孫玉龍

摘? 要：當(dāng)前，停車場(chǎng)等交通負(fù)荷要求較小的路面施工環(huán)節(jié)大都應(yīng)用花磚進(jìn)行鋪設(shè)，但面臨的問題也較多。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，花磚容易松動(dòng)、鼓起，導(dǎo)致雨季雨水不能及時(shí)排出，容易積水給行人造成不便。但透水混凝土可在降雨過程中，將雨水原地滲透至土壤中，從而達(dá)到凈化水體和保護(hù)區(qū)域水資源的效果，因此，透水混凝土被應(yīng)用于日常低負(fù)荷路面的施工環(huán)節(jié)。本文擬針對(duì)透水混凝土的制備方法、排水方式和維護(hù)手段，并根據(jù)試驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究，在一定程度上促進(jìn)了透水混凝土的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：透水;混凝土;滲透

中圖分類號(hào)：U415

1 緒論

1.1背景介紹

彩色透水混凝土（Pervious Concrete），通常情況下是指，在日常的混凝土施工制備環(huán)節(jié)，施工人員通過適量減少混凝土配制環(huán)節(jié)細(xì)集料的應(yīng)用，從而所形成的具有一定孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的混凝土，是實(shí)際施工環(huán)節(jié)比較具備一定滲水功能的建筑工程材料。與此同時(shí)，由于其性能的原因，這類型混凝土大都還具備一定的高摩擦力同時(shí)對(duì)聲音存在一定的吸附能力，由此，就這一類型透水混凝土來說，在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)通常會(huì)具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

第一，就透水混凝土來說，對(duì)于雨期較長(zhǎng)且頻繁的區(qū)域，這一混凝土的應(yīng)用能夠在一定程度上幫助城市設(shè)施有效的分散雨水累積的走向，從而最大程度上避免道路表面出現(xiàn)積水的同時(shí)降低城市內(nèi)排水管線的實(shí)際負(fù)荷。

第二，就透水混凝土來說，這一混凝土的透水模式大都采用就地滲透的方式，不僅僅能夠?qū)τ晁械碾s質(zhì)進(jìn)行一定程度的凈化同時(shí)還可以有效的避免雨水中可污染物的存在，為雨水的二次利用打下基礎(chǔ)。

第三，在透水混凝土施工背景下，雨水可以被積累在地表下，并在后續(xù)過程中有需要的時(shí)候釋放出來，有效的減緩城市中熱島問題的出現(xiàn)。

第四，透水混凝土中的孔隙能夠在一定程度上吸收人們?cè)谑褂玫缆翻h(huán)節(jié)產(chǎn)生的噪音，進(jìn)而降低噪音污染對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽?/p>

第五，就對(duì)透水混凝土的性質(zhì)來說，這一混凝土能夠在一定程度上提升混凝土與輪胎之間的摩擦，進(jìn)而有效的降低在實(shí)際的交通過程中車輛比較容易出現(xiàn)的側(cè)滑等問題，為人們的行車安全打下基礎(chǔ)。

2.2研究目的

主要研究透水混凝土在實(shí)際施工環(huán)節(jié)的制備、以及應(yīng)用情況，并根據(jù)以往透水混凝土應(yīng)用環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了闡述，旨在研究透水混凝土的制備方法以及在工程實(shí)踐中的運(yùn)用，豐富技術(shù)儲(chǔ)備，提升企業(yè)軟實(shí)力。

2 試驗(yàn)過程

2.1原材料選用

水泥：水泥采用祁連山水泥有限公司產(chǎn)的P.O 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥;

2.2配合比設(shè)計(jì)

依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55-2011以及《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 135-2009，透水混凝土設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：

2.2.1配制強(qiáng)度

設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C20，根據(jù)國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)研究過程中的混凝土實(shí)際配比情況，按如下指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)聯(lián)的計(jì)算：

2.2.2單位體積粗骨料用量：

2.3試配過程

2.3.1透水水泥混凝土配合比的試配應(yīng)符合下列規(guī)定：

首先，應(yīng)確保在混凝土的配制環(huán)節(jié)，按照預(yù)定的配比份額進(jìn)行配制和攪拌，并針對(duì)相應(yīng)的攪拌結(jié)果進(jìn)行透水混凝土相關(guān)物理性能的檢測(cè)。尤其是在實(shí)際的透水混凝土攪拌環(huán)節(jié)，出現(xiàn)了混凝土漿體在攪拌過程中出現(xiàn)因過多的下墜而無(wú)法均勻的包括其他配料的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)的調(diào)整相應(yīng)的混凝土漿體用量，進(jìn)而保證該透水混凝土能夠在根本上滿足實(shí)際的需求同時(shí)使其配比情況滿足后續(xù)的施工需求。

2.3.2透水混凝土攪拌過程

（1）根據(jù)理論配合比，采用水泥裹石法拌制混凝土，就這一攪拌環(huán)節(jié)倆說，首先可以通過人工強(qiáng)制攪拌的方式將混凝土石料配合總份額百分之50的水進(jìn)行30秒的強(qiáng)制拌和，在完成初次攪拌后，再按照預(yù)期的配比數(shù)量，加入適量凝膠再進(jìn)行30秒的攪拌，最后，根據(jù)實(shí)際的情況將剩余的百分之50的水添加進(jìn)去，進(jìn)行為期一分鐘的攪拌后，達(dá)到預(yù)期的攪拌目標(biāo)。按照這樣的方式進(jìn)行透水混凝土的攪拌，不僅僅能夠有效的避免在后續(xù)攪拌過程中出現(xiàn)水泥泥漿濃度不穩(wěn)定而造成對(duì)透水混凝土透水性情況的負(fù)面影響，能夠有效的保障實(shí)際的混凝土配制強(qiáng)度情況。

（2）采用理論配合比拌制混凝土?xí)r，漿體能包裹集料表面，但是集料表現(xiàn)不能形成穩(wěn)定、均勻的水泥漿層，觀察集料表面有水泥漿下滴的現(xiàn)象。拌制過程中發(fā)現(xiàn)透水混凝土用水量不易控制，容易發(fā)生離析和泌漿的現(xiàn)象，混凝土坍落度不易掌握。

2.3.3配合比優(yōu)化

根據(jù)理論配合比拌制混凝土?xí)r出現(xiàn)的問題，我們調(diào)整混凝土配合比，在理論配合比的基礎(chǔ)上摻入礦物摻合料，減小外加價(jià)摻量，并嚴(yán)格控制用水量。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)確定如表3所示混凝土配合比：

拌制過程中，未發(fā)生水泥漿下滴的現(xiàn)象，集料表面能形成厚度均勻、帶有類似金屬光澤的水泥漿層。

2.4制作試塊

就進(jìn)行試塊制作的環(huán)節(jié)來說，這一環(huán)節(jié)通常會(huì)應(yīng)用振動(dòng)的方式來幫助試塊的成型。例如，就這一環(huán)節(jié)來說，通?？梢詰?yīng)用振動(dòng)的模式來進(jìn)行試塊中混合料的制備，進(jìn)而使其能夠在原有的靜置狀態(tài)下逐步的過渡到后續(xù)振動(dòng)的環(huán)節(jié)，從而幫助其內(nèi)部的顆粒進(jìn)行重新的運(yùn)動(dòng)的排列，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的提升試塊緊實(shí)程度的目標(biāo)。

在完成試塊的振動(dòng)之后，可以將已經(jīng)混合好的原料料裝入裝入100mm×100mm×100mm的試模中，采用機(jī)械振動(dòng)的方法去振動(dòng)密實(shí)，將試模放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)20s，然后用抹刀將試塊上表面抹平即可。

2.5試塊養(yǎng)護(hù)

對(duì)于透水混凝土來說，在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)，有關(guān)混凝土的養(yǎng)護(hù)，會(huì)對(duì)后續(xù)透水混凝土的實(shí)際情況有著比較顯著的影響。例如，就透水混凝土來說，通常情況下其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)有著比較明顯的貫通性的孔隙，這種孔隙的存在就會(huì)使得試塊在成型后，停留在空氣狀態(tài)下所釋放的水分相對(duì)更快，進(jìn)而更容易造成混凝土試塊的干燥，由此，針對(duì)這一部分試塊做好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作便顯得尤為的重要。與此同時(shí)，就實(shí)際的混凝土養(yǎng)護(hù)來說，本文認(rèn)為，針對(duì)透水混凝土養(yǎng)護(hù)初期的養(yǎng)護(hù)相對(duì)于后期的彌補(bǔ)性養(yǎng)護(hù)會(huì)更加重要，由此，在實(shí)際的混凝土施工環(huán)節(jié)，針對(duì)其試塊初期的性能養(yǎng)護(hù)是極為重要的項(xiàng)目之一。例如，就這一環(huán)節(jié)的養(yǎng)護(hù)工作來說，通常情況下會(huì)通過自然、標(biāo)準(zhǔn)、補(bǔ)水以及蒸汽等多種模式根據(jù)不同的混凝土狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)操作，從而幫助混凝土能夠達(dá)到預(yù)期的養(yǎng)護(hù)目標(biāo)。就本實(shí)驗(yàn)來說，擬應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的方法步驟比較簡(jiǎn)單，即待到實(shí)驗(yàn)用的試塊成型后，持續(xù)放置一天半左右就可以針對(duì)試塊進(jìn)行拆模，并在拆模后將試塊放置實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)區(qū)域內(nèi)，按需求對(duì)實(shí)驗(yàn)用的試塊進(jìn)行標(biāo)記，然后調(diào)整養(yǎng)護(hù)溫度、濕度等基礎(chǔ)參數(shù)，通常情況下，本文會(huì)將溫度控制在18-22℃之間，相對(duì)濕度控制在95%以上。與此同時(shí)，如果在實(shí)際工程當(dāng)中，無(wú)法針對(duì)透水混凝土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，就可以通過灑水、然后用后加蓋薄膜的方式對(duì)其進(jìn)行相關(guān)透水混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

3 物理性能檢測(cè)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其相關(guān)的性能指標(biāo)應(yīng)符合下表4所示：

3.1透水混凝土使用環(huán)節(jié)的抗壓能力檢測(cè)

待到透水混凝土完成預(yù)期的養(yǎng)護(hù)效果后，應(yīng)針對(duì)該混凝土的抗壓能力進(jìn)行校驗(yàn)。就這一環(huán)節(jié)的測(cè)驗(yàn)來說，通常情況下是為了針對(duì)混凝土的表面強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，進(jìn)而確保該混凝土能夠在后續(xù)的使用環(huán)節(jié)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。就目前來說，針對(duì)透水混凝土抗壓能力的測(cè)定大都采用普通混凝土的測(cè)定方法，并按以下模式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量：

式中：f（MPa）―指在單位體積下混凝土的抗壓能力情況

F（N）―指單位混凝土在受到外界破壞時(shí)的實(shí)際荷載情況

A（mm²）―指單位混凝土的實(shí)際面積。

綜上，針對(duì)透水混凝土分別進(jìn)行7天、28天抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果分別如下表5所示：

由上表，可以發(fā)現(xiàn)，就單位體積的透水混凝土來說，其實(shí)際的抗壓能力，能夠滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20。

3.2透水混凝土孔隙率的檢測(cè)

就透水混凝土的孔隙率來說，這一數(shù)值的存在是為了反映透水混凝土的實(shí)際結(jié)構(gòu)情況，通過孔隙率可以了解透水混凝土的透水性能。

目前主要有兩種測(cè)定透水混凝土內(nèi)部孔隙率的方法：體積法和質(zhì)量法。兩種測(cè)試方法各有優(yōu)劣，其中體積法計(jì)算結(jié)果精確，操作起來簡(jiǎn)單;質(zhì)量法卻只需要使用電子天平或者電子拉力計(jì)。根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)條件，本試驗(yàn)采用體積法法測(cè)定透水混凝土的實(shí)際孔隙率。體積法的的具體操作步驟如下：

（1）用直尺量出試塊的尺寸，計(jì)算出試塊體積V;

（2）稱量出試塊在飽和面干狀態(tài)的質(zhì)量m1;

（3）將水裝入容積桶中，直至裝滿到用玻璃板刮平至無(wú)氣泡的狀態(tài)，稱出質(zhì)量m2;

（4）將試塊放入容積桶內(nèi)，然后再將水裝滿，直至裝滿到用玻璃板刮平至無(wú)氣泡的狀態(tài)，稱出質(zhì)量m3;

（5）測(cè)定出所用水的溫度T（℃）

根據(jù)測(cè)定孔隙率公式：

式中：P―指單位面積內(nèi)混凝土試塊中實(shí)際的孔隙比率情況，單位是%;

m1―指該實(shí)驗(yàn)用試塊在飽和面干狀態(tài)的質(zhì)量，單位是kg;

m2―容積桶、水、玻璃板的質(zhì)量，單位是kg;

m3―容積桶、水、玻璃板、試塊的質(zhì)量，單位是kg;

V―試塊體積，單位是m?。

為保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)準(zhǔn)確性，在相同試驗(yàn)條件下進(jìn)行三次試驗(yàn)，求平均值，作為最終孔隙率。

根據(jù)三組試驗(yàn)結(jié)果，求平均值，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)用的混凝土試塊符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.3透水混凝土透水率測(cè)定

3.3.1透水混凝土透水率測(cè)定步驟

1）連通器刻度標(biāo)定：用250mL的量筒盛水，倒入儀器盛水裝置內(nèi)，標(biāo)定刻度0.25L，連續(xù)裝入，分別標(biāo)定好刻度0.5L、0.75L、1.0L、1.25L、1.50L、1.75L、2.0L。

2）將280mm*280mm*100mm試塊放入底座內(nèi)，試塊四周要均勻涂抹密封材料，將試塊與底座密封好。

3）關(guān)閉細(xì)管中間的開關(guān)，向儀器的盛水容器中注入水，總量為2L。

4）迅速將球閥開關(guān)全部打開，水開始從細(xì)管下部流出，待水面下降至1L時(shí)，立即開動(dòng)秒表，至水面下降0L時(shí)為止。測(cè)試過程中，如水從底座與密封材料間流出，說明底座與試塊密封性不好，應(yīng)待表面干燥后，重新密封。

透水率依據(jù)《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中計(jì)算公式為：

式中：—水溫恒定時(shí)該試塊的透水速率（mm/s） ;

Q—單位時(shí)間內(nèi)的實(shí)際滲水量（mm³） ;

L—試樣的厚度（mm） ;

A—試樣的上表面積（mm² ） ;

H—水位差（mm）;

t —時(shí)間（s）。

為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在同等條件下將試驗(yàn)進(jìn)行三次求平均值。

根據(jù)三組試驗(yàn)結(jié)果，求平均值，得出該透水混凝土的透水率為0.93 mm/s，完全高于《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中透水率要求。

4? 經(jīng)濟(jì)效益

C20普通混凝土配合比如表8所示：

按照目前普通硅酸鹽水泥P·O42.5水泥340元/t，F(xiàn)類Ⅱ級(jí)130元/t，中砂80元/m³，5-16mm碎石70元/m³，5-31.5mm碎石75元/m³，聚羧酸減水劑3300元/t計(jì)算。

（1）C20普通混凝土每方價(jià)格為：227kg×340元/t+72kg×130元/t+904kg×80元/m³+1022kg×75元/m³+6kg×3300元/t=255.3元。

（2）C20透水混凝土每方價(jià)格為：362kg×340元/t+84kg×130元/t+1499kg×70元/m³+7.2kg×3300元/t=255.9元。

綜合上述材料成本分析C20透水混凝土和C20普通混凝土材料成本基本一致。

5? 結(jié)論

5.1該透水混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20，完全適用于人行道、非機(jī)動(dòng)車道、景觀硬地、停車場(chǎng)、廣場(chǎng)、輕型荷載道路。

5.2該透水混凝土的孔隙率為16.6%，滿足我國(guó)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.3該透水混凝土的透水率為0.93 mm/s，高于《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中透水率要求。

5.4該透水混凝土經(jīng)濟(jì)成本與普通C20混凝土基本一致，但在城市道路應(yīng)用中以優(yōu)越的防滑、降噪、吸聲、防眩光、保護(hù)區(qū)域水資源等優(yōu)越的性能遠(yuǎn)高于C20普通混凝土性能，可大面積推廣使用。

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作者簡(jiǎn)介：孫玉龍（1986-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學(xué)本科，工程師，主要從事預(yù)拌混凝土及預(yù)拌砂漿技術(shù)質(zhì)量管理工作。