透水混凝土使用性能及影響因素分析

邱建軍

江蘇蘇博特新材料股份有限公司 江蘇 南京 211100

前言

透水混凝土被稱為環(huán)保材料，由于透水混凝土中具有較大的孔隙從而使得透水混凝土的透氣性較強(qiáng)，能夠?qū)τ诔鞘兄械臒釐u效應(yīng)進(jìn)行有效的改善，做好透水混凝土的配比及性能試驗(yàn)?zāi)軌蛘莆沼绊懲杆炷翍?yīng)用的各項(xiàng)影響因素，從而為透水混凝土的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)[1]。

1 透水混凝土的主要性能

1.1 透水性

透水混凝土路面具有較好的透水性，是由單一粒徑粗骨料、水泥、水、增強(qiáng)劑和無機(jī)原料等按特定配合比經(jīng)特殊工藝制備而成的骨架孔隙結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部孔隙率一般為15%～30%，多數(shù)孔徑大于1mm，透水系數(shù)為0.5～20mm/s。當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，初期雨水會(huì)自然滲入至其內(nèi)部的孔隙中，當(dāng)降雨量小于孔隙率時(shí)，雨水會(huì)蓄積在透水面層和基層中；當(dāng)降雨量較大超出其總孔隙率時(shí)，可透水路面就會(huì)產(chǎn)生地表徑流。因此，透水混凝土路面透水和蓄水能力的決定因素是透水面層和基層的孔隙率。

1.2 強(qiáng)度

透水混凝土強(qiáng)度特性和透水性與其組成材料密切相關(guān)。黏結(jié)料用量越多，抗壓、劈裂、抗彎強(qiáng)度越大;集料尺寸越大，強(qiáng)度越小。隨著混凝土孔隙率的增大，其強(qiáng)度逐漸降低，不含細(xì)骨料混凝土的強(qiáng)度為1.4～13.7MPa。研究發(fā)現(xiàn)，提高透水混凝土強(qiáng)度，必然會(huì)減小孔隙率，導(dǎo)致其滲透系數(shù)降低，因此，透水混凝土受其強(qiáng)度的限制，主要應(yīng)用于公園、人行道、輕量級(jí)車道、停車場(chǎng)以及各種體育場(chǎng)地[2]。

2 影響因素

2.1 透水混凝土中所使用的原材料的品種及性能分析

（1）透水混凝土中所使用的水泥材料性能分析

水泥是混凝土中主要的膠結(jié)材料，在透水混凝土中主要使用水泥來包裹粗骨料來實(shí)現(xiàn)對(duì)于材料的膠結(jié)，在這一過程中，水泥與粗骨料界面之間的黏結(jié)強(qiáng)度是透水混凝土中力學(xué)性能的關(guān)鍵，同時(shí)也是透水混凝土中的力學(xué)性能的薄弱一環(huán)，因此需要做好透水混凝土中所使用的水泥材料的試驗(yàn)以找出符合要求的混凝土型號(hào)。通過研究表明在透水混凝土中應(yīng)當(dāng)使用強(qiáng)度較高的普通硅酸鹽水泥作為主要的材料，從而使得透水混凝土能夠具有較強(qiáng)的膠結(jié)性以確保透水混凝土澆筑完成后不會(huì)出現(xiàn)流漿和滴漿的問題。

（2）透水混凝土配比中所使用的粗骨料分析

理論上來說，增強(qiáng)透水混凝土的膠結(jié)的力學(xué)性能需要確保透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越小越好，粗骨料的粒徑越小則其粒子的表面積則相對(duì)越大，從而使得透水混凝土在使用水泥膠結(jié)的過程中各骨粒之間的膠結(jié)接觸點(diǎn)也越多，從而使得水泥的膠結(jié)效果越強(qiáng)。但是透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越小則會(huì)使得透水混凝土中的孔隙也越小越少?gòu)亩绊懙酵杆炷恋耐杆刃Ч?，但是如透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越大則會(huì)影響透水混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此需要做好透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑試驗(yàn)分析以確定符合使用要求的透水混凝土粗骨料的粒徑范圍。

2.2 透水混凝土中不同的材料及配合比對(duì)透水混凝土性能的試驗(yàn)

（1）透水混凝土配比中選用不同的粗骨料粒徑對(duì)于透水混凝土性能的影響分析

在透水混凝土試驗(yàn)中選用1：0.35：4.0的配合比，其中在透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑上分別使用5～25mm、5～16mm以及10～16mm三個(gè)層級(jí)，通過對(duì)拌和好的透水混凝土進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、孔隙率及滲透系數(shù)的試驗(yàn)分析其中，在7d抗壓強(qiáng)度這一試驗(yàn)指標(biāo)上，5～25mm的抗壓能力最高達(dá)到了14.7MPa而10～16mm粒徑的試驗(yàn)指標(biāo)最低為10.4MPa，在28d抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)指標(biāo)上則為5～16mm最高而10～16mm的仍然最低，在孔隙率和滲透系數(shù)這兩項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)上為10～16mm粒徑所獲得的透水混凝土的性能最高。通過對(duì)于透水混凝土進(jìn)行粒徑試驗(yàn)表明，在透水混凝土的材料的選擇上選用不同的粗骨料粒徑會(huì)對(duì)透水混凝土的強(qiáng)度和透水性能產(chǎn)生極大的影響，為確保透水混凝土取得良好的使用性能需要從透水混凝土的強(qiáng)度和透水性能進(jìn)行綜合的考慮，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況來在透水混凝土的強(qiáng)度和透水性上做出合理的選擇。

（2）透水混凝土配比中水灰比不同對(duì)于透水混凝土性能的影響

在透水混凝土的配比中通過對(duì)水泥、水、骨料使用三種不同的配合比：1：0.4：4.0、1：0.35：4.0、1：0.3：4.0來對(duì)透水混凝土的性能進(jìn)行分析，通過對(duì)試驗(yàn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，透水混凝土與常規(guī)混凝土相類同，水灰比對(duì)于透水混凝土的強(qiáng)度性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響，隨著透水混凝土配比中的水灰比的逐漸降低會(huì)使得透水混凝土的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，透水混凝土在施工的過程中會(huì)受到諸多因素的影響，因此在透水混凝土水灰比的選擇上需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來進(jìn)行選擇并制定較為合理的施工方案。

通過對(duì)透水混凝土進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，透水混凝土中的透水能力與透水混凝土中的孔隙率呈正比，而與透水混凝土的抗壓強(qiáng)度呈反比，因此在透水混凝土的透水及強(qiáng)度的選擇上需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。透水混凝土的孔隙率與粗骨料的級(jí)配關(guān)系較大，無砂單粒級(jí)配孔隙率較高，透水混凝土的強(qiáng)度與孔隙率及水泥用量關(guān)系較大而與水膠比的關(guān)系較低。

3 結(jié)束語

透水性混凝土作為一種生態(tài)環(huán)保型混凝土，正是當(dāng)今社會(huì)創(chuàng)建“海綿城市”的重要材料。然而，由于各種條件的限制，目前對(duì)透水性混凝土的研究和推廣還有很大的進(jìn)步空間，特別是對(duì)如何高效便捷地消除透水混凝土堵塞的研究尚少，如何提高其抗壓、抗折強(qiáng)度以及減小堵塞，增長(zhǎng)其使用壽命是當(dāng)前研究的關(guān)鍵問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 李子成,張愛菊,周敏娟,等.雙摻廢渣對(duì)透水混凝土的協(xié)同效應(yīng)[J].公路工程,2015,40(4):189-192.

[2] 孟剛,張凱峰,李預(yù)奇,等.C30透水路面混凝土性能試驗(yàn)研究[J].廣東建材,2014,(5):8-10.