摘要: 透水混凝土具有透水、蓄水、降噪以及净水等诸多优势，是海绵城市建设的重要组成部分。目前常规的透水混凝土强度较低，耐久性能较差，更容易受到外界环境的侵扰而破坏，限制了其应用范围。加之，水泥生产过程中消耗了大量的化工能源和自然资源，环境... 展开 透水混凝土具有透水、蓄水、降噪以及净水等诸多优势，是海绵城市建设的重要组成部分。目前常规的透水混凝土强度较低，耐久性能较差，更容易受到外界环境的侵扰而破坏，限制了其应用范围。加之，水泥生产过程中消耗了大量的化工能源和自然资源，环境污染严重，产生了大量的CO2。因此，研究融合工业固废的低碳新型透水混凝土具有重要的现实意义。本文利用工业固废赤泥（RM）和矿渣（AS）替代水泥作为胶凝材料，石灰岩碎石作为粗骨料制备透水混凝土。首先，选用四种不同比例的RM和AS制备赤泥-碱矿渣（RM-AS）地聚合物，通过对比不同配合比下地聚合物的力学性能与工作性能，进行地聚合物替代水泥的可行性研究。其次，系统的研究了不同设计孔隙率，骨料粒径以及水胶比对RM-AS透水混凝土力学与渗透性能的影响，进而确定RM-AS透水混凝土的最优配合比。最后，通过开展最优配合比下的RM-AS透水混凝土的耐酸，耐硫酸盐侵蚀试验，且与水泥透水混凝土作对比，进而评价RM-AS透水混凝土的长期耐久性能。论文中的主要研究内容与成果如下： （1）基于四种不同比例的RM与AS，制备了RM-AS地聚合物。结果表明：RM的掺入使得RM-AS地聚合物体系的强度逐渐降低，且随着RM掺量的增加，体系的强度降低更为显著。RM的掺入改善了RM-AS地聚合物的工作性能，当RM掺量为30%时，RM-AS地聚合物有较好力学性能的同时也能满足工程中混合料的运输及浇筑的要求。 （2）以RM-AS地聚合物为胶凝材料，石灰岩碎石为粗骨料制备透水混凝土，优化了地聚合物透水混凝土的配合比设计，提出了以设计孔隙率和最优水胶比为主的配合比设计方法，在此基础上研究了设计孔隙率，骨料特性以及水胶比对RM-AS透水混凝土力学与渗透性能的影响。结果表明：随着设计孔隙率的增加，透水混凝土的强度逐渐减小；水胶比主要通过影响透水混凝土浆体的工作性能进而影响透水混凝土的力学与渗透性能，存在一个最优的水胶比使得透水混凝土的综合性能达到最优；对于透水混凝土而言，应严格控制粗骨料中针片状含量，尽量选用表面粗糙，压碎值较高的优质碎石。 （3）基于层次分析法（AHP）与逼近理想解排序法（TOSIS）相结合的运筹学方法进行透水混凝土的配合比优选。通过APH法得出透水混凝土的抗压强度，渗透系数以及实际孔隙率的权重占比分别为0.6，0.3与0.1，因此配合比设计中着重考虑透水混凝土的强度性能。利用TOPSIS法对透水混凝土的26个配合比进行排序，得出当设计孔隙率为15%，水胶比为0.36，骨料粒径为4.75mm～9.5mm时，透水混凝土具有较好的综合性能，该结果与本文提出的以设计孔隙率和最优水胶比为主的配合比设计方法所得到的结果的一致。 （4）评价了最优配合比下，RM-AS透水混凝土长期耐酸与耐硫酸盐侵蚀性能。结果表明：环境中侵蚀离子的浓度是影响水泥透水混凝土的侵蚀速率与损伤程度的重要因素。在硫酸盐侵蚀环境中，RM-AS透水混凝土的质量与抗压强度均逐渐增加，在侵蚀早期质量变化较快，随着侵蚀龄期的增加，其质量逐渐趋向稳定。酸雨侵蚀环境中，RM-AS透水混凝土的质量变化均呈现出先增加后减小的趋势，在侵蚀后期RM-AS透水混凝土的强度虽有损失但仍高于初始质量。与水泥相比RM-AS透水混凝土表现出较好的耐侵蚀性能。 收起