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基于頻率尋優(yōu)的路面透水混凝土關(guān)鍵因素研究

引言
透水混凝土一般不含細(xì)骨料,薄層水泥漿包裹在粗骨料周圍,硬化后內(nèi)部形成大量連同孔隙、多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu),因而既有一定強(qiáng)度又有透氣、透水和質(zhì)量輕的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于路面、人行道、停車場、排水系統(tǒng)及反濾層等。透水混凝土是一種新型的建筑材料,在抗壓強(qiáng)度、耐久性及其他性能方面有著明顯的差異,在設(shè)計(jì)理論與性能測試方法等方面還缺乏系統(tǒng)的研究與標(biāo)準(zhǔn),仍處于起步階段,缺乏合適、統(tǒng)一定量的配合比設(shè)計(jì)方法,因此進(jìn)行透水混凝土試驗(yàn)技術(shù)、因素影響規(guī)律的研究具有重要意義。

影響路用透水混凝土性能指標(biāo)主要有透水系數(shù)和抗壓強(qiáng)度[1-3],影響性能指標(biāo)的因素主要有材料因素和試驗(yàn)因素,其中材料因素包括骨料粒徑、骨灰比、水灰比、骨料級配、膠凝材料、減水劑等原材料性能和配合比,試驗(yàn)因素包括試模尺寸、攪拌工藝、成型方式、養(yǎng)護(hù)形式、測試方法等。目前對透水混凝土性能指標(biāo)的研究主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:基于提高抗壓強(qiáng)度的影響因素研究[4-6]、基于提高透水系數(shù)的影響因素研究[7-10]、基于提高抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)的影響因素研究[1-3,11-14]。前兩方面的研究雖然定量能給出滿足最佳性能指標(biāo)的最佳影響因素值,但均基于抗壓強(qiáng)度或透水系數(shù)單位立方米面出發(fā),未能考慮其關(guān)聯(lián)和制約影響;第三方面的研究雖然能綜合考慮抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)的相互影響,并給出各因素對性能指標(biāo)的影響程度和性質(zhì),確定關(guān)鍵因素并指出提高性能指標(biāo)的措施,但未能定量研究滿足一定實(shí)際抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)要求下關(guān)鍵影響因素的最佳配合比。影響路面透水混凝土的關(guān)鍵因素有骨料粒徑、骨灰比、水灰比[2,7-8,12-14],因此要定量研究最佳配合比,必須根據(jù)各關(guān)鍵因素對性能指標(biāo)影響的規(guī)律,結(jié)合實(shí)際路面工程對透水系數(shù)和抗壓強(qiáng)度的要求,由試驗(yàn)來確定[15]。以透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)為指標(biāo),基于均勻試驗(yàn),系統(tǒng)研究了影響透水混凝土關(guān)鍵因素對抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)的影響;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立回歸模型并對其進(jìn)行檢驗(yàn)、分析了因素的交互作用效應(yīng),在滿足實(shí)際路面工程要求下利用頻率分析確定了最佳配合比。

結(jié)論

(1)影響透水混凝土透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度得主要因素有材料因素和試驗(yàn)因素,應(yīng)盡快制定試驗(yàn)規(guī)范,使透水性混凝土的試驗(yàn)具有可操作性、試驗(yàn)結(jié)果具有可比性。

(2)骨料粒徑、骨灰比和水灰比是影響透水混凝土透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素,各因素對透水性混凝土抗壓強(qiáng)度的影響順序?yàn)楣腔冶?、骨料粒徑、水灰比,且都達(dá)到顯著及以上水平;各因素對透水混凝土透水系數(shù)的影響順序?yàn)楣橇狭?、骨灰比和水灰比,分別達(dá)到極顯著、極顯著和顯著水平。

(3)各因素交互作用效應(yīng)對透水性混凝土抗壓強(qiáng)度的影響均未達(dá)到顯著水平;各因素交互作用效應(yīng)對透水性混凝土透水系數(shù)的影響為:骨料粒徑和骨灰比達(dá)到極顯著水平、骨料粒徑和水灰比達(dá)到顯著水平、骨灰比和水灰比未達(dá)到顯著水平。

(4)透水系數(shù)和抗壓強(qiáng)度對各因素的要求是關(guān)聯(lián)而對立的,很難同時(shí)滿足過高的抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)的要求;透水性混凝土配合比設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)其主要性能指標(biāo)的實(shí)際要求,綜合考慮關(guān)鍵因素的影響,選擇合適的配合比參數(shù)。

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