透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的探討

郭威

【摘要】伴隨我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)、發(fā)展的不斷深入，相關(guān)城市建設(shè)的行業(yè)也隨之興起，城市建設(shè)受到了廣泛關(guān)注。城市路面開始由水泥變成瀝青，然而這種路面一般由阻水材料鋪成，普遍不透水，一定程度上對城市生態(tài)帶來負(fù)面影響。透水混凝土作為一種綠色材料，由水泥、水與骨料制成，兼顧強(qiáng)度與透水度，開始得到城市建設(shè)人員的關(guān)注，是新的道路施工材料發(fā)展方向。基于此，本文將針對透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)與施工技術(shù)展開探討。

【關(guān)鍵詞】透水混凝土;配合比設(shè)計(jì);施工技術(shù)

1、引言

近年來，城市建設(shè)步伐愈來愈快，城市的路面不再是由水泥路組成，而改用瀝青，雖然一些阻水材料的使用讓城市看起來更干凈、平整，為人們與車輛的出行帶來便利，但一旦城市出現(xiàn)暴雨，由阻水材料構(gòu)成的路面往往會(huì)出現(xiàn)大量積水，造成城市出現(xiàn)洪澇，在某種程度上來說弊大于利。和透水混凝土鋪成的路面相比，普通混凝土路面有著較差的透水性與透氣性，當(dāng)城市有降雨時(shí)，雨水無法滲透到地下，導(dǎo)致地下嚴(yán)重缺水，不利于城市的地下生態(tài)系統(tǒng)，且因?yàn)槌鞘械乇碚{(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，空氣中熱力無法流散，容易形成“熱島效應(yīng)”。所以，我國很多采用普通混凝土的城市在夏季暴雨時(shí)，城市路面積水多，急需排水，無形中增加了城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。由此可見，研究透水混凝土的應(yīng)用對城市發(fā)展有一定現(xiàn)實(shí)意義。

2、透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)

2.1透水混凝土原材料選擇

透水混凝土原材料主要由以下幾方面組成：（1）水泥，透水混凝土在原料中較少用到細(xì)骨料，一般是由水泥與粗骨料形成的非封閉結(jié)構(gòu)，在試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，骨料強(qiáng)度相較于混凝土來說更強(qiáng)，所以混凝土結(jié)構(gòu)的破壞常常發(fā)生在水泥石層，由此可見，影響混凝土強(qiáng)度的因素主要是水泥各方面的性質(zhì)。所以水泥強(qiáng)度要盡可能≥42.5MPa，當(dāng)水泥漿正好可以包裹住骨料表面時(shí)，說明水泥的用量是最優(yōu)的。而當(dāng)水泥量過多時(shí)，可能影響透水混凝土的透水性，也因?yàn)橛昧窟^多增加了成本投入。（2）骨料，相較于一般混凝土而言，透水混凝土使用的骨料級別更為特殊，一般用到間斷級或者是單一級配骨料，骨料的堆積能夠形成大量孔隙，增強(qiáng)混凝土透水性，所以在選擇骨料時(shí)，出于成本等多種因素，可以選擇普通砂石，甚至是廢棄建筑物的磚塊等，控制骨料粒徑≤25mm，研究發(fā)現(xiàn)，膠凝材料骨料粒徑越小，強(qiáng)度越低，因?yàn)榱捷^小的石子比表面積大，漿體不變比較面積越大，石子表面包裹的水泥漿體越薄，石子之間的粘結(jié)率（力）越小。要兼顧強(qiáng)度與透水性，含泥量不能過多，石頭含泥量要小于1%，透水混凝土路面應(yīng)分兩層澆筑，底層使用16-25mm粒徑的石子，面層宜選用5-10mm的石子粒徑。（3）礦物摻合料，透水混凝土里的礦物摻合料能夠有效調(diào)節(jié)混凝土各種性能，從而增強(qiáng)混凝土的耐久性，一般采用的礦物摻合料有粉煤灰、硅灰以及礦渣等，有時(shí)是單獨(dú)摻合其中一種，有時(shí)是多種摻合，而且在量的選擇上也不同，料的不同也會(huì)影響混凝土的各方面性能，多種摻合料的使用不是隨機(jī)使用的，而要在符合規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)上使用，比如，粉煤灰可以降低成本，但是會(huì)降低孔隙率和透水率，可以在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下加粉煤灰，但摻量不易過多，可以選擇摻礦粉，效果較好。（4）外加劑，透水混凝土原料除了基本原材料外，還需要添加一些外加劑，比如，增強(qiáng)劑、著色劑、減水劑，由于透水混凝土的多空結(jié)構(gòu)導(dǎo)致水分蒸發(fā)較快，損失較大，凝結(jié)時(shí)間較短，可以結(jié)合環(huán)境溫度和運(yùn)輸距離的影響適當(dāng)增加保坍劑和緩凝劑，讓透水混凝土在原有性能上更豐富，不僅可以帶來實(shí)質(zhì)性作用，還給人視覺觀感。

2.2透水混凝土配合比

透水混凝土的配合比要在強(qiáng)度與性能上滿足實(shí)際使用的需求，配合比原理一般有體積法、填充理論，一般由1平方米的混凝土原料，骨料堆積形成，在骨料周圍要用膠凝材料對內(nèi)部形成的空隙進(jìn)行填充，讓骨料粘結(jié)起來，并且確保有一定的連續(xù)孔隙率，真正增強(qiáng)材料的透水效果。在透水混凝土的內(nèi)部有很多直徑≥1mm的孔隙，形成孔堆聚結(jié)構(gòu)，在保證材料擁有較高透水性的同時(shí)還有一定強(qiáng)度。如果想要進(jìn)一步提升透水混凝土的強(qiáng)度可以在材料選擇上擇優(yōu)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔仍O(shè)計(jì)，再加入礦物摻合料或者增強(qiáng)劑等，進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，確定強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)公式如下：

（Mg/rg）+（Mc/rc）+（Mg/rg）+（Mr/rg）+P=1

結(jié)合透水系數(shù)的設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場施工情況，可以將孔隙率定在16%、坍落度定在25到45毫米，依據(jù)一定的配合比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定各個(gè)材料的用量，取樣后按照計(jì)劃進(jìn)行配比。按照原材料的先后順序倒入攪拌機(jī)，攪拌時(shí)按物料的規(guī)定比例及投料順序?qū)⑽锪贤度霐嚢铏C(jī)，先將膠結(jié)料和碎石攪拌約30秒后，使其初步混合，再將規(guī)定量的水分2-3次加入繼續(xù)進(jìn)行攪拌約1.5-2分鐘。視攪拌均勻程度，可適當(dāng)延長機(jī)械攪拌的時(shí)間，但不宜過長時(shí)間的攪拌，到骨料上均勻包裹著一層金屬光澤的漿體且漿體不流出為合適，停止加水并接著攪拌?；炷劣捎诙嗫战Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致水分蒸發(fā)較快，損失較大，凝結(jié)時(shí)間較短，應(yīng)充分考慮環(huán)境溫度和運(yùn)輸距離的影響適當(dāng)增加保坍劑和緩凝劑來控制運(yùn)輸時(shí)長。

3、透水混凝土施工技術(shù)

3.1透水混凝土澆筑技術(shù)

透水混凝土屬于干性混凝土料，所以對透明混凝土的攤鋪一定要及時(shí)，由專人來現(xiàn)場做車輛卸料指導(dǎo)，從攪拌地點(diǎn)到施工現(xiàn)場后要立刻開始攤鋪，讓混合物能夠均勻的攤鋪在工作面，并用工具控制好混合物的泛水度，用擴(kuò)尺、平耙來將攤鋪的混凝土表面弄平整，并由專門的人士負(fù)責(zé)測量混凝土的鋪設(shè)高度，讓其保持一定的密實(shí)度與均勻性，在抹合過程中不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象，并且還要防止水分流失過快，當(dāng)氣溫過高時(shí)，要避免正午時(shí)分澆筑透水混凝土。

3.2透水混凝土面層施工

在透水混凝土攤鋪過程中，應(yīng)該由專人負(fù)責(zé)測量好鋪設(shè)高度，維持松鋪系數(shù)宜為1.1，達(dá)到要求后用專門的平整壓實(shí)機(jī)整推平、平板震動(dòng)器振搗，施工人員應(yīng)該穿上必要的減壓鞋來進(jìn)行操作，注意振搗速度要慢，不得讓拌合物表面將水泥漿溢出或者露出骨料等原料。壓實(shí)后進(jìn)行收面，由人工鋪平，為了減少水分的揮發(fā)，維持透水混凝土的強(qiáng)度，可以用塑料薄膜把混凝土表面覆蓋起來，避免漿體流失或者減輕了混凝土的強(qiáng)度。

3.3透水混凝土的填縫、養(yǎng)護(hù)

一般，項(xiàng)目施工會(huì)在天氣較好的情況下進(jìn)行，覆蓋后透水混凝土的內(nèi)部會(huì)有溫度較高的現(xiàn)象，且內(nèi)部強(qiáng)度比較大，為了避免出現(xiàn)內(nèi)部干裂的現(xiàn)象，可以在澆筑后24h內(nèi)切割伸縮縫，切縫的寬度大約在5到6毫米之間，伸縮縫宜為（1/2-1/3）h1，等切縫完成后用填縫膠填起來，深度應(yīng)該在20到50毫米，一天后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，在高溫條件下，則八小時(shí)后就開始養(yǎng)護(hù)，最好養(yǎng)護(hù)半個(gè)月時(shí)長。最后，為了維持路面的光亮與美觀性，可以適當(dāng)噴涂一些封閉劑，增強(qiáng)表面的耐磨性，均勻的噴涂，在封閉劑達(dá)到完全硬化的標(biāo)準(zhǔn)后再允許交通通行。

小結(jié)：

綜上所述，為了保障我國城鎮(zhèn)化步伐的推進(jìn)，讓項(xiàng)目施工朝著環(huán)保、綠色的方向展開，應(yīng)該及時(shí)選擇使用透水混凝土，其能夠在擁有一定強(qiáng)度、性能的標(biāo)準(zhǔn)上，進(jìn)一步提高城市的施工質(zhì)量與使用效率，并做到及時(shí)排水，維護(hù)城市的生態(tài)平衡，進(jìn)一步改善城市的環(huán)境，推動(dòng)我國建筑行業(yè)朝著新的技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展，體現(xiàn)“城市與環(huán)境共存”的可持續(xù)發(fā)展理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘冰清.透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究[D].安徽理工大學(xué)，2015.

[2]張賢超.高性能透水混凝土配合比設(shè)計(jì)及其生命周期環(huán)境評價(jià)體系研究[D].中南大學(xué)，2012.

[3]張娜.透水混凝土堵塞機(jī)理試驗(yàn)研究[D].山東大學(xué)，2014.

[4]謝曉庚.基于強(qiáng)度和滲透性的透水混凝土組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備[D].華南理工大學(xué)，2018.

[5]楊婷惠.骨料對透水混凝土強(qiáng)度和透水性影響試驗(yàn)研究[D].西南科技大學(xué)，2016.