分析了生活垃圾焚烧炉渣的各项性能指标,并将其经多道水洗、筛分等工艺制成再生骨料,利用再生骨料取代天然砂石制备了透水混凝土。结果表明:生活垃圾焚烧炉渣的粒径分布较优,基本满足Ⅱ类建设用砂标准要求;再生骨料透水混凝土的抗压强度均低于基准组,透水系数均大于10 mm/s;随着再生骨料(处理后)取代率的增加,试件的28 d抗压强度逐渐降低;在取代率为100%的情况下,与未处理再生骨料透水混凝土相比,处理后再生骨料透水混凝土的抗压强度提高了43.1%。

采用体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的聚丙烯束状纤维和0.5%、1.0%、1.5%的聚丙烯塑钢纤维制备的透水混凝土,以孔隙率、透水系数、抗拉强度和临界体积率为评价指标,结合扫描电镜(SEM)法,探究了聚丙烯纤维类型对透水混凝土抗拉性能的改善作用。结果表明,透水混凝土的孔隙率和透水系数随纤维掺量的增加而减小;当聚丙烯束状纤维掺量超过0.3%时,纤维极易发生缠绕和成团现象,而三种掺量下的聚丙烯塑钢纤维仍能较好地分散于骨料间;聚丙烯塑钢纤维对透水混凝土抗拉强度的提升效果优于聚丙烯束状纤维。

研究了陶粒掺量对透水混凝土孔隙率、抗压强度、透水性能及抗冻性能的影响。结果表明,随着陶粒掺量的增加,透水混凝土的连续孔隙率、透水系数逐渐增大,抗压强度逐渐减小。当陶粒掺量为30%时,透水系数最大,达到了3.10 mm/s,此时抗压强度为11.7 MPa。经过25次冻融循环后,当陶粒掺量达25%以上时,透水混凝土发生冻融破坏。

将废弃混凝土破碎制备再生骨料应用于透水混凝土中,通过四因素三水平正交试验研究了骨料粒径、集灰比、水胶比、水泥用量四个因素对再生骨料透水混凝土性能的影响。结果表明,影响透水混凝土性能的因素依次为骨料粒径>水泥用量>集灰比>水胶比,水胶比在0.27～0.35范围内对再生透水混凝土性能无显著影响。选取正交试验中强度和透水系数最高的两组分别研究再生骨料掺量对透水混凝土性能影响,结果表明,再生骨料在透水混凝土中的掺量不宜超过50%。

采取正交试验法研究了再生骨料掺量、水胶比、骨料颗粒级配三个因素对透水混凝土的强度和透水性的影响。结果表明,最佳配比为:再生骨料掺量40%、水胶比0.25,再生骨料由50%粒径为4.75～9.5 mm的再生骨料和50%粒径为9.5～16 mm的再生骨料混合组成,在该配比下制得的透水混凝土透水系数为6.3 mm/s,抗压强度为23.1 MPa。

通过讨论影响水泥基透水路面制品透水性和保水性的主要因素,以及两种性能之间的相互矛盾关系,指出水泥基透水制品对透水系数要求过高,而对保水性未充分重视。水泥基透水制品不仅应具有足够的透水能力,还应有较高的保水能力,以满足海绵城市建设更高的要求。采用粒径尽可能小的单一粒级骨料制备水泥基透水路面制品,可以很好平衡透水性和保水性两种指标的要求。

采用陶粒-硅灰-矿粉复掺制备了轻质高强透水混凝土,并研究了增强剂、掺合料、陶粒替代率及养护制度对透水混凝土性能的影响。试验结果表明,影响混凝土的透水系数的主要因素是设计空隙率和成型时透水混凝土拌合的均匀性,通过掺入增强剂、矿物掺合料,采用合适的陶粒体积替代率及热水养护等方式可配制出抗压强度为34.5 MPa、透水系数为3.6 mm/s、干密度为1 802 kg/m^3的轻质高强高透水性混凝土。

采用不同粒径的钢渣作为骨料,具有快硬早强的磷酸镁水泥作为胶凝材料制备高强透水混凝土。研究了钢渣骨料粒径大小和成型方式对透水混凝土不同龄期的抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数的影响。试验研究表明:磷酸镁水泥具有较高的黏结强度,配制的透水混凝土具有较高的早期力学性能和优异的抗折强度。在相同成型条件下,中粒径透水混凝土抗压强度最高且透水系数良好;对比三种成型方式,振动成型透水混凝土力学性能最优。

基于体积法设计透水混凝土配合比,系统研究了骨料种类、水灰比、水泥用量和砂率对透水混凝土基本性能的影响规律。试验结果表明:骨料粒径越大,透水混凝土强度越小、透水系数越大;骨料强度越高,透水混凝土强度也越高。减小水灰比在提高浆体强度的同时还可能导致浆体流动性不佳,造成透水混凝土强度降低。增加水泥用量或使用细砂取代部分碎石,虽能使强度提升但同时也牺牲了部分透水性能。

采用单一堵塞材料、复合堵塞材料来模拟缝隙透水路面堵塞过程,并用透水系数恢复率来表征缝隙透水路面透水性能恢复程度。研究结果表明,采用单一堵塞材料来堵塞缝隙透水路面时,随着堵塞材料粒径的减小,透水路面透水系数恢复率降低愈明显。根据路面实际情况,提出了透水路面透水性能恢复试验研究时复合堵塞材料组成及用量。为保证缝隙透水路面透水系数恢复率达到80%,缝隙宽度宜设置为10 mm,清理措施宜采取真空度低于-20 kPa的吸尘器清理和2～4 MPa压力水清理的双重措施。