[发明专利]一种基于胶浆特性的透水混凝土配合比设计方法

说明书

本发明公开了一种基于胶浆特性的透水混凝土配合比设计方法。通过对透水混凝土中水泥胶浆配比的设计，控制胶浆的流动度、粘度和粘结强度等三个胶浆特性，结合胶浆特性与透水混凝土力学性能、透水性能之间规律，根据目标透水混凝土所需要的透水性能和强度指标要求，确定胶浆所对应所需的流动度、粘度和粘结强度，并以此进行配合比计算。本发明能够有效降低透水混凝土配合比设计的难度和误差，对透水混凝土合理广泛的应用有重要的理论意义和实际价值。

技术领域

本发明属于建筑材料制作技术领域，尤其涉及一种基于胶浆特性的透水混凝土的配合比设计方法。

背景技术

现代化的城市建设多采用不透水的路面铺装，这导致了一些地区易出现城市内涝和城市热岛效应，给人们的日常生活带来了极大困扰，严重情况下甚至会危及经济财产和人身安全。“海绵城市”的建设对净化地下水资源、缓解城市内涝、改善城市热岛效应等有显著的作用。而透水混凝土是“海绵城市”路面铺装的主要材料，对实现“海绵城市”的理念十分关键。作为一种新型的生态“海绵体”，透水混凝土主要是由粗骨料、胶凝材料、水和外加剂等材料经特定搅拌方式成型的一种多孔混凝土。它不含细骨料，由粗骨料表面与水泥浆体互相粘结形成，因此其内部的孔隙率比较大，有良好的渗透性能，净化水资源性能和降噪性能等。

有关透水混凝土方面的研究已经超过50多年，特别是在美国和日本研究较多。透水混凝土孔隙率范围通常在11％和35％，渗透率为0.2-1.2cm/s。然而，高孔隙率也降低了透水混凝土的强度，它的抗压强度通常只有3.5-28MPa。可以看出透水混凝土性能波动较大，这是因为透水混凝土的力学性能与透水性能是相互矛盾的，过度的追求其中一种性能势必导致另一种性能急剧下降。所以亟需建立适当的配合比设计方案，在力学性能与透水性能之间寻求一种合适关系，才能保证透水混凝土的路用性能。

透水混凝土的内部结构是“点接触”模型，即主要是骨料颗粒与颗粒之间以点接触并通过胶浆的粘结相互搭接成空间网络的形式存在。这决定了透水混凝土配合比组成设计可以分为骨料和胶浆两个主体进行。骨料目前较为普遍的是采用单粒级的粗骨料，设计较为简单。而且实际工程中受经济，地理等因素影响，骨料的可供选取的范围通常较小。从胶浆的作用机理来看，胶浆的流动度，粘度决定了透水混凝土中浆体对集料的包裹状态和空隙的填充状态，从而控制“点接触”模型中胶浆接触点的面积，粘附程度和各层胶浆包裹均匀程度来影响透水混凝土透水性能和力学性能。浆体的粘结强度决定了透水混凝土集料间相互搭接颗粒脱落的难易程度，从而影响透水混凝土力学性能。因此，基于胶浆特性的透水混凝土的配合比设计方法，能使透水混凝土同时满足透水路面的透水性和强度指标要求，从而保证透水混凝土结构在海绵城市中能够达到预定的设计使用性能，具有重要的学术意义和工程应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种解决透水混凝土配制技术不足，同时降低透水混凝土的配制和实际应用的难度，提供了一种基于胶浆特性的透水混凝土配合比设计方法。该方法通过透水混凝土中胶浆的流动度，粘度和粘结强度进行调控，使透水混凝土同时满足透水性能和强度指标要求，让透水混凝土结构在海绵城市的建设中得到科学和合理的应用。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种基于胶浆特性的透水混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：

1)根据实际需求，设定目标透水混凝土所需要的透水性能和力学性能；所述透水性能采用孔隙率和透水系数进行表征；所述力学性能采用抗压强度和抗折强度进行表征；所述透水混凝土由粗骨料和水泥胶浆组成，所述骨料采用单粒级粗骨料，所述水泥胶浆包括水泥、硅灰、减水剂、增稠剂和水；

2)配制流动度为80-200mm的水泥胶浆试样若干，分别制成透水混凝土试样；通过对所得透水混凝土试样透水性能和力学性能的表征，得到水泥胶浆流动度与透水混凝土力学性能以及透水性能的关系图；