通过正交试验分析了砂率、粉煤灰、矿粉、硅灰掺量对透水混凝土透水系数、28 d抗压强度的影响。结果表明:在一定范围内,透水混凝土的透水系数随砂率的增大而减小,随着掺合料掺量的增加先增大后减小,透水系数最佳组合为砂率3%、粉煤灰10%、矿粉15%、硅灰5%;透水混凝土的28 d抗压强度随着砂率和粉煤灰掺量的增加先增大后减小,随着矿粉和硅灰掺量的增加而逐渐增大,抗压强度最佳组合为砂率9%、粉煤灰15%、矿粉20%、硅灰6%。

通过对水灰比为0.3、骨料粒径分别为3~5mm与5~10mm的透水混凝土进行试验研究,得出了在14%、17%、20%以及16%、18%、20%目标孔隙率下的渗透系数及抗压强度,满足CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技术规程》与CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》抗压强度要求的临界目标孔隙率的值分别为14%与16%。并在此基础上进行矿渣微粉改性研究以及基于Fluent多孔介质模型的渗流模拟研究。结果表明,矿渣微粉等效替代7.5%的水泥时,具有最优的抗压强度;将渗透系数转化为黏性阻力系数,采用Fluent多孔介质模型进行渗流计算是合理的。

选用16~20mm、20~25mm、25~30mm三种粗骨料级配,分别以普通硅酸盐水泥、低碱硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥-秸秆粉三种胶凝材料制备了生态混凝土。对其力学、物理性能及内部孔隙碱环境进行研究,并探究了不同种植模式下,各胶凝体系生态混凝土的可植性。结果表明,生态混凝土的抗压强度随粗骨料粒径的增大而降低;粗骨料粒径为16~20mm时,生态混凝土28d抗压强度可达5.39MPa,孔隙率大于30%;低碱硫铝酸盐水泥制备的生态混凝土内部孔隙环境呈中性,可植生性表现优异;将秸秆粉作为掺合料加入硅酸盐水泥中,制备的生态混凝土有一定吸附中和碱物质的作用,使混凝土孔隙环境能基本满足植株的生长。