【摘要】：多孔混凝土材料作為一種生態(tài)型路用材料,由于其特殊的配合比設(shè)計和獨特的道路施工工藝,使得它在滿足一定荷載的條件下,又具有一定的透水、吸聲性能。對增強路面結(jié)構(gòu)的排水能力,緩解城市“熱島效應(yīng)”,有效降低路面噪聲,改善周邊環(huán)境有著積極的作用。為此,將多孔混凝土作為路面材料的研究具有十分重要的工程和生態(tài)意義。本文通過對多孔混凝土的設(shè)計進行了以下研究:(1)根據(jù)填充包裹理論,參照多孔混凝土的空隙特征,采用體積法進行配合比參數(shù)的確定。(2)為了探究多孔混凝土的力學(xué)性能,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和受力特征進行試驗分析。在此過程中,采用菱鎂礦尾礦替代玄武巖碎石作為多孔混凝土路面材料的粗骨料,既滿足了強度要求,又解決了環(huán)境問題。(3)得出了有效空隙率和全空隙率之間的線性關(guān)系,探究了影響多孔混凝土路面材料透水和吸聲性能的主要因素,同時找出了透水系數(shù)與有效空隙率之間的相關(guān)關(guān)系,并最終確定最佳摻量。通過上述分析,得出多孔混凝土的基本配比如下:水泥:322.6kg/m~3、粗骨料:1653.26 kg/m~3、綠泥石粉:165.3 kg/m~3、粉煤灰:35.84 kg/m~3、膠結(jié)劑:11.37kg/m~3、水:106.11 kg/m~3。采用正交試驗設(shè)計的方法進行優(yōu)化后,結(jié)果表明:當骨料的顆粒級配為35%的(3~5)mm與65%的(5~8)mm、水膠比為0.28、目標空隙率為20%、外加劑摻量為6%時其28天抗壓強度最高可達29.80MPa、透水系數(shù)可達0.83mm/s。當空隙率為25%,厚度為65mm時,多孔混凝土路面材料的吸聲性能最好,其降噪系數(shù)可達0.414。本文在試驗中摻入少量的綠泥石粉和粉煤灰,其主要作用為:(1)緩解部分固體廢棄物長期堆存造成的環(huán)境污染的問題。(2)改變骨料間的顆粒級配,降低空隙率,提高多孔混凝土的力學(xué)性能。(3)有效緩解冬季因凍融開裂現(xiàn)象的出現(xiàn),試驗結(jié)果表明:當空隙率為20%,粉煤灰的摻量為15%,多孔混凝土的抗凍性最優(yōu),此時的抗壓強度損失率為12.4%,重量損失率為3.8%。最后對多孔混凝土路面材料的施工技術(shù)進行了簡單的探討,總結(jié)出施工過程中應(yīng)多加注意的三大主要環(huán)節(jié):施工的前期準備工作、現(xiàn)場施工和成型后的養(yǎng)護及后期維護等。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414
【圖文】：

1.緒論1.1 引言隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，城市中的生態(tài)建設(shè)也逐漸提上了日程，與此同時，不斷擴大的環(huán)境保護問題也日漸凸出。自然環(huán)境下，大量雨水被地面吸收并滲透到地下，然后通過地表植被蒸發(fā)，返回空氣中，剩余的降雨從地面逐漸匯聚于河流中，排入湖泊大海，如圖 1.1 所示。但是，城市的發(fā)展改變了這種天然的循環(huán)過程。由密實的水泥混凝土和瀝青等材料構(gòu)成的路面由于其透水、透氣性差，致使地面水量徑流不斷增多，此時的積水只能通過管道排出道路區(qū)域，而天然降雨在經(jīng)過排水管道等市政排水系統(tǒng)時容易受到外界污染，并且這部分積水也不能被有效的利用。加上各種開山、毀林和填湖等急功近利的粗放式開發(fā)，使得能回滲到地下的降水大量減少。另外，隨著道路交通中車輛的種類和數(shù)量大幅度的增加，路面的噪音污染也日趨嚴重，而傳統(tǒng)的密實的混凝土路面，不能正常吸收噪聲，難以充分地解決噪聲污染的問題。

圖 1.2 城市“熱島效應(yīng)”與溫度分布 圖 1.3 城市熱島效應(yīng)示意圖Fig.1.2 Urban "heat island effect" and Fig.1.3 Urban heat island effecttemperature distribution schematic1.2 多孔混凝土材料1.2.1 多孔混凝土材料概述多孔混凝土材料是由固定比例的膠凝材料與骨料、外加劑和水等構(gòu)成的具有足夠貫通性空隙率的混凝土，它通常也被稱為無砂混凝土或透水混凝土，擁有自身質(zhì)量輕，膠凝材料用量少的特點。其主要用于路面和地面景觀鋪裝，是一種能夠有效改善水循環(huán)，改進城市生態(tài)環(huán)境的新型、環(huán)保的道路材料。同時它還具備相應(yīng)的吸聲降噪效果，避免了普通瀝青路面給生態(tài)環(huán)境帶來的不利的影響。

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本文編號：2721937