透水混凝土性能特征 彩色透水路面 安徽阜阳透水地坪

透水混凝土作为一种绿色环保材料,具有透水性强、水泥用量少、施工简便等传统混凝土所没有的优点,在透水路面、生态护坡和水工建筑等方面有一定应用。使用透水混凝土铺设路面可以有效减缓城市的热岛效应,对城市生态环境的改善具有积极意义。但透水混凝土由于内部孔隙较多,强度较低,影响其推广应用。针对此问题,本文采用了试验和数值模拟相结合的方法,以骨料粒径和一掺量为主要变量,开展了透水混凝土力学性能和透水性能的探究,主要内容包括:(1)采用体积法设计了透水混凝土的配合比,制作试件分别进行了抗压、抗折、劈裂和透水性能试验。试验数据表明,透水混凝土的抗压和抗折强度随着骨料粒径的增大而增加;同一骨料粒径的试块抗压强度随着孔隙率的增大而降低;在透水性能上,大粒径透水混凝土的透水系数远高于小粒径透水混凝土;集灰比是影响透水混凝土抗压强度的一个重要因素。(2)采用质量法设计了一替代部分水泥的配合比,一初步掺量为0%,10%,20%,40%,细化掺量为16%,18%,20%,22%,24%,制作试件分别进行了抗压、抗折、劈裂和透水性能试验。试验数据表明,随着一掺量的加大,透水混凝土的孔隙率和透水系数变小,但降幅不大,一优掺量为20%;28d强度有所降低,60d强度显著提高,一对于透水混凝土的后期强度增长有明显的促进作用。(3)利用蒙特卡罗法原理,借助有限元软件编写了孔隙的投放程序,提出了生成透水混凝土三维模型的方法。结果表明,建立的透水混凝土模型孔隙分布较为真实的反映了实际透水混凝土的孔隙特征。(4)选择有限元软件ABAQUS对透水混凝土试块模型进行了受压模拟分析和弯折模拟分析。结果表明,随着透水混凝土孔隙率的提高,抗压强度逐渐降低;弯折模拟中,小梁模型的底部中央区域主要承受正弯矩,较高的孔隙率使得有效截面积减小,造成底部应力过大,发生断裂破坏;在相同位移荷载作用下,孔隙率高的模型内部孔壁区域应力集中现象较为明显,致使材料损伤,继续加载会形成连续的断裂面,导致一终破坏,其中孔壁坍塌,进而使孔隙间连通成为透水混凝土承载力丧失的主要原因。