂｉｌｉｔｖ二ｆｆｉｄｅｎｔｗ山ｄｅＣＩ此．ＯＰｔｉｍａｌ卿邵抑１５人凡Ｃ刃２，ａｎｄｃｏｍＰ毗侧山ｔｈｅ姗佬ＳＵｌｔｓｐｅｒＶｆｏｕｓｂｅｓｔ－比ｔｈｉｒｄｐｒｏｇｒａｍ・取ｐｒｏｖｅｄｔｈａｔＯｐ“ｍ习竺比ｃｔｉｏｎｏｆｐｒｏ孚ａｍｓ人凡几几１５ｃｏｒｅｄ二（２）Ａ目歹ｅｇａｌ仁－Ｃｅ哪ｎｔｒａｔｉｏｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｎ月ｕｅｎｌｉａ】ｐａｒａｍｅｔｅ．ｏｆｔｈｅｃＤｍＰｒｃＳｉｖｅｓｌ万ｅＯｇｔｈ恤ａｌｍｉｘＰａｌａｍｅｌｅｒＳ．】．浓”访ｇａｇｇｒｅｇａｌｅ‘ｃｃｍｃ武ｃｏｍＰｒｅｓｓｊｖｅｓｔｒｅ．乡ｂｗ川ｄｅｃ血ｅ．ＯＰｌｉｍａｌＰｒｏｇｒａｍ１５凡几ｑ几，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｗｉｔｈ阮ｔｅｓｔｒｅｓｕｌ．伴四川此加ｓｔ一ｔｈｅｆｏ曲ｐｒｏｇｒａｎｌｌｔ帅ｖｅｄｔｈａｔＯＰｔｉｍａｌｓｅｌｅＣｔｉｏｎｏｆｐ阳ｇｒａｍｓ凡Ｂｉｃｉ几ｉｓｃｏｎ已改．（３）拍七佃ｅ七ｎ泳二ｉａ“ｏｎｓｈｉｐｏｆ脉‘。ｍｐｒｅｓｊｖｅｓＯｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｃｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔＣａｎｂｃｉｎｉｔｉａｌｙｄｅ“幻ｂｅｄ，ａｎｄｊｕｄｇｅｄｔｈａｔｔｈｃｉｒｃｏｒｅｌａｌｉｏｎｉｓ悦讹ｒ．枪ｙｗｏｒｄｓ：讲ｒｖ１ＯｕＳ：ｃｏｎａ限ｔｅ；５１爬ｎｇｔｈ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｓｓｉｇｎ；ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉ；旧ａｔｉｏｎｓｈｉｐ； ｃｏｒｌｅｌａｌｉｏｎ独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意．

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、７年介仰州年‘”溉中国农业大学硕！一学位论文第一章结论

第一章绪论１．１研究背景和意义 传统混凝土道路不具有透水性和透气性。为保证路面的耐久性，增加其密实性，增大了混凝土的不透水性。虽然传统的混凝土道路自使用以来给人们的生活和工作以及出行提供了便捷的交通，但是现在由于其不透水性给城市也带来了诸多的负面影响１１．例如，雨水难以通过传统路面渗入地下；无论在现代生产还是生活中都大量用水，抽取地下水的水量增加，造成地下水位下降，可能导致地面的塌陷１２１；因地下水量减少，土壤难以保持湿度，影响地表植物的生长：由于不透气的路面难以与空气进行热量与湿度的交换，城市地表空间的温度、湿度等气候条件的调节能力下降，产生所谓的“热岛现象”，使城市气候恶化１３１；当短时间内集中降雨，大量雨水不能及时渗入地下，只能通过排水设施导入河流，加重了排水设施的负担，当排水量超过排水设施的排泄能力时，容易造成洪水泛滥、道路被淹没、交通瘫痪等社会问题：降雨后不透水的路面容易积水，不利于车辆、行人通行的舒适性和安全性，尤其在夜间，路面的大量积水反光使司机产生错觉，‘增加了交通事故发生的可能性ｌ’Ｉ。由此可见，传统的混凝士路面有许多不符合生态的要求，因此

需要一种可以与生态环境相协调的新型混凝土材料的出现，透水性混凝土就此诞生了。２０世纪即年代以来，日本、美国等国家已经开始了透水路面材料的研究。到２０世纪末，保护地球，维持生态平衡，走可持续发展道路成为全世界关心的问题。所以２１世纪的混凝土除了满足作为结构材料要求外，还需要能够与环境共生，与自然相协调１５１。随着科技的飞速发展和生活水平的不

断提高，人们越来越认识到保护生态的重要性。在这些大背景下，研究开发新型环保建筑材料一一透水性混凝土具有重要的社会意义和广阔的发展前景。

ＬＺ透水性混凝土的定义、分类及用途Ｌ２．１透水性混凝土的定义 透水混凝土的定义目前还没有很明确的规定，但可以大致归结为下面的描述。透水性混凝土是由水泥、水、粗骨料组成，不加或加入少量的细骨料，采用单一级配以及添加一定的掺合料和外加剂等拌合而成，形成具有较大连通孔隙的非封闭的多孔混凝土１６１。

１．２．２透水性混凝土的种类

目前为止，透水性混凝土大体可分为三种类型１伙 （１）水泥透水性混凝土 通常用４２．５＃以及４２５＃以上的普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，采用单粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制成的多孔混凝土。这种混凝土一般采用０．２５一０．叨的水灰比，骨灰比为３．０￣４．０的范围。混凝土拌合物较干硬，采用压力成型，形成具有较大连通孔隙的混凝七，通常硬化后的棍凝十内部含有巧％一２５％的连通孔隙，表观密度低于普通混凝士，通常为１７０一２２０ｋｇ／叮．中国农业大学硕ｆ一学位论文第一章结论里巴旦巴里里里里里里里旦旦旦里巴旦旦旦旦里里旦里里理里巴里巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴三巴巴巴巴巴巴巴巴三巴里里三巴巴里里里里里里里里里里里里里里旦里里里里里里里里由于这种棍凝土成本低，制作简单，可使用于需用量较大的道路铺筑。但由于连通孔隙较多，

强度及耐磨性、抗冻性是其技术难点。 （２）高分子透水性混凝土 主要是采用高分子作为胶结材料的一类透水性混凝土，此种类型又可分为沥青透水性混凝土和树脂透水性混凝土． 沥青透水性混凝土采用单粒级的粗骨料，以沥青为胶结材料配制的透水性混凝土。由于使用有机胶凝材料，与水泥透水性混凝土相比，该种混凝土耐候性较差，在大气因素作用下容易老化，且其性质随温度变化较敏感，尤其是温度升高时，容易软化流淌，使强度和透水性都受较大的影响。 树脂透水性混凝土采用单粒级的骨料，以高分子树脂为胶结材料配制的透水混凝土。此种混凝土耐水性、美观性、耐磨性、耐冲击性与水泥、沥青透水混凝土相比，更具有优势。但其成本高，容易老化。 （３）烧结透水性制品 以瓷砖、长石、高岭土、砧土等矿物的粒状物和浆体拌合，压制成坯体，经高温锻烧而成的多孔结构的块体材料。该类透水性材料强度高，耐磨性好，耐久性优良。但烧结过程需要消耗能量，成本较高。适用于用量较小的高档地面部位。 除以胶凝材料分类外，透水性混凝土按其实际使用情况，可分为两类ｌ’］：一类是直接铺设在能大量蓄水的路基上，经压实、养护等工艺构筑成大面积整体透水混凝土路面；另一类是需特殊工艺预制的透水混凝土制品，如：透水路面砖、联锁砌块和透水管等。

Ｌ２．３透水性混凝土的用途 目前由于透水混凝土的强度较低，其主要应用于对强度要求不需太高，但要求具有较好透水效果的地方，如：公园内道路、轻量级道路、人行道、地下建筑工程及各种新型的体育场地、网球场等。表１一１门列出了己有透水混凝土制品目前的种类和应用范围。

表卜１透水混凝土的种类和应用范围Ｆｏｒｍｌ一１，ａｒｉｄｙａ”ｄａｐＰ】１口Ｉｉｏｎｒａ．ｇｅｏｆｐｅｒＶｉｏｕｓ．均此比妞制品种类用途应用范围

透水管、Ｕ型槽、水井，现浇混凝土、透水砖、透水性联锁砌块雨水渗透现浇混凝土、透水砖、透水性联锁砌块透水管透水性铺设地下水排放透水管、砌块透水管、水井、现浇混凝七 降低水压降低地下水位住宅小区、人行道、公园、道路、广场，停车场、工厂区部人行道、公园、广场、停车场、道路、池边、球场道路、隧道、住宅小区码头底垫、引入道底面和侧面、水池底部、挡士墙后地下建筑丁程