基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究

发布时间：2017-08-17 18:18

  本文关键词：基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究

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【摘要】：透水混凝土材料可以广泛地应用于城市轻交通道路、公园、广场、停车场、人行道、体育场地、地下建筑、绿化、污水净化及吸声等领域,在轨道交通领域透水混凝土也具有广阔的应用前景,如用于解决城市现代有轨电车的排水问题。目前“海绵城市”已成为全国各地城市发展规划中的高频关键词,发展“海绵城市”的重要性不言而喻,而我国透水混凝土的研究和应用还处在起步阶段。在这样的大背景下,透水混凝土作为建设和发展“海绵城市”的一种必要性功能材料具有十分重要和现实的研究意义。为了更好的推进透水混凝土在我国的普及和应用,本文基于正交试验法对透水混凝土的配合比设计和试验研究开展了大量工作,主要研究内容和成果如下：(1)透水混凝土的配合比计算方法分析,对不同的配合比设计方法进行了比较,采用体积法给出了透水混凝土基础配合比设计的算例。(2)采用正交试验法进行透水混凝土的试验配合比设计,选用三水平七因素的正交设计表,最后一列设置为空列,分别考虑了目标孔隙率、水胶比、骨料种类、硅灰掺量、粉煤灰掺量、搅拌方式六个因素的三种变化水平。对各组试验结果进行分析比较,讨论了影响透水混凝土强度和透水性的主要因素和次要因素,对正交试验结果进行方差分析,得出上述六种因素组合情况下的最优配合比。(3)对本文透水混凝土的抗压强度和孔隙率进行了测定,采用自行设计的装置测定了透水系数。(4)研究了在达到基本透水能力的情况下提高本文透水混凝土强度的方法,分别讨论了砂率、成型方式对其性能的影响。(5)研究了本文透水混凝土孔隙率和透水系数的关系,孔隙率和抗压强度、透水系数和抗压强度的关系,给出了它们的拟合关系式,并且对透水系数与本文各试验因素和抗压强度与本文各试验因素做了多元线性回归分析。(6)本文透水混凝土的最终参数取值：目标孔隙率取16%,水胶比取0.32,骨料种类取B,硅灰掺量为取5%,粉煤灰掺量为取10%,搅拌方式为三,砂率取6%,成型压力5MPa,稳压90s。在此种参数取值下,本文透水混凝土的抗压强度达到了30MPa以上,透水系数为1.24mm/s,单价为每立方米276元。
【关键词】：透水混凝土 配合比设计 正交试验法 强度 透水系数
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景和意义11-13
• 1.2 透水混凝土基本概念介绍13-16
• 1.3 透水混凝土研究和应用现状16-18
• 1.3.1 国外透水混凝土研究和应用现状16-17
• 1.3.2 国内透水混凝土研究和应用现状17-18
• 1.4 本文的主要研究内容和技术路线18-20
• 1.4.1 本文的主要研究内容18-19
• 1.4.2 本文的技术路线19-20
• 第2章 透水混凝土的制备和性能测试方法20-31
• 2.1 试验原材料20-22
• 2.1.1 水泥20
• 2.1.2 骨料20-21
• 2.1.3 硅灰21
• 2.1.4 粉煤灰21
• 2.1.5 外加剂21-22
• 2.1.6 拌合水22
• 2.2 透水混凝土的制备工艺22-25
• 2.2.1 透水混凝土的拌合22-24
• 2.2.2 透水混凝土的成型24-25
• 2.2.3 透水混凝土的养护25
• 2.3 透水混凝土的性能测试方法25-31
• 2.3.1 透水混凝土的强度测试方法25-26
• 2.3.2 透水混凝土的透水性能测试方法26-29
• 2.3.3 透水混凝土的孔隙率测试方法29-31
• 第3章 透水混凝土的结构分析和配合比设计31-40
• 3.1 透水混凝土的结构分析31-34
• 3.1.1 透水混凝土的透水性31-32
• 3.1.2 透水混凝土的强度32-34
• 3.2 透水混凝土配合比设计理论34-37
• 3.2.1 透水混凝土的配合比控制参数34-35
• 3.2.2 透水混凝土的配合比设计方法35-37
• 3.3 透水混凝土的配合比算例37-40
• 第4章 正交试验设计和数据分析40-62
• 4.1 正交试验法概念介绍40-41
• 4.2 正交试验设计的数据分析方法41-44
• 4.3 本文的正交试验设计44-46
• 4.4 透水混凝土正交试验的结果分析46-56
• 4.4.1 透水混凝土正交试验的强度分析46-50
• 4.4.2 透水混凝土正交试验的透水性分析50-53
• 4.4.3 透水混凝土正交试验的孔隙率分析53-54
• 4.4.4 透水混凝土正交试验的综合分析54-56
• 4.5 透水混凝土试验数据的拟合与回归分析56-58
• 4.5.1 透水混凝土的孔隙率和透水系数之间的关系56-57
• 4.5.2 透水混凝土的孔隙率和强度之间的关系57
• 4.5.3 透水混凝土的透水系数和强度之间的关系57-58
• 4.5.4 透水混凝土的强度与各因素之间的关系58
• 4.5.5 透水混凝土的透水系数与各因素之间的关系58
• 4.6 提高透水混凝土强度的方法58-62
• 4.6.1 砂率对透水混凝土性能的影响58-60
• 4.6.2 成型方式对透水混凝土性能的影响60-62
• 第5章 透水混凝土的经济性分析62-65
• 5.1 材料成本分析62-63
• 5.2 生命周期内效益分析63-65
• 5.2.1 维护费用63-64
• 5.2.2 节水效益64-65
• 结论与展望65-67
• 主要研究工作与结论65-66
• 研究展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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本文编号：690406