基于SR-增强剂的透水/植被混凝土性能研究

摘要

随着社会不断进步，城市化建设不断加快，城市面积不断扩张，生态环境问题日益严重，水泥路面占据城市大部分面积，透水地面面积持续减少，造成雨水难以下渗并回收利用，同时城市内涝影响城市环境和人们出行。国家提出海绵城市建设战略，生态混凝土的研究应用对改善城市生态环境，实现水资源的循环利用，打造海绵城市有着重要意义。 本文以透水/植被混凝土为研究对象，通过添加SR-增强剂，对两种混凝土存在的强度低以及抗冻性差开展研究，在前期的研究基础上，优化配合比，对混凝土的力学性能、抗冻性能、透水性能以及pH值等方面进行试验研究。为了提高混凝土的力学性能和耐久性能。使用SR-增强剂作为粘结材料，通过设计三因素三水平正交试验，透水混凝土选取0.31、0.33、0.35三个水灰比，SR—增强剂采用3%、5%、8%三种掺量，目标孔隙率采用16%、18%、20%三个指标；植被混凝土选取0.30、0.32、0.34三个水灰比，SR—增强剂采用3%、5%、8%三种掺量，目标孔隙率采用26%、27%、28%三个指标。对透水/植被混凝土试件进行抗压强度、抗折强度、透水系数测试。 通过正交试验确定了确定了二者的目标孔隙率，透水混凝土的目标孔隙率为16%，透水系数为8.97mm/s，植被混凝土的目标孔隙率为26%，透水系数为16.32mm/s。通过对配合比的优化研究，在保证良好透水率和强度的前提下，得到最优水灰比：透水混凝土为0.33，其抗压强度能够达到23.2MPa左右，抗折强度达到3.2MPa左右，植被混凝土为0.32，其抗压强度能够达到12.17MPa左右，抗折强度达到2.6MPa左右，均满足规范要求且二者的力学强度较前期以建筑胶粉作为粘结材料的混凝土有一定提高。通过对正交试验的强度最优组进行抗冻循环试验，测得透水混凝土的抗冻次数在D270左右，植被混凝土抗冻次数在F212次左右，满足在北方寒冷地区推广使用的条件且抗冻次数较前期有一定提高。植被混凝土的pH值先升高后降低至趋于平衡，并维持在11左右，需进行降碱后方可进行植被种植。 通过正交试验结果并分析得到透水/植被混凝土掺加SR-增强剂的最优掺量，得出目标孔隙率、水灰比、SR-增强剂掺量对试件力学强度和抗冻性能的影响规律并进行分析，其中目标孔隙率对透水/植被混凝土的力学性能和透水性能影响最大，水灰比和SR-增强剂次之。与前期工作相比，透水混凝土的抗压强度提高16%，抗折强度提高18.5%，抗冻系数提高20次；植被混凝土抗压强度提高21.7%，抗折强度提高4%，抗冻系数提高12次。对植被混凝土pH值测试结果进行分析，其碱性较高，需进行降碱处理方可进行植被种植。通过本试验研究为透水/植被混凝土以后相关研究提供参考。

目录

声明

1 前言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究方案

1.4 创新点

2 材料与方法

2.1 试验原材料

2.2 试验方法

2.3 小结

3 结果与分析

3.1 透水混凝土配合比优化

3.2 植被混凝土配合比优化

3.3 小结

4 讨论

4.1 存在的问题及现状

4.2 试验讨论

4.3 展望

4.4 小结

5 结论

参考文献

致谢

8攻读硕士学位期间参与课题