預(yù)拌透水混凝土的研究及應(yīng)用

張力，張林

（南京標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司，江蘇 南京 210036）

0 引言

隨著全國(guó)海綿城市建設(shè)的廣泛開展，透水混凝土作為一種生態(tài)環(huán)保的綠色鋪地材料越來越多地得到廣泛的運(yùn)用。與普通混凝土路面相比，透水混凝土具有連續(xù)的孔隙，具有消除路面積水、減小城市暴雨季節(jié)的路面徑流、降低城市熱島效應(yīng)、降低路面噪音、防滑、美觀的功能。是實(shí)現(xiàn)海綿城市關(guān)于雨水“滲、滯、蓄、凈、用、排”的關(guān)建功能性材料。

目前國(guó)內(nèi)透水混凝土的施工基本上采用現(xiàn)場(chǎng)拌和與現(xiàn)場(chǎng)攤鋪施工的模式，這主要是由于透水混凝土材料的特殊要求造成的。為保證透水混凝土的孔隙率，采用低水灰比設(shè)計(jì)，這樣才能保證從施工到終凝期間料漿不下沉堵塞孔隙。而低水灰比會(huì)造成初凝時(shí)間減短，從拌和料出料到施工結(jié)束的時(shí)間一般在1個(gè)小時(shí)以內(nèi)，如果采用拌站預(yù)拌，加上運(yùn)輸所用的時(shí)間，材料到現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)來不及施工，所以采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌。另外初凝時(shí)間減小會(huì)造成終凝時(shí)間減小。材料初凝后粘度增加，放不干凈的材料會(huì)粘附在罐內(nèi)，清除很因難。因此有必要研制適合預(yù)拌透水專用外加劑以適合市場(chǎng)的要求。本文通過研究，對(duì)外加劑進(jìn)行復(fù)配和調(diào)整，從延長(zhǎng)初凝時(shí)間、提高透水混凝土強(qiáng)度入手研制出適合做預(yù)拌透水混凝土的外加材料。通過試驗(yàn)，混凝土初凝時(shí)間為 2～3 小時(shí)并且混凝土力學(xué)性能達(dá)到規(guī)范要求，為透水混凝土預(yù)拌化提供技術(shù)了支持。

1 試驗(yàn)方法及原料

1.1 試驗(yàn)原材料

水泥采用南京中聯(lián)水泥廠 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，石子采用粒徑為 5～9mm 的玄武巖石子，透水混凝土專用外加劑為南京標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)的 JY-300 普通透水混凝土膠結(jié)料（摻量為水泥重量的2%）和 JY-A 型預(yù)拌透水混凝土專用膠結(jié)料。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水泥外摻膠結(jié)料凈漿凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)

分別對(duì) JY-300 和 JY-A 做水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)。因?yàn)橥杆炷翆賳我患?jí)配的混凝土，石子粒徑較大且不具有流動(dòng)性，所以不能采用貫入阻力的方法測(cè)定凝結(jié)時(shí)間。本試驗(yàn)采用水泥凈漿的方法來測(cè)定凝結(jié)時(shí)間，分別試驗(yàn)添加 JY-300 材料和 JY-A 材料的水泥凈漿的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。

試驗(yàn)配合比見表1。試驗(yàn)前按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量確定用水量及水灰比，試驗(yàn)?zāi)z結(jié)料用量為水泥用量的 2%（重量百分比），經(jīng)試驗(yàn)得出標(biāo)準(zhǔn)用水量時(shí)水灰比為0.27。

表1 水泥外摻膠結(jié)料凈漿凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)配合比

分別取 P·O42.5普通硅酸鹽水泥各 1000g，向其中分別加入 20g JY-300 和 JY-A 膠結(jié)料干拌均勻待用，向攪拌鍋內(nèi)加入 270g 水，在攪拌機(jī)上攪拌 5s。再加入待用的水泥膠結(jié)料混合料，慢速攪拌 120s，停 15s 后快速攪拌 120s。停機(jī)，取出攪拌鍋，將鍋中漿料裝入試模，放入標(biāo)養(yǎng)箱，30 分鐘后開始測(cè)初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。

1.2.2 透水混凝土基本性能試驗(yàn)

透水混凝土配合比見表2。

表2 透水混凝土配合比

透水混凝土制備方法及養(yǎng)護(hù)：

配制：根據(jù)配合比計(jì)算，準(zhǔn)確稱取水泥、石子、水、膠結(jié)料，將水泥與膠結(jié)料先在容器里干拌均勻，制備成均勻的混合粉料。 先將稱量好的石子全部投入攪拌機(jī)，加入一半的水?dāng)嚢?30s，然后將混合粉料投入攪拌機(jī)，再攪拌 30s，最后加入另一半混合水溶液，攪拌180s，透水混凝土拌合物應(yīng)攪拌均勻。

成型：本試驗(yàn)采用鋼試模，工具為抹刀、搗棒，分層裝填，每層裝料高度不超過試模高度的 1/2； 每層用搗棒均勻插搗，做到邊、角、中心插密實(shí)，每次插搗不少于12次。裝填插搗完畢后，物料略高出試模。開啟振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)時(shí)間不超過 15s。振動(dòng)時(shí)用抹刀按壓試件表面，以防物料外溢。振動(dòng)完成后，四邊收干凈，去除模具上口多余的拌合料，用抹刀將試件表面抹平。

養(yǎng)護(hù)：試件成型后，用薄膜覆蓋表面，在(20±2)℃的條件下養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后拆模，拆模后立即放入溫度為 (20±2)℃，相對(duì)濕度大于 95% 的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室或標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 水泥外摻膠結(jié)料凈漿凝結(jié)時(shí)間（表3）

表3 不同膠結(jié)料的凝結(jié)時(shí)間

從表3可以看出，加入 JY-A 型透水混凝土膠結(jié)料水泥凈漿初凝時(shí)間要比加入 JY-300 普通透水混凝土膠結(jié)料的水泥凈漿初凝時(shí)間推后3小時(shí)，這樣就可以克服普通透水混凝土膠結(jié)料施工時(shí)間短的缺點(diǎn)，滿足了預(yù)拌透水混凝土對(duì)緩凝時(shí)間的要求。

2.2 透水混凝土基本性能

測(cè)試透水混凝土的 7d 抗壓強(qiáng)度、28d 抗壓強(qiáng)度，連續(xù)孔隙率和透水系數(shù)。結(jié)果見表4、表5。

表4 透水混凝基本性能（添加 JY-300 膠結(jié)料）

通過試驗(yàn)可以看出，加入 JY-300 透水混凝土膠結(jié)料的透水混凝土，比加入 JY-A 透水混凝土膠結(jié)料的透水混凝土 7d 抗壓強(qiáng)度略高，原因是 JY-A 型膠結(jié)料緩凝時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)早期強(qiáng)度增長(zhǎng)有影響。但兩種材料的 7d抗壓強(qiáng)度都超過 28d 齡期的抗壓強(qiáng)度值的 70%。

從 28d 齡期的抗壓強(qiáng)度來看，兩種材料之間無顯著差異。無論是抗壓強(qiáng)度還是透水率都滿足 CJJ 135—2009《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程要求》。

表5 透水混凝土基本性能（添加 JY-A 膠結(jié)料）

3 結(jié)論與運(yùn)用

（1）加入 JY-A 透水混凝土膠結(jié)料的透水混凝土可以和加入 JY-300 透水混凝土膠結(jié)料的透水混凝土一樣，滿足 CJJ 135—2009《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程要求》對(duì)透水混凝土性的各項(xiàng)能指標(biāo)的要求。

（2）加入 JY-A 膠結(jié)料可以使透水凝凝土的初凝時(shí)間延長(zhǎng)3小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)拌透水混凝土的生產(chǎn)。保證透水混凝土在2小時(shí)的運(yùn)輸時(shí)間后仍可以施工。

（3）JY-A 膠結(jié)料可以消除因延長(zhǎng)透水混凝土的初凝時(shí)間對(duì)孔隙凝和透水率的負(fù)面影響。

（4）在生產(chǎn)預(yù)拌透水混凝土?xí)r要驗(yàn)證膠結(jié)料與水泥的適應(yīng)性。

（5）增加水灰比可增加緩凝時(shí)間，在保證不沉漿的條件下，可根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件和運(yùn)輸距離來調(diào)節(jié)水灰比。

透水混凝土預(yù)拌化生產(chǎn)是未來的發(fā)展趨勢(shì)。隨著各地對(duì)環(huán)境保護(hù)的加強(qiáng)，和對(duì)透水混凝土質(zhì)量要求的提高，會(huì)有越來越多的地方要求使用預(yù)拌透水混凝土。