论文部分内容阅读
制备再生骨料透水混凝土是建筑垃圾资源化再生利用的一种有效途径。再生骨料透水混凝土因其具备良好的透水透气性,能够收集雨水回渗,维持地下水资源生态平衡,同时还能吸收路面噪音,缓解“热岛效应”和“城市干燥化”,在“海绵城市”中有很大的应用前景。本文以再生骨料透水混凝土毛细吸水性能为研究对象,选用C30废弃路面混凝土块经破碎得到的粒径9.519.0 mm为再生骨料来源,以水灰比0.30为基准,制备12组再生骨料透水混凝土,包括4种水灰比(0.27、0.30、0.33、0.36)、3种碳纤维(0.2%、0.4%、0.6%)和内掺粒径4.759.5 mm再生粗骨料的5种双粒级(1:1、1:2、2:1、2:3、3:2),分别研究在中性水和酸性水两种吸水介质作用下,再生骨料透水混凝土前8 d毛细吸水质量和毛细吸水高度及其变化规律,并与强度、孔隙率和透水系数相结合,构建Allometric模型,从再生骨料透水混凝土耐久性和毛细力学的角度出发,研究其毛细吸水传输规律及机理。引入再生骨料透水混凝土截面等效孔径,通过Image图像分析法,分析截面孔隙对再生骨料透水混凝土毛细吸水传输规律影响因素,在此基础上基于灰色关联分析法建立各指标权重,研究影响再生骨料透水混凝土毛细吸水高度的主要因素,进而选取主要影响因素,通过构建BP神经网络模型实现预测再生骨料透水混凝土毛细吸水高度。主要研究成果如下:(1)水灰比在改变再生骨料透水混凝土力学性能的同时也影响着其孔隙率和透水性,总体呈现出抗压强度高,孔隙率和透水系数低的规律特征,如水灰比为0.30(基准)时,抗压强度最大,为9.06 MPa,对应的透水系数为3.28 mm/s(基准值)。碳纤维对再生骨料透水混凝土性能具有一定的改性作用,如碳纤维掺量0.6%时,抗压强度达到3种碳纤维掺量中的最大值,为8.15 MPa,掺量为0.4%时,透水系数达到最大,为4.24mm/s,比基准值提高29.3%。在粗骨料级配方面,再生骨料透水混凝土随着4.759.5 mm粒径再生骨料的增加,抗压强度呈现先减小后增大的规律,其中粗骨料级配为1:2时抗压强度最大,为7.92 MPa,透水系数在粗骨料级配为3:2时最大,为4.2 mm/s。(2)再生骨料透水混凝土毛细吸水按不同时间段的增长速率分为两个阶段,第一阶段为0147 sec1/2(即前6 h),第二阶段为147831 sec1/2(即6 h8 d),前阶段增长较快,后阶段增长速率逐渐降低趋于平缓直至平衡。再生骨料透水混凝土毛细吸水质量和高度都随时间的增加而增大,均呈现出幂函数增长,符合Allometric模型,具有很高的拟合度。在水灰比为0.30时,毛细吸水效果最好,毛细吸水质量达到68.25 g,毛细吸水高度达到6.07 mm(非线性拟合R2为0.997)。(3)在中性水和酸性水中,再生骨料透水混凝土不同水灰比下的毛细吸水第一阶段毛细吸水质量和毛细吸水高度都要大于第二阶段,第一阶段的毛细吸水速率是第二阶段的36倍。中性水和酸性水下掺有碳纤维的再生骨料透水混凝土毛细吸水高度最大值分别为5.55 mm和4.77 mm,此时碳纤维掺量分别为0.6%和0.4%。中性水和酸性水下五种粗骨料级配毛细吸水高度最大分别发生在粗骨料级配为2:1和2:3时。再生骨料透水混凝土毛细吸水质量和毛细吸水高度最大值都发生在中性水条件下。(4)再生骨料透水混凝土毛细吸水作用和其孔隙率、截面等效孔径及透水系数有关,BP神经网络可用于再生骨料透水混凝土毛细吸水高度预测,指标平均相对误差为7.83%。