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【作者機構(gòu)】 中太建設(shè)集團股份有限公司
【來 源】 《四川水泥》 2017年第7期P321頁【分 類 號】 G322
【分類導(dǎo)航】 文化、科學(xué)、教育、體育->科學(xué)、科學(xué)研究->世界各國科學(xué)研究事業(yè)->中國
【關(guān) 鍵 字】 透水混凝土 性能研究 前景展望
【摘 要】 隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)也不斷出現(xiàn)并且應(yīng)用于工程實踐中,新型的建筑材料逐漸的取代了傳統(tǒng)材料并在使用過程中展現(xiàn)了良好的性能.透水混凝土相比于傳統(tǒng)的混凝土材料來說具有良好的透水性和透氣性,在歐美、日本等發(fā)達國家中廣泛應(yīng)用于道路面層施工.本文對透水混凝土應(yīng)用前景進行了展望,對其性能和特點進行了研究.
一、前言
透水混凝土又稱生態(tài)混凝土，是由骨料、水泥、增強劑、和水拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土，它不含細骨料， 由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)， 故具有透氣、透水和重量輕的特點。攪拌過程所需要使用的工藝比較復(fù)雜且要求比較高，制作完成的透水混凝土具有連續(xù)密集的孔隙。具有透水性，在抗壓系數(shù)、抗折強度和密度上都有著明顯的提升，相比于傳統(tǒng)的混凝土材料有著一系列優(yōu)良的性能。本文對透水混凝土進行分析，并根據(jù)透水混凝土的特性進行了相關(guān)研究，對工作當中出現(xiàn)的問題也提出了意見。
二、研究概述
早在一個世紀以前關(guān)于透水混凝土的研究和應(yīng)用就已經(jīng)出現(xiàn)了，最早是在英國的一項建筑工程當中由于細骨料的缺少從而進行了開發(fā)和研究，從而首次出現(xiàn)了不含細骨料的混凝土也就是后來的透水混凝土。美國對于透水混凝土的研究可以追溯到上世紀六十年代，當時南伊利諾伊大學(xué)的教授針對透水混凝土與普通混凝土的配比和特性進行了一系列的對比并對其在道路鋪設(shè)當中的實際使用情況進行了詳細的闡述。針對透水性混凝土的力學(xué)特性以及抗壓性能進行了分析，對于使用過程中可能受到的影響及變化情況進行了詳細的闡述。在日本對于透水混凝土的研究開始于上世紀七十年代，當時是為了解決因抽取地下水而引起地基下沉等問題而開始的，本著“雨水的地下還原政策”對透水混凝土的應(yīng)用進行了研究。在八十年代后期利用高分子材料的引用進行了創(chuàng)新和改進并申請了國際專利，在政府的大力推廣下對于透水混凝土的應(yīng)用已經(jīng)成了普遍現(xiàn)象。我國對于透水混凝土的研究比較晚，但是也在研究和應(yīng)用上取得了一定的成績。在進行試驗的過程中創(chuàng)新性的加入硅粉等材料成功的使得透水混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了改變并提高了抗壓強度和抗折強度，在滲透性、抗磨損、耐久性上也有了明顯的改進。在我國的許多工程上透水混凝土已經(jīng)得到了充分的利用，在北京奧林匹克公園和上海世博園區(qū)等很多實際工程中透水混凝土成為了建筑的首選材料。不但擁有良好的透水性還對外觀有著美化的作用，目前透水混凝土的應(yīng)用已經(jīng)成為了建筑行業(yè)的研究和應(yīng)用的熱點。在生態(tài)環(huán)境的改造中也起到了重要的作用在對城市污水的處理上有著明顯的效果，目前還在積極的研究應(yīng)用當中。
與普通的混凝土相比，透水混凝土展現(xiàn)了許多不可超越的優(yōu)良性能，其透氣性和透水性都是傳統(tǒng)混凝土所不能比擬的，另外透水混凝土還具有吸聲降噪的作用，并且能夠有效的凈化水體，對地表土壤的生態(tài)環(huán)境也有著一定的改善作用，還能夠在一定程度上緩解地表徑流和城市建設(shè)過程中出現(xiàn)的熱島效應(yīng)。透水混凝土已經(jīng)成功地應(yīng)用在了城市基礎(chǔ)建設(shè)和園林景觀建設(shè)等多個領(lǐng)域當中，對于社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護提供了良好的促進效果。之前我國對于透水混凝土的重視程度還不夠，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和對于生態(tài)環(huán)境的重視提高，對透水混凝土的研究與應(yīng)用已經(jīng)成為了建筑行業(yè)的熱點話題，并且已經(jīng)取得了一定的成果。針對目前的狀況還需要對透水混凝土的性能和工作特點進行深入的研究，并結(jié)合實際應(yīng)用的案例進行改進和創(chuàng)新。
三、性能研究
1、力學(xué)性能
透水混凝土在特定的配比配以特定的調(diào)配工藝進行制作之后具有了特定的骨架孔隙結(jié)構(gòu)，水泥漿體對骨料接觸面積和接觸點都減少了混凝土內(nèi)部的結(jié)合能力有了明顯的影響。在力學(xué)性能上與普通的混凝土有很大的不同，為了能夠了解并改善透水混凝土的力學(xué)性能，相關(guān)的專家學(xué)者進行了長期的研究和探索。有研究表明透水混凝土孔隙率、透水系數(shù)與抗壓強度會因為骨料的性能和規(guī)格的變化而產(chǎn)生變化，其透水性也會受到減水劑、硅灰及聚合物乳液等外加劑的配比變化而產(chǎn)生相對較大的變化。
2、抗疲勞性能
透水混凝土在道路工程當中應(yīng)用比較廣泛，通常會作為路面和路基鋪設(shè)的主要原料，在石油的過程中需要承擔車輛和行人的碾壓和負荷，因此其疲勞性能成為了研究當中是十分重要的一個方面。對于透水混凝土的疲勞特性的研究方法目前出現(xiàn)了許多種，限元模型是比較典型的一種，利用應(yīng)力和強度的比值作為混凝土疲勞指數(shù)的判斷參數(shù)進行評定，發(fā)現(xiàn)特定區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象會影響透水混凝土的使用壽命使之出現(xiàn)脫落現(xiàn)象影響使用效果。另外還有研究發(fā)現(xiàn)瀝青層也對透水混凝土的疲勞性能有著重要的影響作用。
3、排水性能
作為透水混凝土，顧名思義，排水性能無疑是透水混凝土最為重要的性能之一，也是其應(yīng)用于道路工程當中重要的一個性能。在降雨時，雨水能夠通過透水混凝土的表面滲透到道路結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并透過透水性混凝土的孔隙滲透到土層當中，有效防止路面積水,降低下雨對于路面的影響,并且改善城市水資源系統(tǒng)的循環(huán)過程。車輛行駛過程中能夠與路面進行直接接觸降低了雨水對路面的影響，保證了行車的安全。對于透水混凝土材料的滲透系數(shù)的研究目前較為成熟的就是利用定水位試驗方法來進行測定，能夠發(fā)現(xiàn)孔隙率與滲透效果有著明顯的聯(lián)系，隨著空隙率的增大，其抗壓強度會逐漸降低。
4、吸聲降噪性
透水混凝土在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)密集的孔隙，因此會對聲波產(chǎn)生一定的消耗作用，一部分聲波會由于混凝土表面的反射作用反射到空氣中，另一部分會通過混凝土內(nèi)部的空隙進行傳播，而經(jīng)過一系列的摩擦又會被消耗掉。這樣一來就對聲波產(chǎn)生了有效的吸收作用，降低了噪音污染。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)透水混凝土的吸聲效果會受到材料配比的影響，因為材料配比會影響透水混凝土的孔隙率。孔隙率的增大會使透水混凝土吸聲系數(shù)逐步增加。
四、結(jié)束語
透水混凝土相比于普通的混凝土展現(xiàn)出了許多獨特的優(yōu)良性能，在歐美和一些發(fā)達國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對于其的研究也取得了一些成績。我國對于透水混凝土的研究還在初步階段，相關(guān)的研究和進展還不夠成熟，另外對于其性能的研究還有待完善。對于透水混凝土的結(jié)構(gòu)特性以及功能的影響因素還需要進行深入的研究，對其性能進行了解和改進，使之能夠更廣泛的應(yīng)用于建筑行業(yè)當中。
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