摘要：透水混凝土是一种生态环保的新型混凝土。本次试验重点研究透水混凝土的配合比设计及 各项物理性能指标。

1前言

    随着城市化和工业化进程的加快，沥青混凝土路面、水泥混凝土路面急剧增加！土壤中水分减少，雨季城市内涝增加，使夏季地面温度持续走高，多地出现“城内观海”的现象，急待用透水混凝土加以改善。

    透水混凝土是一种生态环保、具有连续孔隙的混凝土，既有一定的强度，又有一定的透水透气性。透水混凝土既能满足路用性能，又能实现雨水收集利用，与自然环境协调共生，为人类构造舒适的生活环境。所以，环保型的透水混凝土将成为未来城镇道路和场地地面的发展趋势。

    透水混凝土路面主要有以下作用：①雨水可以通过其孔隙渗入地下土壤，净化水体，改善土壤生态环境，保护地下水资源；②通过其多孔结构可以降低空气噪声和摩擦噪声；③通过渗透的水分可以改善城市热环境；④降低城市排水系统压力，减少城市内涝。

    透水混凝土主要适用于新建、扩建、改建的城镇道路工程、室外地面工程、园林工程、广场和场等， 所以保型的透水混凝土用途很广泛 。 2试验原材料

    本次试验用原材料采用生产常用原材料，选取碎石进行试配原因为级配好控制，如大批量生产 时易进购合格级配的石子。

    水泥：湖南坪塘南方水泥有限公司P • 0 42. 5级水泥。

表1

检验项目比表面积凝结时间安定性3d 强度（MPa)28d 强度（MPa)初凝终凝抗折抗压抗折抗压结果m2/kgminmin合格4. 224. 37. 648. 2

    粉煤灰：

长沙电厂，产F类粉煤灰。

表2

验项细度烧失量需水量比含水量结果30%6. 8%98%0. 1%

    减水剂：聚羧酸减水剂。

表3

验项减水率含固量水泥净浆流动度水泥胶砂减水率结果24%6%220mm18%

    拌合水：本次试验采用自来水，符合JGJ 63—2006《混凝土用水标准》。

    粗集料：本次试验采用碎石，分别制备5〜10mm碎石和9. 5〜19mm碎石各100kg试验备用，技术指标见表4。

    细集料：采用天然河砂，技术指标见表5。 3试验方法

    试拌：试验采用电子天平称量，强制性侧卧混凝土搅拌机进行试验；成型：分别成型抗压试件和透水试件，抗压试件尺寸为l00mmX l00mmX 100mm，透水试件尺寸为lmX0.5mX5cm;养护：抗压试件在标准条件下养护，透水试件在自然条件下养护。

4配合比设计

4.1单位体积粗集料用量

mG (kg/m3) ＝aXρG，a为修正系数取0.96, ρG

为碎石堆积密度，测量为1620kg/m3，即单位体积粗集料用量为1555kg/m3，砂率取10%，即砂用量为155kg/m3，碎石用量为1400kg/m3。

4.2胶结浆体体积计算

    经测量碎石的Vc空隙率为45%，Rvoid为设计孔隙率为24%，a为修正系数取0.98,胶结浆体体积计算 Vp = 1000 —aXl0X (100—Vc) —RvoidX 10= 221 (L/m3)

图1 碎石空隙率试验

4.3

 胶凝材料用量计算

    水泥密度 ρc

经试验为3.08kg/m3,水胶比Rw/c取0.38,粉煤灰掺量10%，即得出胶总314kg/m3，水泥 282kg/m3，粉煤灰 31kg/m3。

5试验过程

5.1第一次试验

表6

强度等级WCF着色剂AS4试拌LC20982823105155140020

    第一次试验结果及分析：试样略微松散，试拌时设计用水并未加完，塌落度超出设计值，可适 当降低外加剂掺量或降低试验用水量。

图2

 5.2    第 试验

    参考第一次试验结果，在原有配合比上做出以下优化：设计用水量由98kg/m3降为88kg/m3; 外加剂掺量由1.6%降为1.5%;增加6%，1#着色剂。

表7

度WCF1枯着色剂ASG试拌LC20882633!194. 7155!40020

    第二次试验结果及分析：试样粘聚性、保水性、流动性及塌落度均能满足设计要求，色泽明亮均匀。

5.3    第 试验

    在第一、二次试验基础上对配合比再次进行优化，集料空隙不再掺用细集料进行填充，加大胶 凝材料用量。

图3

表8

强度等级WCF2#着色剂ASG试拌LC2 08826331194.70155520

    第三次试验结果及分析：粗集料之间粘结紧密，成型后表面平整无明显空洞和石子剥落情况。 

5.4第四次试验

    粗集料采用5〜1 0mm和10〜15mm各一半进行试拌。 强度等级WCF着色剂AS5〜1 0 mm10 〜15mm试拌LC20882905004.77873973920

    第四次试验结果及分析：成型试件后，表面质量较差。

    试件在常温下养护，当天温度为25°C左右，以下是养护过程:

5. 5试验结果及分析讨论 试验试样情况7d抗压强度28d抗压强度透水性能流速第一次试验试样表面完整，密实无缺损17.2MPa26.4MPa很好9s/m3第二次试验试样表面完整，密实无缺损18.1MPa30.2MPa非常好9s/m3第三次试验试样表面完整，密实无缺损14.5MPa23.8MPa非常好7s/m3第四次试验试样表面完整，密实无缺损16.2MPa25.1MPa非常好6s/m3

图4 

 

图5

图6 

    综上试验得出第二组试配加10%砂的强度最好，试验胶总用314kg试件成型后目测混凝土整体感观较好；第三组未加砂试件成型后目测混凝土整体感观较好，但强度偏低；第四组试验由于加入了一半10〜15的碎石，拆模后感观较差，不建议使用。生产透水混凝土建议掺入5%〜10%砂，可降低成本增加强度。

6施工建议

6.1制备

    透水混凝土在满足强度同时，还需满足透水性的要求，因此在配制时要通过配合比设计和制备工艺以及添加剂来保证强度和孔隙率。水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥；掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉等。投料时先放入水泥、掺合料、粗集料，再加入一半的水用量，搅拌30s;然后加入添加剂（外加剂、颜料等），搅拌60s;最后加入剩余水量，搅拌120s 料。

6.2施工

    主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。可采用机械或人工方法进行摊铺；成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊等进行施工；表面处理主要是保证提高表面观感，对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗；透水混凝土路面接缝的设置与普通混凝土基本相同，缩缝等距布设间距不宜超过6m。

6.3 保养

    透水混凝土施工后采用覆盖养护，洒水保湿养护至少7天，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用高压冲洗的。

6.4适用范围

    人行道及自行车道、社区内地面装饰、园林景观道路及城市广场、体育场、社区消防通道及轻 量级道路、户外停车场。 7发展前景

    在城市建设中，封闭地表在改善交通和道路状况、美化环境的同时，对城市生态和气候环境产 生显著的不利影响，水分难以下渗，降水很快成为地表径流，进入河道或者地下排水管道，形成生 态学上的“人造沙漠”。

    城市不透水地面使城市中用来调节小气候的地表植物生长困难，有的树木甚至因根系缺水死亡，从而丧失生态作用。

    相反，路面透水可以平衡城市生态系统。雨水由透水路面渗透入地，使地下水位迅速回升。透水地面还能通透“地气”，使地面冬暖夏凉，雨季透水，冬季化雪，可以增加城市居住的舒适度。对粉尘有较强的吸附力，可减少扬尘污染，也可降低噪声。

    一些发达国家从上世纪70年代开始研究开发透水性路面材料，并将其应用于庭院、人行道、自行车道、公共广场、露天停车场、公园内道路及道路两侧和中央隔离带等，增加城市的透水透气空间，对调节城市小气候、保持生态平衡收到了良好的效果。

参考文献

[1]《透水水泥混凝土路面技术规程》（CCJJ/T135—2009).

[ 2] 

熊乃谦.新实用混凝土大全[M].北京：北京科学出版社，2005.

[3] 透水混凝土 . JC/T 0130—2016.

[4] 透水混凝土的试验研究[J].混凝土第一视频网.

[5] 彩色透水混凝土如何走向绿色环保的道路[J].中国混凝土与水泥制品网.

作者：肖灿 肖妞 许荣荣 赵迪 邓海

信息来源：混凝土视频网  

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