生態(tài)透水混凝土的性能特征為了改善原城市道路的路面缺陷、補(bǔ)充地下水,緩解城市地下水位急劇下降帶來的地面塌陷問題以及維護(hù)生態(tài)平衡、有效緩解城市熱島效應(yīng),透水混凝土因其獨特的優(yōu)點在全國各地廣泛使用。透水機(jī)理
透水混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)是展現(xiàn)其特有性能的決定性因素,其孔隙按照透水性能可分為三種:連通孔隙、半連通孔隙(“布袋型”孔隙)和封閉孔隙。連通孔隙是指混凝土內(nèi)部的孔隙間相互連通且兩端與外界相連。其整體貫穿的結(jié)構(gòu)可使水流順利通過,不會造成蓄水、堵塞等現(xiàn)象,因而從透水混凝土的透水性能和排水效果來看,連通孔隙對其透水功能起到至關(guān)重要的作用;半連通孔隙是指孔隙一端封閉,另一端與連通孔隙相連或與外界相通,故而也被稱為“布袋型”孔隙,這種孔隙功能與蓄水池相似,當(dāng)?shù)孛嫠髁枯^大時它可以把地面的水暫時存入其中,等到路面干燥后又會被排出,有效降低了遭遇暴雨時發(fā)生內(nèi)澇的風(fēng)險,對透水混凝土的透水功能也起到了一定的作用;封閉孔隙是指存在于試件內(nèi)部且不與外界連通,其不僅對透水混凝土的透水能力沒有幫助,還會減少透水混凝土的強(qiáng)度。
綜合以上所述,透水混凝土的有效孔隙為連通孔隙和半連通孔隙,為保證透水混凝土的工程實用效果,在制作透水混凝土?xí)r應(yīng)盡量形成多的連通孔隙和半連通孔隙,而減少和避免形成封閉孔隙。
抗拉及抗壓性能
透水混凝土因其組成材料,具有特有的孔隙結(jié)構(gòu),所以相比于密實混凝土其抗拉和抗壓強(qiáng)度皆有所下降,但作為路面層其抗壓強(qiáng)度也需要達(dá)到一定的強(qiáng)度,其中能夠保證透水混凝土強(qiáng)度的因素主要有三種,分別為骨料本身的強(qiáng)度、膠凝材料的強(qiáng)度及膠結(jié)層界面的強(qiáng)度。以上三種因素中骨料本身的強(qiáng)度起決定性的作用,而膠結(jié)層將骨料粘結(jié)在一起也可保證其一定的強(qiáng)度,但由于透水混凝土內(nèi)部有較多的孔隙存在,所以強(qiáng)度會有所降低。抗凍融性能
混凝土的凍融破壞現(xiàn)象是一直以來阻礙其在寒冷地區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵因素,而透水混凝土因其獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在寒冷地區(qū)的使用更是少見,其凍融破壞現(xiàn)象中孔隙的變化有兩種:一是原有孔隙變大,擴(kuò)展成為較大的孔隙;另一種是在透水混凝土表面出現(xiàn)新的孔隙或裂紋,進(jìn)而發(fā)展成為第一種形式。
透水混凝土凍脹破壞的主要因素為在氣溫較低時,孔隙內(nèi)部的水凝固后體積發(fā)生膨脹所導(dǎo)致。在雨雪天氣時其內(nèi)部會集聚較多水分,表層孔隙水首先凍結(jié)使得體積膨脹,發(fā)生凍脹時較普通密實混凝土更易、更嚴(yán)重受到破壞;其余孔隙水受到擠壓,在粘滯力作用下沿混凝土表層法向形成一定的水力梯度,凍結(jié)走勢向混凝土內(nèi)部移動,在混凝土內(nèi)部形成一個封閉的空間,導(dǎo)致封閉空間內(nèi)部的氣體無法正常排出,從而產(chǎn)生一定的氣壓,使得透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)承受不住壓力而開裂。
結(jié)合以上分析,為保證透水混凝土的工程實用性和透水性能,在嚴(yán)寒地區(qū)的使用要確保其抗凍性。透水混凝土的抗凍融性能測試方法較多,傳統(tǒng)的一般采用凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度下降檢測,但這種方法所需要的混凝土試件較多,而且經(jīng)過凍融后的試塊可能會存在表面脫落現(xiàn)象,在進(jìn)行抗壓檢測時需要重新將試件表面抹平修復(fù),不僅增加了成本和人力而且測得的誤差較大,因此以相對彈性模量和質(zhì)量的變化作為評定標(biāo)準(zhǔn)越來越受到更多人的關(guān)注,該方法不僅有效減少了所需的試件數(shù)量而且保證了數(shù)據(jù)的可靠性。