[发明专利]一种透水混凝土空隙率计算方法

说明书

本发明提供一种透水混凝土空隙率计算方法，根据透水混凝土空间构成特点，整个混凝土空间减去石料嵌挤骨架空间及砂填充骨架空间，再减去水泥和水形成胶浆裹附体积，剩余空间即为透水混凝土内部空隙率；依据石料单一粒径特征，根据比表面积等效将石料近似成球体，胶浆裹附球体和砂，此时形成空隙全部为透水空间，多余胶浆填充后封闭一定空隙，剩余则为连通空隙。本发明提供依据透水混凝土原材料用量、密度以及水泥胶浆裹附膜厚度，通过理论方法计算透水混凝土内部空隙率和连通空隙率，事前对透水混凝土空隙率加以计算判定，避免成型后再检测空隙率，实现透水混凝土强度和性能提前预判，并为其调整提供理论指导，大大减少试验量，提高效率。

技术领域

本发明属于高性能水泥混凝土材料技术领域，尤其涉及一种透水混凝土空隙率计算方法。

技术背景

透水型路面是一种能够快速排除路面的雨水的路面，其特点是粗集料较多(一般占85％以上)、空隙率大(15％～25％)，雨水通过其结构内部的连通空隙快速的排出路面范围中，从而排除路表面的积水，同时兼具抗滑性能高、噪声低、抑制水雾、防止水漂、减轻眩光、行驶舒适等突出优点。透水混凝土强度高是一种骨架空隙结构，兼具抗滑、降噪、观感性好、行驶舒适等突出优点，混凝土结构空隙稳定，日常养护方便，采用纯无机材料，常温施工，抗老化、耐久性好，能够解决路面抗滑、噪音等突出问题。

透水水泥混凝土一般由单一粒径碎石、水、砂、水泥和添加剂组成，是一种骨架空隙结构，碎石之间嵌挤咬合，水泥、水和砂进行填充，这样形成具有一定内部空隙结构，通常来讲，内部空隙越大，混凝土强度越低。降落到路表的水通过透水混凝土内的连通空隙，逐渐下渗最后排除，连通空隙率是透水混凝土具有透水功能本质。透水水泥混凝土内部空隙率与强度之间关联，而连通空隙率是透水的本质，两种空隙率控制是透水混凝土材料关键性所在，当前，规范中给定的透水混凝土空隙率的测定方法，是通过制备试件，采用一定试验方法进行测量，而这种测试方法完全依赖于事后试验，对于透水混凝土空隙率控制也缺乏理论指导，性能控制较为随意。因此，透水混凝土设计中急需提出一种预先计算透水混凝土空隙率，并通过空隙率计算确定材料选用。

发明内容

针对透水水泥混凝土空隙率无法预先计算和判断的问题，本发明提供一种透水水泥混凝土空隙率计算方法，通过材料调整，对透水混凝土的强度和透水效果进行预先控制。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种透水混凝土空隙率计算方法，包括以下两个方面：

所述的透水混凝土，包括单一粒径石料、砂、水泥和外加剂组成，石料相互嵌挤后形成空隙，砂填充在石料嵌挤形成的空隙中，水泥与水形成一定厚度水泥胶浆膜包裹石料与砂，将空隙进一步填实，所剩余的空间即为混凝土内部空隙率。混凝土中石料、砂与包裹所用的胶浆形成的内部空隙率，减去未包裹的用来填充内部空隙水泥胶浆，所剩余空间即为混凝土的连通空隙率。

其中，所述的透水混凝土的内部空隙率，按照如下公式进行计算：

S_A＝0.41+0.0041a+0.0082b+0.0164c+0.0287d+0.0614e +0.1229f+0.3277g

VV—混凝土内部空隙率，％；ρ₁—石料堆积密度，g/cm³；

ρ₁₂—石料表观密度，g/cm³；ρ₂—砂的表观密度，g/cm³；

P₁—石料所占比例，％；P₂—砂所占比例，％；

S_A—比较面积，m²/kg；μ—水泥胶浆膜厚度，μm。