高效率透水混凝土的应用研究

高效率透水混凝土的应用研究
发布时间：2022-11-29T06:26:52.164Z 来源：《教学与研究》2022年第14期56卷作者：李晟超周厚帅封妍[导读] “高效率”是一种高透水性、高强度、绿色环保的新型混凝土，它致力于通过自身高性能
李晟超周厚帅封妍通讯作者
山东协和学院山东济南 250109
摘要：“高效率”是一种高透水性、高强度、绿色环保的新型混凝土，它致力于通过自身高性能、环保来推动国家“海绵城市”的建设。

采用再生骨料、碳纤维、钢纤维、纳米二氧化硅等做为主要材料。

再生骨料具有孔隙率大，透水强的特点，添加进混凝土中能提高原采用自然石子混凝土透水率的6-8倍，同时再生骨料主要成分是城市建筑垃圾，矿渣等利用成本低且环保。

碳纤维、钢纤维等添加剂主要提高混凝土的强度，弥补再生骨料混凝土强度低的问题。

纳米二氧化硅其本身就有着“海绵体”的特性能更进一步提高混凝土的透水性和强度。

关键词：高效透水绿色环保再生骨料高强度 1透水混凝土的定义和原则
1.1透水混凝土由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种铺装材料。

这种铺装材料能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题，能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害，同时能保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应。

1.2在土木工程范围，坍落度足量小，足够密实的混凝土是拌制良好的混凝土的准则。

透水性混凝土与水泥、沥青混凝土是完全不一样的混凝土。

但它们也有通用的技术(如: 设计、生产、施工、养护等方面)。

在此，对于透水性混凝土的要求背景及其可行的技术背景应作为今后的研发重心。

2高效透水混凝土的技术应用
主要创新技术主要包括下面几方面： 2.1再生骨料的加入：由废弃混凝土制备的骨料称为再生混凝土骨料(简称再生骨料)。

仅仅通过简单破碎和筛分工艺制备的再生骨料颗粒棱角多、表面粗糙、组分中还含有硬化水泥砂浆，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部造成大量微裂纹，导致再生骨料自身的孔隙率大、吸水率大、堆积密小、空隙率大、压碎指标高。

吸水率随着再生骨料的最大粒径的下降而提高，而且随着基体混凝土强度的提高而下降。

一般再生细骨料的吸水率在10%——12%，粗骨料的吸水率在2.6—12%，远远高于天然骨料的吸水率。

同时，再生骨料的吸水速率也远远大于天然骨料，其中前10分钟的吸水速率最大之后吸水速率下降，基本趋于饱和。

主要是由于骨料表面附着砂浆，其孔隙率大，在短时间内即可吸水饱和，10分钟即可达到饱和程度的―85%左右，30分钟可达到饱和程度的95%以上，这些特性对透水性起决定性作用。

2.2纤维技术的使用：我们在其中加入的碳纤维和钢纤维，解决由再生骨料组成的强度低的问题。

在混凝土中加入适量的短切碳纤维，可以提高混凝土的抗拉强度、弯曲强度和抗冲击性能，降低干缩，改善耐磨性能，提高混凝土的减震能力，改善新旧混凝土之间的粘结强度和提高砖与砂浆的粘结强度，因而在实际建筑中使用有相当潜力。

所以，要提高钢纤维对混凝土的增强、增韧效果，就要加大钢纤维形状变异处的刚度，这一点对钢纤维生产和应用有很大的指导作用。

我们团队实验研究将碳纤维和钢纤维配比组合加入。

2.3纳米技术加入：纳米二氧化硅是无机粉体中的“半边天”，纳米二氧化硅在高性能混凝土中添加水泥用量的1～6%，可使抗压强度提高1倍，并可改善混凝土工作性——可塑性、泵送性、保水性、防泌水性、抗渗性、抗冻性等。

适量加入水泥中改性使用，与游离钙结合即生成硅酸钙凝胶，填充水泥石结构缝隙，使短命的水泥混凝土成为耐久的人造石。

3高强度与透水率的效果研究
3.1高效透水混凝土透水率效果展示
我们参照最新的实验数据；对比于普通混凝土、透水混凝土，其强度以及透水率都较为出色，再生集料的吸水率和吸水速率都远高于天然集料。

研究认为，再生集料的吸水率是天然集料的6-8倍，生产快捷、绿色环保。

（以下为高效透水混凝土透水率实验数据）
（以下为高效透水混凝土抗拉实验数据）（随着碳纤维和钢纤维的含量增加，使得抗拉强度增加。

） 4结语
综上所述，透水混凝土是用粗骨料表面包裹着一层薄浆料相互粘结成蜂窝状，能让雨水流入地下，有效补充地下水；且在此基础上使得较普通混凝土及普通透水混凝土的强度、韧性上有更好的效果，使城市环境建设更加绿色和谐是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的透水地坪材料，在城市雨水管理与水污染防治等工作上具有极其深远的意义。

参考文献：
[1]张秀芳,何更新,赵霄龙用再生骨料配制混凝土的试验研究[J].施工技术，2011. 40(345):60-63.
[2]谢晓庚.基于强度和渗透性的透水混凝土组成结构设计与制备[D].华南理工大学,2018. 作者简介：李晟超, 汉族, 山东青岛, 2002.07.26, 本科,研究方向为环境设计。

指导老师：封妍，女，汉族，山东日照，硕士研究生，研究方向为环境设计。

课题：2022年实验室开放项目
项目名称：高效率透水混凝土的应用
项目编号：2022SYKF31。