基于数值试验的降雨径流过程对不透水面空间分布的响应分析

为解析降雨径流过程对不透水面空间分布的响应关系,构造了一个3 km×3 km的假想试验区域,面向试验区域构建了包含6个不透水率的36种不透水面空间分布,并建立相应的数值试验模型,模拟了重现期分别为2、5、10、20、50、100 a共6种不同重现期短历时设计降雨下的降雨径流过程,基于模拟结果对不同不透水面空间分布情景下的降雨径流过程进行了分析。结果表明:在同一不透水率下,不同不透水面空间分布的径流系数差异相对较小,不透水面空间分布对径流特征的影响主要体现在径流峰值和峰现时间上;在同一降雨条件下,不透水率变化是径流过程变化的主导因素,径流系数与不透水率呈线性相关关系,随着不透水率的增加,径流过程线逐渐由“矮胖”变得“尖瘦”。

基于正交试验的再生透水混凝土路用性能研究

通过正交试验研究了粉煤灰、矿渣微粉、硅灰等矿物掺合料以及再生骨料替代率对再生透水混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数、耐磨性的影响。结果表明:再生骨料替代率对再生透水混凝土28 d抗压强度和透水系数影响最显著,随再生骨料替代率的增加,28 d抗压强度逐渐降低,透水系数显著增大;粉煤灰掺量对磨坑长度的影响最显著,随粉煤灰掺量的增加,再生骨料透水混凝土的耐磨性显著提高。基于功效系数法,综合性能最优配比为:粉煤灰、矿渣微粉、硅灰掺量分别为15%、5%、8%,再生骨料替代率为30%,制得的再生透水混凝土28 d抗压强度为25.9 MPa,透水系数为2.04 mm/s,磨坑长度为31.7 mm。

推广透水性地面 改善住区生态环境

普通混凝土及其制品强度高、耐磨性与耐久性好、施工方便、造价低,从而成为道路工程的首选材料,但由它们铺装的地面是不透水的。随着我国基础设施和住宅产业的快速发展,城市地表逐渐被建筑物和基础设施所覆盖,不透水区域比例大幅提高,甚至超过80%。许多城市的生活和工业用水仍以地下水为主,长期抽取和使用地下水使地下水位急剧下降。本应有相当比例雨水穿透地面渗入地表,但由于透水性地面比例缩小。

利用垃圾焚烧渣制备陶瓷透水路面砖的试验研究

垃圾焚烧渣是一种危险的固体废弃物,无害化利用垃圾焚烧渣具有重要意义。以垃圾焚烧渣为主要原料,通过高温烧结工艺制备了一种综合性能较佳的透水砖,研究了垃圾焚烧渣的添加量与烧成温度对样品结构与性能的影响规律。结果表明:添加适量的废玻璃及适当提高烧成温度能够改善试样的强度及环境安全性;当垃圾焚烧渣、废玻璃与煤粉(外加)的添加量分别为60%、40%、20%(质量分数)时,在1 200℃下烧成制品的透水系数、抗折强度与抗压强度分别为0.58 mm/s、6.23 MPa和18.58 MPa,其强度和透水系数分别达到了R_(f)4.5与B等级,且制品的Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)浸出浓度满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求。XRD与SEM-EDS分析结果表明,由废玻璃熔融而成的高温液相溶解了三氧化二铅、氧化锌和氧化铜,抑制了Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)的浸出。提高烧成温度能够降低样品的气孔率,促进三氧化二铅、氧化锌与氧化铜的溶解,进而协同改善制品的环境安全性。莫来石与玻璃相相互胶结,连通气孔均匀分布,赋予了透水砖较高的强度与优良的透水性能。

土建施工中的透水混凝土材料应用性能优化

针对普通混凝土在实际工程应用中存在强度不足、韧性不够、易开裂的问题,提出通过碳纤维对透水混凝土性能进行优化。试验对透水混凝土制备方法进行优化,研究了碳纤维长度和掺量对透水混凝土性能的影响。试验结果表明,选择干法拌和,碳纤维长度为12 mm,体积掺量为0.6%时制备的混凝土综合性能最佳。此条件下制备的碳纤维透水混凝土抗压强度最高为35 MPa,抗折强度为4.3 MPa,断裂能为400 N/m,孔隙率为13.7%,透水系数为1.85 mm/s;强度满足GB/T 50081—2019标准要求,透水性能满足GB/T 23160—2008要求,可以在实际工程应用中发挥作用。

道路透水路面及其铺面材料研究

在介绍道路透水路面的基础上,重点分析了透水沥青混合料、透水水泥混凝土、透水路面砖等三种透水性铺面材料及其设计与生产,从工程应用角度研究了各类透水性铺面材料的强度特性与耐候性,探讨其常见病害与维护、维修方法。

铁尾矿废石免烧透水砖制备及性能研究

以铁尾矿废石、水泥和铁尾矿粉为原材料,静压成型制备铁尾矿废石免烧透水砖,研究了成型压力、保压时间、养护时间、水胶比、孔隙率对透水砖抗压强度、透水系数的影响,通过SEM分析样品的微观形貌。结果表明:配合比设计参数为设计孔隙率20%,水泥10%,铁尾矿粉10%,铁尾矿废石80%,水胶比0.4,减水剂掺量为1.5%;透水砖的最佳工艺条件为成型压力8 MPa,保压时间50 s,标准养护28 d,在此条件下制得的透水砖抗压强度为10.4 MPa,透水系数为2.24×10^(-2) cm/s。

透水丁坝孔型对坝体附近水流特性影响研究

为深入探讨透水丁坝透水孔型对其附近水流特性的影响,通过室内高精度水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪对矩形、方圆形和椭圆形三种透水孔型下丁坝附近水流流速进行测量,获得不同透水孔型影响下的丁坝附近水流流速和紊动强度分布特征。结果表明,坝后水流流速波动和紊动强度明显大于坝前,透水丁坝对近坝区水流影响较大,距丁坝越远,流速均匀性越好,紊动强度越小。透水丁坝的缓流效果与透水孔型密切相关,矩形透水孔的坝后缓流率为35.4%,缓流效果较好,方圆形透水孔次之,椭圆形最小,研究结果可为丁坝的透水孔型选择提供指导和参考。

粉煤灰掺量对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响

采用相对动弹模量、抗压强度、透水系数和微观试验,分析了在复杂冻融环境下(5%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4))不同粉煤灰掺量(0、10%、20%和30%)对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响。结果表明:粉煤灰加剧混凝土在5%NaCl溶液中的冻融损伤,适量粉煤灰(10%和20%)可以提高混凝土在5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液下的抗冻效果。经过200次盐冻后,透水系数的结果均大于初始值且满足规范要求。在含硫酸钠的环境中,侵蚀产物在冻融初期有利于增加混凝土基体密实度。直通孔型再生透水混凝土在盐冻环境中具备良好的耐久性能和透水效果,可在复杂盐冻地区推广使用。

基于均匀实验的自燃煤矸石透水混凝土配合比优化研究

为减少自燃煤矸石的堆存,拟将自燃煤矸石制备透水混凝土,并对其配合比进行优化。首先运用均匀设计实验法和回归分析法,分析骨胶比、细骨料占比和水灰比对试件力学性能、透水性能的影响,以获得综合性能最优的配合比方案。然后以机制砂等质量替代自燃煤矸石细骨料,分析替代率对试件性能的影响,最后借助SEM分析试件微观形貌的变化。结果表明:骨胶比、细骨料占比和水灰比与抗压强度、透水系数的回归关系皆成三次多项式,且拟合精准度较高。综合性能最优配合比方案为骨胶比2.6,水灰比0.28,细骨料占比60%。自燃煤矸石透水混凝土的抗压强度随机制砂替代率的增大而增大,而透水系数相对稳定。通过微观分析可知,煤矸石透水混凝土中水化产物主要是Ca(OH)2、C-S-H和AFt,内部结构较为稳定,机制砂替代煤矸石细骨料后,AFt数量减少,形状由细短状变为粗长状,与C-S-H相互交错,整体结构更加紧密,力学强度更大。研究成果可为自燃煤矸石在建筑材料领域的应用开辟新的途径。

纸纤维改性下的隧道工程透水砂浆性能分析

透水砂浆在隧道工程中的应用旨在解决隧道内部的排水问题,提高隧道的安全性和耐久性。掺加纤维是改善砂浆材料透水性能、抗压强度和孔结构的有效手段之一。基于此,以纸纤维为研究对象,简述了纸纤维对透水砂浆性能的影响。将纸纤维掺入水泥砂浆中,在碱性条件下混合,并对成型的纸纤维改性下的砂浆试块进行透水性、抗压强度和孔结构等方面的测试分析。结果表明,砂浆试块的吸水率随着纸纤维掺量的增加而逐渐增长,可达到普通砂浆试块的2~3倍;纸纤维的掺加会造成砂浆试块的抗压强度有所降低,掺量越大,抗压强度越低;水灰比增加,可减小砂浆孔体积,使其结构更加致密,砂浆抗收缩能力增强。

全钢渣集料透水砖基本性能研究

为研究全钢渣集料对透水砖性能的影响,以粗钢渣取代粒径和水灰比为影响因素,开展全钢渣集料透水砖透水系数和抗压强度试验研究。结果表明:全钢渣集料透水砖的透水系数随着粗钢渣取代粒径的增大先增大后减小,随着水灰比的增加逐渐增大;抗压强度与粗钢渣取代粒径成正相关,与水灰比成负相关。在试验基础上,提出全钢渣集料透水砖透水系数和抗压强度的计算式。

PET回收料改性再生透水混凝土性能的研究

利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)回收料制备再生透水路面材料。通过在透水混凝土中添加不同掺量PET回收料制备了再生透水混凝土并研究其性能。结果表明:掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土表现出了较高的孔隙率与较低的密度;掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土满足力学性能标准值,并且在PET(G)-10达到最高,抗折强度和抗压强度分别为4.03MPa和25.1MPa;掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土的透水性能均高于标准值,拥有良好的透水性能,在保证力学性能满足标准的同时,PET(S)-30和PET(G)-50的透水系数分别为8.5mm/s和8.4mm/s。因此,掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土具有较好的综合性能,可以满足建筑行业的使用要求。

路面透水性铺装材料在海绵城市建设中的应用研究

文章首先提出了海绵城市建设的意义,其次对路面透水性铺装材料的分类进行了阐述,最后结合具体案例对不同铺装材料的应用进行了探讨,研究结果表明:透水沥青混合料、透水性混凝土、透水性地砖等铺装材料,能够在海绵城市建设中发挥出重要作用。在应用不同的铺装材料时,必须契合项目建设要求,严格把控材料铺装工艺要点,以保证路面铺装的质量,使其成为海绵城市水生态循环的载体。

透水混凝土的配合比设计及性能研究

通过L_(9)(3^(4))正交试验研究了骨料级配(m_(4.75~9.50 mm)∶m_(9.50~16.00 mm))=7∶3、6∶4、5∶5)、骨胶比(3.0、3.1、3.2)、粉煤灰掺量(10%、15%、20%)、增强剂掺量(4%、5%、6%)对透水混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、有效孔隙率和透水系数的影响。结果表明:对于抗压强度和劈裂抗拉强度,最佳的m_(4.75~9.50 mm)∶m_(9.50~16.00 mm)为6∶4、骨胶比为3.1、粉煤灰掺量为20%、增强剂掺量为4%;对于有效孔隙率和透水系数,最佳的m_(4.75~9.50 mm)∶m_(9.50~16.00 mm)为6∶4、骨胶比为3.2、粉煤灰掺量为15%、增强剂掺量为6%。

基于正交试验和超声波波速的水库底泥透水混凝土性能研究

水库中的黏土、砂、有机物和无机矿物等结合并沉淀形成了水库底泥,水库底泥通常以不规则非均质体的黏土胶状物存在,呈流塑状态,具有良好的可塑性,颗粒之间较为松散。水库底泥的堆积会使水库的蓄水和防洪能力减弱,进而缩小水库容量,缩短水库寿命,影响航运交通等。另外水库底泥的长久堆积,其所含有的有机物还可能会对周边环境造成污染,水环境安全指数降低,进而对人类生存构成潜在的威胁,因此迫切需要对水库底泥进行资源化利用。为提高水库底泥在建筑材料领域的附加值利用率,将水库底泥作辅助胶凝材料制备透水混凝土。通过正交试验对水库底泥透水混凝土进行配合比设计优化研究,分析矿渣粉、水库底泥和增强剂对水库底泥透水混凝土干密度、总孔隙率、有效孔隙率、透水系数、超声波波速和28 d抗压强度等性能指标的影响,研究超声波波速与孔隙率、透水系数和28 d抗压强度之间的关系,探究试件的质量和超声波波速随冻融循环次数的演化规律。结果表明,随着水库底泥的掺入,水库底泥透水混凝土的干密度、抗压强度和超声波波速不断下降,孔隙率和透水系数不断增大;矿渣粉掺入使得试件的干密度、抗压强度和超声波波速先增大后减小,孔隙率和透水系数先减小后增大;增强剂对试件的性能指标影响不明显。3种因素对水库底泥透水混凝土的干密度、总孔隙率、有效空隙率、透水系数、超声波波速和28 d抗压强度影响排序为水库底泥掺量>矿渣粉掺量>增强剂掺量;超声波波速与孔隙率、透水系数和28 d抗压强度的曲线拟合相关性良好;随着冻融循环次数增加,试件质量损失率逐渐增大、超声波波速逐渐下降,矿渣粉和增强剂可以改善试件的冻融耐久性。研究成果将推进水库底泥在制备建筑材料中的开发与应用,有望为水库底泥透水混凝土的进一步应用提供参考。

制备工艺对纳米纤维素改性透水混凝土性能影响

通过对比4种工艺制备的纳米纤维素改性透水混凝土透水性能和力学性能,确定出合适的制备工艺和纳米纤维素掺量。结果表明:采用二次裹浆工艺,CNFs掺量为0.018%制备的透水混凝土结果最优,抗压强度为26.79 MPa、抗折强度为3.18 MPa,透水系数为7.33 mm/s、孔隙率为15.95%;0.018%掺量CNFs能够改善透水混凝土内部孔隙结构,不过度降低透水系数和孔隙率,提高抗压强度和抗折强度,但掺量过多时,浆体流动性变差、密实度降低、力学性能变差;透水混凝土微观结构表明,0.018%掺量的CNFs能够改善界面过渡区,减少界面孔隙和裂缝,但过多的CNFs掺量导致水化产物密实度降低,界面过度区连接变差,导致力学性能下降。

钢渣透水砖的制备与性能研究

随着海绵城市建设的兴起,透水砖作为新兴材料,正受到越来越多的关注。采用未碳化的钢渣作为粗、细骨料制备钢渣透水砖,研究目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖抗压强度及透水性能的影响。研究结果表明:目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖性能影响显著,当目标孔隙率为14%,成型压力为9 MPa,水胶比为0.28为最优配合比。

聚合物对透水混凝土性能的影响研究进展

普通透水混凝土由于其特殊的骨架-孔隙结构,使得其力学性能相比普通混凝土较差。在这种特殊的结构下,骨料与胶凝材料之间的黏结性,是影响其各项性能优劣的重要原因。聚合物掺合料可以有效改善二者之间的黏结效果。针对这一问题,主要简述了掺入聚合物材料对透水混凝土力学性能、透水性能和耐久性能的影响,对聚合物改性透水混凝土性能的影响进行分析总结,并对未来该领域的研究提出一定的建议和展望。

硅粉和活化煤矸石粉改性透水混凝土强度和耐久性研究

为研究硅粉和活化煤矸石粉对透水混凝土强度和耐久性的影响规律,分别利用硅粉和活化煤矸石粉代替0%、5%、10%、15%、20%、25%的水泥进行透水混凝土试样制备,对新拌混凝土的流动性以及硬化混凝土强度、耐久性进行了测试分析,研究了硅粉和活化煤矸石粉对透水混凝土基本特性的影响规律,以及2种材料的掺量范围和适用性。结果表明:①掺入10%~15%的硅粉和10%的活化煤矸石粉可以有效提高混凝土强度,且硅粉对强度的提升效果更为明显,但对混凝土流动性和透水性会有不利影响;②随着硫酸溶液侵蚀时间和冻融循环次数增加,混凝土抗压强度和质量比均不断下降。根据上述分析可知:①掺入5%~10%的硅粉和5%的活化煤矸石粉对混凝土的抗H_(2)SO_(4)溶液长期侵蚀性有利;②掺入5%~20%的硅粉和10%~15%的活化煤矸石粉对混凝土的抗酸雨—冻融循环侵蚀性有利;相比之下,硅粉对混凝土的长期冻融耐久性更有利。