基于国内外现有研究成果,总结了透水混凝土孔结构特征的表征方法,综述了孔结构特征对透水混凝土透水性能和力学性能的影响以及透水混凝土的透水性能和力学性能之间的关系,并对进一步研究方向进行了展望。

研究了灰骨比、骨料级配和粉煤灰掺量对透水混凝土力学性能和透水性能的影响。结果表明:随着灰骨比的增大,透水混凝土的抗压强度先增大后减小,空心率总体呈降低趋势,最佳灰骨比为0.22;与单一粒径骨料相比,采用级配骨料可有效提高透水混凝土的抗压强度,当骨料级配为m_(9.50~13.20 mm)∶m_(4.75~9.50 mm)∶m_(2.36~4.75 mm)=30∶50∶20时,透水混凝土的抗压强度和空心率相对最佳;随着粉煤灰掺量的增加,透水混凝土空心率和透水系数均呈下降趋势,抗压强度和抗折强度均先增大后减小,最佳粉煤灰掺量为20%。

研究了再生骨料取代率和牡蛎壳粉取代率对透水混凝土透水性能和抗冻性能的影响。结果表明:透水混凝土的抗冻性能随着再生骨料取代率和牡蛎壳粉取代率的增加而降低,当再生骨料取代率为100%且牡蛎壳粉取代率≤40%时,透水混凝土的透水性能满足相关规范要求,抗冻等级达到D25。

结合前期的研究成果及在制定T/CSTM 00040—2019《透水混凝土试验方法》团体标准中的创新思路,积极探索了透水混凝土成型方式及评价新拌透水混凝土工作性、透水混凝土透水性能的科学方法,以保证评价指标的科学准确性及与工程实际的一致性。

用10%、30%和50%的废弃混凝土骨料替代天然骨料制备再生透水混凝土,并对其强度、透水性能和耐久性能进行了研究。结果表明,再生透水混凝土存在最优水灰比,当再生骨料掺量为10%、30%和50%时,透水混凝土的最优水灰比分别为0.40、0.40和0.45;随着再生骨料掺量和粒级的增加,再生透水混凝土的抗压强度、抗折强度降低,透水性能增强;5%硅粉会一定程度上提高透水混凝土的强度,但会对其透水性能产生不利影响;再生骨料的掺加会降低透水混凝土的长期耐久性能。

采用硅灰和可再分散乳胶粉对透水混凝土进行改性,研究了两者对透水混凝土浆体扩展度、力学性能、透水性能和抗冻性能的影响。结果表明,硅灰会提高浆体的黏度、降低浆体的扩展度,提高透水混凝土的力学性能和抗冻性能,但会降低其透水性能,脆性增大,推荐硅灰掺量为2%～4%;可再分散乳胶粉会改变浆体黏度,调节透水混凝土浆体的工作状态,降低透水混凝土强度,改善透水混凝土的脆性,推荐可再分散乳胶粉的掺量为2%～4%,可以获得较好的综合性能。

采用黏度作为聚合物掺量衡量标准,制作了5组不同聚合物透水混凝土试件,通过测定其抗压强度、抗折强度、透水系数分析了不同聚合物对透水混凝土性能的影响。试验结果表明:羟丙基甲基纤维素可明显提升透水混凝土的透水性能,可再分散乳胶粉可明显地提高透水混凝土的抗压强度,出现抗压强度和透水性"效果互补"现象。

利用正交试验分析了制备透水砖过程中花岗岩骨料粒径、集灰比、水灰比、生石灰掺量等因素的影响并对其重要性进行排序。研究了各因素与抗压强度、抗折强度、透水系数和孔隙率的关系。讨论了静压成型压力和振动成型时间对孔隙率和透水系数的影响。根据混合材料最优配比参数,完成了制作透水砖的最佳配合比设计方案。试验证明:经加工处理后的花岗岩石材边角废料是制备环保型透水砖的有益材料。

配制不同浓度的硅烷偶联剂(SCA)溶液改性三种粒径的辉绿岩骨料,并用改性骨料和未处理骨料分别拌制透水混凝土并成型试件,养护后测定立方体抗压强度、连通孔隙率以及透水系数。试验研究表明,SCA改性辉绿岩骨料配制透水混凝土的力学性能有一定程度的改善,而透水性能略有下降。

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。