彩色透水混凝土施工工藝要點(diǎn)探討

徐志承

（上海浦興路橋建設(shè)工程有限公司，上海市201210）

0 引言

隨著保護(hù)水資源、降噪、緩解城市熱環(huán)境、緩解地表徑流、改善城市地表土壤生態(tài)環(huán)境和美化環(huán)境等特點(diǎn)突出的彩色透水混凝土日益被廣泛地應(yīng)用于人行步道、廣場(chǎng)、公園、輕載機(jī)動(dòng)車道等區(qū)域，其施工質(zhì)量也越來越受到人們的關(guān)注。為此，在詳細(xì)調(diào)研基礎(chǔ)上，并結(jié)合大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、材料、配比、生產(chǎn)施工等幾個(gè)方面闡述與分析彩色透水混凝土的施工工藝要點(diǎn)，以為該類技術(shù)的深度推廣與應(yīng)用提供一定的參考。

1 設(shè)計(jì)

在綜合考量項(xiàng)目地點(diǎn)、氣候及交通等多方面因素的基礎(chǔ)上，一般對(duì)彩色透水混凝土路面采用2層設(shè)計(jì)的方式，即原色的透水混凝土底層加彩色透水混凝土面層。2層透水混凝土設(shè)計(jì)的厚度和公稱粒徑大小也不同，一般采用下層粗厚、上層細(xì)薄的設(shè)計(jì)方式。如北京大興新城濱河森林公園彩色透水混凝土路面的底層采用厚度為8 cm，粒徑尺寸為10～20 mm的原色透水混凝土；面層設(shè)計(jì)為厚40 cm、粒徑尺寸6～8 mm的彩色面層[1]。廈門洪鐘大道彩色透水混凝土路面項(xiàng)目則設(shè)計(jì)為7 cm原色透水混凝土+4 cm暗紅色透水混凝土[2]。廣州國際生物島環(huán)島路觀光車道的彩色透水混凝土道路也是采用兩層設(shè)計(jì)，基層采用15～20 mm粒徑的素色透水混凝土，面層采用6～8 mm粒徑的彩色透水混凝土[3]。這種設(shè)計(jì)方式既讓底層的牢固性有了保障，又保證利潤路表的美觀和透水效果。

2 材料選擇

彩色透水混凝土的原材料主要包括膠黏劑、集料、水、顏料和添加劑，通常根據(jù)其使用功能需要和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行原材料的選擇與搭配。

2.1 膠黏劑

一般采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的普通硅酸鹽水泥、高等級(jí)硅酸鹽水泥[1-3]。選用水泥時(shí)，除應(yīng)滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求外，還應(yīng)通過混凝土配合比試驗(yàn)，根據(jù)其透水系數(shù)、強(qiáng)度、色彩等指標(biāo)優(yōu)選適宜的水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)。

2.2 集料

通常使用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈的集料，如高石。集料含泥量不大于0.5%，無泥塊和其它雜質(zhì)，堆積密度不小于1 350 kg/m3，壓碎值不大于15%。粒徑范圍的選擇有 6～8 mm、5～10 mm、10～20 mm、10～24 mm等多種形式。

2.3 水

一般使用自來水直接用作透水性水泥混凝土攪拌的水源，非自來水時(shí)須加以處理。

2.4 顏料

要求選擇的顏料耐候、無毒、無污染，如濃縮的無機(jī)顏料，顏料顏色有暗紅色、淺紅色、藍(lán)色、綠色等多種選擇。

2.5 添加劑

為了達(dá)到保水、緩凝、提高強(qiáng)度、改善施工性能等效果，彩色透水混凝土使用添加劑。添加劑主要包括以苯丙乳液為主的有機(jī)材料和以無定形二氧化硅為代表的無機(jī)類材料。在實(shí)際選擇使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際試配過程中拌合物性能及強(qiáng)度、透水率等指標(biāo)選擇增強(qiáng)劑。

3 配比設(shè)計(jì)

一般采用正交方法，通過考察水膠比、透水系數(shù)、凍融性能、碳化性能及耐磨性等指標(biāo)確定彩色透水混凝土的配比。

3.1 根據(jù)28 d抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)確定水膠比

彩色透水混凝土28 d抗壓強(qiáng)度一般不小于C20，而水膠比則是決定該指標(biāo)的關(guān)鍵因素。已有的研究與應(yīng)用成果表明水膠比一般控制在0.2～0.4范圍內(nèi)[4-7]，實(shí)際值須根據(jù)28 d抗壓強(qiáng)度確定。較小的水膠比不但難以完全包裹骨料的表面，而且存在膠結(jié)層薄、不連續(xù)等問題，最終導(dǎo)致強(qiáng)度低。水膠比過大時(shí)，會(huì)造成水泥漿離析小落，骨料與膠結(jié)層結(jié)合不均勻，也會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度低。只有當(dāng)水膠比合適時(shí)，膠結(jié)料與骨料結(jié)合均勻、無離析、小孔結(jié)構(gòu)連續(xù)，28 d抗壓強(qiáng)度才能達(dá)到最大化水平，合適的水膠比可將彩色透水混凝土的28 d抗壓強(qiáng)度做到 40～50 MPa[4]。

在用28 d抗壓強(qiáng)度確定的最大水膠比范圍前提下，進(jìn)一步通過考察該范圍內(nèi)的透水系數(shù)，最終確定最優(yōu)水膠比。

3.2 根據(jù)凍融、碳化和耐磨指標(biāo)確定顏料和添加劑占比

在確定水灰比的基礎(chǔ)上，通過考察顏料和添加劑不同占比情況下彩色透水混凝土28 d的凍融損失情況、碳化深度和耐磨度等，進(jìn)一步精確確定顏料和添加劑的用量。研究成果表明，顏料和添加劑在彩色透水混凝土中的占比一般分別為5%～10%和 0.5%～1.5%[3-6]。

4 生產(chǎn)施工

4.1 生產(chǎn)

通常采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)生產(chǎn)彩色透水混凝土，在正式生產(chǎn)之前，須對(duì)拌機(jī)進(jìn)行清洗，一般倒入骨料、水泥和水?dāng)嚢?～6 min，并全部廢棄該批拌合料后開始正式生產(chǎn)。

由于設(shè)備、原材料及實(shí)際配比不同，彩色透水混凝土的拌合順序具有靈活、多元化的特點(diǎn)，有先將集料與顏料干攪拌，再加入膠結(jié)料和添加劑繼續(xù)干攪拌，最后加水濕拌合的工藝順序；也有先將集料與部分水濕拌合，再加入其它材料拌合的操作；還有先將膠結(jié)料與集料干拌合，之后分批次加水濕拌合的生產(chǎn)。無論采用哪一種攪拌順序，其目標(biāo)都是保證生產(chǎn)出來的混凝土均勻、光澤、便于運(yùn)輸和施工，就總拌合時(shí)間而言，彩色透水混凝土總的攪拌時(shí)間一般控制在3 min左右。

4.2 運(yùn)輸

彩色透水混凝土的初凝時(shí)間決定了其可運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和距離范圍，時(shí)間一般控制在10～60 min。與此同時(shí)，為降低氣候因素的影響，運(yùn)輸過程中盡量采取有效的保溫和封閉措施，減少運(yùn)輸過程中的水分蒸發(fā)流失。

4.3 攤鋪

在大規(guī)模攤鋪之前，進(jìn)行試鋪以確定攤鋪工藝參數(shù)，而后再進(jìn)行正式攤鋪。根據(jù)彩色透水混凝土拌合物的坍落度和路面橫坡大小確定的松鋪系數(shù)，一般宜控制在1.05～1.20之間。攤鋪過程控制要點(diǎn)如下：

（1）在正式攤鋪過程中，安排專人指揮車輛均勻卸料，在攤鋪寬度范圍內(nèi)，分多堆卸料。

（2）攤鋪速度與振搗、整平速度相適應(yīng)，并不宜不大于30 m/h，同時(shí)碾壓沿縱向方向進(jìn)行，如遇接頭或模板邊緣，改為橫向碾壓，碾壓時(shí)輪跡重疊控制在15～25 cm或平板振動(dòng)板長的1/4到1/3。

（3）局部存在缺陷時(shí)，人工補(bǔ)料，再進(jìn)行第二遍碾壓。

（4）壓實(shí)彩色透水混凝土后，采用抹光機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行整平，抹光機(jī)無法整平的細(xì)部凹缺部分，人工進(jìn)行修平、補(bǔ)缺，如遇翻漿則翻挖再平整。彩色透水混凝土的抹面操作一般不小于4次。

4.4 養(yǎng)護(hù)

相比常規(guī)混凝土，彩色透水混凝土拌合物疏松多孔，水分更易流失。因此，為減少水分蒸發(fā)，不僅要用薄膜類覆蓋物覆蓋，而高頻次灑水保濕，使透水混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài)。與此同時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度變化大、溫度過低時(shí)，還要采取一定的保溫措施。彩色透水混凝土濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不小于7 d，總養(yǎng)護(hù)時(shí)間在14～28 d之間，實(shí)際具體值依據(jù)施工地點(diǎn)環(huán)境溫度確定。

4.5 處理表面

在彩色透水混凝土成型后的3 d左右，將透明或添加了顏料（用于補(bǔ)色）的封閉劑[8]，如雙丙聚氨酯，均勻噴涂或涂刷于其表面，以增強(qiáng)其美觀性和耐久性。表面處理時(shí)間不宜拖后，防止彩色透水混凝土被污染。

4.6 設(shè)置伸縮縫

完成養(yǎng)護(hù)14 d或強(qiáng)度達(dá)到大于等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%時(shí)，用路用切割機(jī)切出脹縫和縮縫。脹縫貫穿2層透水混凝土，達(dá)到基層，寬度在15～20 mm之間，每18～20 m設(shè)置一道脹縫，縫內(nèi)用泡沫棒、嵌縫油膏或?yàn)r青處理；縮縫深不小于混凝土澆筑厚度的1/3，縮縫寬度在5～8 mm，每5～6 m設(shè)置一道縮縫。

5 結(jié)語

相比傳統(tǒng)混凝土，彩色透水混凝土對(duì)原材料、施工等方面要求的標(biāo)準(zhǔn)更高，尤其隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展，如顏料選擇由無機(jī)變?yōu)橛袡C(jī)或復(fù)合，這就要求該領(lǐng)域的從業(yè)人員不斷學(xué)習(xí)、研究、掌握和應(yīng)用日益更新的技術(shù)與工藝，應(yīng)對(duì)人們對(duì)彩色透水混凝土視覺美感的不斷追求。

[1]戢文占,石云興,張濤，等.大興新城濱河森林公園透水混凝土路面施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2014,43(21)：99-101.

[2]王杰林.彩色透水混凝土路面在海綿城市建設(shè)非機(jī)動(dòng)車道中的應(yīng)用[J].建筑與裝飾,2011,(3)：219-220.

[3]馬健萍.彩色透水混凝土路面工程管理實(shí)踐[J].廣東公路交通,2011,(3)：52-54.

[4]職曉云,胡保剛.鄭州國際會(huì)展中心停車場(chǎng)彩色透水混凝土路面施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2011,40(345)：84-86.

[5]李美娟.再生骨料附著砂漿含量對(duì)路用透水型彩色再生混凝土性能的試驗(yàn)研究[J].四川建筑科學(xué)研究,2014,40(4)：258-259.

[6]代錚.彩色露骨料透水混凝土研制及在景觀工程的應(yīng)用 [J].混凝土,2016,(12)：158-160.

[7]李鴿.透水混凝土的試驗(yàn)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué),2013.

[8]張列.透水混凝土施工工藝及材料的探討[J].建設(shè)科技,2017,(16)：97-98.