文档介绍：高强度透水混凝土的研究与应用
1前言
随着人们对环保认识的提高、城市建设的快速发展和施工技术的进步,对透水混凝土的使用范围、技术指标和经济指标都提出了新的要求,促使透水混凝土向着高强和耐久等方向发展。现在使用的透水混凝土砖,透水性基本满足使用要求,但是强度一般都比较低,大致在5—15MPa之间。随着高层建筑的增加,公共安全问题显得越来越突出,在发生火灾或其他意外时,现有的透水混凝土砖地面无法达到载重消防车辆的通行和停放要求。而沥青硬地面虽然能够满足载重消防车辆的通行和停放要求,但是无法实现透水功能。透水混凝土砖一方面具有良好的透水性能,雨天不积水,表面不打滑,确保了游客的安全,改善了树木生长的环境;但较低的强度限制了它的推广应用。
在技术层面上,国内外透水混凝土的配制技术一直采用无砂大孔混凝土的设计思路,在混凝土配制过程中增大透水系数时混凝土强度不能满足设计要求,提高胶凝材料的用量时混凝土强度提高但透水系数又不能满足设计要求,这一矛盾一直困扰着混凝土生产企业和混凝土技术人员。本研究以克服无砂大孔透水混凝土缺陷作为研究的技术基础,在保证混凝土透水顺畅的条件下,主要解决如何提高透水混凝土的强度问题。
2混凝土透水系数的确定
为了科学地将特大暴雨记录降水量、降水速度与混凝土的孔隙率、透水速度之间建立量化关系,实现透水混凝土透水功能与气象条件的协调统一,我们首先要确定透水混凝土合理的透水系数指标范围。
我国气象上规定,降雨分为小雨、中雨、大雨、暴雨。24小时降水量200毫米以上称“特大暴雨”。为预防暴雨引起的破坏,设定了暴雨预警信号,暴雨预警信号分四级,分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。在世界上最大的暴雨出现在南印度洋上的留尼汪岛,24小时降水量为1870毫米。我国最大暴雨出现在台湾省新寮,24小时降水量为1672毫米。这些气象规定和暴雨降雨纪录是我们确定透水混凝土合理的透水系数的依据。
配制高强度绿色环保透水混凝土的目的就是在雨天快速将雨水排出,防止地面积水,国内透水混凝土的单位很多,但是没有一个单位直接将混凝土的透水性与降雨量之间建立联系,结合我国各地的雨情,参考我国最大暴雨降水量记录1672 mm,世界最大的暴雨降水量记录1870 mm。我们初步确定透水混凝土在暴雨红色预警信号时雨水能通过透水混凝土开口孔隙顺利排出,达到最大暴雨降水量时仍不积水为设计计算的技术依据。假定取我国最大暴雨降水量记录1672 mm降水在半小时到一小时内完成,—;假定取世界最大的暴雨记录降水量1870 mm在半小时到一小时内完成,—。从透水混凝土截面看,只有开口孔隙部分透水,因此混凝土开口孔内雨水的最大流动速度由降水速度除以孔隙率求得,单位为mm/s,开口孔隙率不同的混凝土合理的透水速度也不同,具体计算数据如表1所示。这样一方面可以保证大暴雨时雨水在混凝土内部能够顺利通过,另一方面可以保证有路面污物堵塞部分开口孔隙时透水混凝土仍然能够正常工作。
表1 降水速度、混凝土开口孔隙率、混凝土内水分流动速度计算表
   降水速度(mm/s)
空隙率%
15
6