为了改善原城市道路的路面缺陷、补充地下水,缓解城市地下水位急剧下降带来的地面塌陷问题以及维护生态平衡、有效缓解城市热岛效应,透水混凝土因其独特的优点在全国各地广泛使用。

透水机理

透水混凝土内部的孔隙结构是展现其特 有性能的决定性因素,其孔隙按照透水性能可分为三种:连通孔隙、半连通孔隙(“布袋型”孔隙)和封闭孔隙。连通孔隙是指混凝土内部的孔隙间相互连通且两端与外界相连。其整体贯穿的结构可使水流顺利通过,不会造成蓄水、堵塞等现象,因而从透水混凝土的透水性能和排水效果来看,连通孔隙对其透水功能起到至关重要的作用。

半连通孔隙是指孔隙一端封闭,另一端与连通孔隙相连或与外界相通,故而也被称为“布袋型”孔隙,这种孔隙功能与蓄水池相似,当地面水流量较大时它可以把地面的水暂时存入其中,等到路面干燥后又会被排出,有效降低了遭遇暴雨时发生内涝的风险,对透水混凝土的透水功能也起到了一定的作用;封闭孔隙是指存在于试件内部且不与外界连通,其不仅对透水混凝土的透水能力没有帮助,还会减少透水混凝土的强度。

综合以上所述,透水混凝土的有效孔隙为连通孔隙和半连通孔隙,为保证透水混凝土的工程实用效果,在制作透水混凝土时应尽量形成多的连通孔隙和半连通孔隙,而减少和避免形成封闭孔隙。

抗拉及抗压性能

透水混凝土因其组成材料,陶瓷颗粒厂家具有特有的孔隙结构,所以相比于密实混凝土其抗拉和抗压强度皆有所下降,但作为路面层其抗压强度也需要达到一定的强度,其中能够保证透水混凝土强度的因素主要有三种,分别为骨料本身的强度、胶凝材料的强度及胶结层界面的强度。以上三种因素中骨料本身的强度起决定性的作用,而胶结层将骨料粘结在一起也可保证其一定的强度,但由于透水混凝土内部有较多的孔隙存在,所以强度会有所降低。

抗冻融性能

混凝土的冻融破坏现象是一直以来阻碍其在寒冷地区发展的关键因素,而透水混凝土因其独特的内部结构,在寒冷地区的使用更是少见,其冻融破坏现象中孔隙的变化有两种:一是原有孔隙变大,扩展成为较大的孔隙;另一种是在透水混凝土表面出现新的孔隙或裂纹,进而发展成为第 一种形式。

透水混凝土冻胀破坏的主要因素为在气温较低时,孔隙内部的水凝固后体积发生膨胀所导致。在雨雪天气时其内部会集聚较多水分,表层孔隙水首先冻结使得体积膨胀,发生冻胀时较普通密实混凝土更易、更严重受到破坏;其余孔隙水受到挤压,在粘滞力作用下沿混凝土表层法向形成一定的水力梯度,冻结走势向混凝土内部移动,在混凝土内部形成一个封闭的空间,导致封闭空间内部的气体无法正常排出,从而产生一定的气压,使得透水混凝土内部结构承受不住压力而开裂。

结合以上分析,为保证透水混凝土的工程实用性和透水性能,在严寒地区的使用要确保其抗冻性。透水混凝土的抗冻融性能测试方法较多,传统的一般采用冻融循环后的抗压强度下降检测,但这种方法所需要的混凝土试件较多,而且经过冻融后的试块可能会存在表面脱落现象,在进行抗压检测时需要重新将试件表面抹平修复,不仅增加了成本和人力而且测得的误差较大,因此以相对弹性模量和质量的变化作为评定标准越来越受到更多人的关注,该方法不仅有效减少了所需的试件数量而且保证了数据的可靠性。

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