【苏州卓创】透水混凝土增强增韧效益研究

透水混凝土的薄弱部位是骨料与胶结材料的界面区域,为制备出高性能透水混凝土,本文研究了矿物活性超细粉和高分子聚合物对透水混凝土界面的增强增韧效应。结果发现:超细粉煤灰和硅灰颗粒可以分散到界面过渡区的粗糙孔隙结构区域,提高界面过渡层的致密程度。同时,掺入的聚合物向界面过渡层聚积,填充界面过渡区的细微孔隙,较适宜的聚合物掺量为8%~12%。标准养护28 d样品的抗折强度达到8.5 MPa,抗压强度达到34.7MPa。另外,聚合物的柔性可有效阻止结构内部裂纹的延伸,在一定程度上提高透水混凝土的韧性。

据统计，截至2015年底，我国已有98座城市因受暴雨发生内涝，随着城市化建设，路面材料可以自然渗水的区域不断减少，取而代之的是沥青、混凝土、大理石等不透水的路面材料。怎样才能缓解城市的内涝之灾，那就是建造海绵城市，使城市建筑、配套设施都具备吸水功能。其主要建筑材料就是要大规模使用透水性的路面材料，与普通硬化混凝土路面相比，透水性混凝土路面具有良好的透水和透气性。同时原材料可以采用活性固体废弃物材料，具有良好的生态效应和经济效益。

目前，应用透水路面材料的工程数量少，且大多集中在公园等小型室外场所，由于透水混凝土粗骨料粒径大，胶结材料用量少，胶结点少，胶结层薄，界面过渡区薄弱，导致透水混凝土的强度低，限制了其大规模的应用。因此，提高透水混凝土的强度成为关键，透水混凝土主要由骨料和胶结料组成，其强度一方面依赖于骨料之间形成嵌锁作用，另一方面依赖于骨料和胶结料的界面结合作用。近年来，国内外关于透水混凝土的研究从原材料的选取、配合比设计及路用性能等方面提出一些比较成熟的观点和理论，例如:张瑶等研究了自主研发的外加剂添加透水混凝土的合适配合比，不同水灰比和不同掺量时对透水混凝土抗压强度和孔隙率的影响。张朝辉等研究了水灰比、灰集比、胶结材料及集料性能对透水混凝土强度和透水性的影响。徐向舟等研制了以烘干砂为主要原料，高标号水泥为粘结剂的混凝土透水砖，并对透水砖进行了抗压强度、透水率等物理指标测试。以上透水性混凝土的力学性能研究多集中于从宏观角度出发，然而力学性能的好坏关键取决于骨料和胶结料的界面区状态，在该方面还鲜有报道，鉴于此本文拟从改善骨料和胶结料的界面过渡区状态出发，系统研究透水混凝土骨料和胶结料界面的增强增韧，制备高性能透水混凝土。

透水混凝土的薄弱部位是骨料与胶结料的界面区域，为制备出高性能透水混凝土，从优化骨料与胶结料的界面结合状态和胶结层的增强着手。改善胶结料体系，原材料主要以水泥为主，引入适量矿物活性超细粉(粉煤灰及硅灰等)和高分子聚合物改性剂。利用矿物活性超细粉的具有的火山灰活性效应、微集料效应和颗粒形态效应以及有机聚合物具有的渗透性、填充性和粘结性能等，改善透水性混凝土界面结构，解决透水性混凝土高透水性与高强度的矛盾，提高界面胶凝材料体系的胶结强度，强化界面区性能，提高抗压抗弯拉强度及胶结料对骨料颗粒的把持力，达到对透水混凝土的增强增韧的目的。