彩色透水混凝土的試驗(yàn)及應(yīng)用

鄔錦斌 黃鎮(zhèn)榮 譚廣源 潘劍鋒

（1廣東華南混凝土有限公司；2廣東粵構(gòu)新型建材產(chǎn)業(yè)有限公司）

（3佛山市南海通源混凝土有限公司）

彩色透水混凝土,也叫生態(tài)透水混凝土、透水地坪，是由小石子（骨料5～10mm）、水泥、外加劑、水、彩色強(qiáng)化劑以及穩(wěn)定劑等經(jīng)一定比例調(diào)配拌制而成的一種多孔輕質(zhì)的新型環(huán)保地面鋪裝材料。

透水混凝土是用粗骨料表面包裹著一層薄漿料相互粘結(jié)成蜂窩狀，能讓雨水流入地下，有效補(bǔ)充地下水；并能有效地消除地面上的油類化合物等對(duì)環(huán)境污染的危害；且色彩繽紛，融合景觀，使城市環(huán)境建設(shè)更加和諧，是保護(hù)自然、維護(hù)生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應(yīng)的優(yōu)良透水地坪材料，人與自然和諧共存，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

透水混凝土擁有不同系列配色方案，配合設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，針對(duì)不同環(huán)境和個(gè)性要求的裝飾風(fēng)格進(jìn)行鋪設(shè)施工，這是傳統(tǒng)鋪裝和一般透水磚不能實(shí)現(xiàn)的特殊鋪裝材料，也是近十年來(lái)新興的建筑材料。

1 透水混凝土的試驗(yàn)方案

透水混凝土的材料成份并不復(fù)雜，但要達(dá)到一定的穩(wěn)定性，又具有透水效果，這就需要通過(guò)不斷的試配驗(yàn)證。

1.1 材料的選擇

配制透水混凝土可選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB175的規(guī)定。本次試驗(yàn)采用的是廣西東泥天等水泥有限公司P.O42.5水泥，其物理性能見(jiàn)表1。

表1 水泥物理性能

配制透水混凝土可采用粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰等礦物摻合料，且粉煤灰符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的規(guī)定，?；郀t礦渣粉符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046的規(guī)定。

本次試驗(yàn)采用的粉煤灰是：廣州恒達(dá)資源綜合利用有限公司Ⅱ級(jí)粉煤灰，其性能見(jiàn)表2。

表2 粉煤灰性能

本次試驗(yàn)用的礦渣粉是：唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司S95級(jí)礦渣粉，其性能見(jiàn)表3。

表3 礦渣粉性能

從表3可以看出，礦渣粉的28d強(qiáng)度活性指數(shù)＞100%，可以等量取代水泥用量。

粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配，最大公稱粒徑不宜大于10mm；性能指標(biāo)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52的規(guī)定，本次試驗(yàn)用的石子是廣西石場(chǎng)碎石，其性能見(jiàn)表4。

表4 石子性能

外加劑：采用東莞市洛美建材科技有限公司生產(chǎn)的緩凝高效減水劑LM-S2，其性能指標(biāo)符合《混凝土外加劑》GB8076和《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119的有關(guān)規(guī)定。其性能見(jiàn)表5。

表5 外加劑性能

1.2 試驗(yàn)過(guò)程

摘錄部分透水混凝土的試驗(yàn)過(guò)程，如表6。

表6 (kg)

試驗(yàn)結(jié)果如表7。

表7

圖1 用透水混凝土砌的大試塊

圖2 透水試塊

透水混凝土需擁有15%～25%的孔隙，能夠使透水速度達(dá)到31～52升/米/小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最有效的降雨和正常的排水速度，地面水迅速滲透到地下，減少城市污水排泄。

膠凝材料多，拌合物泌漿，孔隙率不夠；膠凝材料不足，粘聚力差，容易松散，不易成團(tuán)；用水量高，坍落度偏大，漿體稀，容易析出，堵住孔隙；用水量不足，水泥及摻合料不容易均化，難以分散，包裹性差，達(dá)不到理想效果。

透水混凝土的技術(shù)指標(biāo)可參考以下拌合物指標(biāo)和硬化混凝土指標(biāo)。

⑴拌合物：

坍落度：5～50mm；凝結(jié)時(shí)間：初凝不少于2h；漿體包裹程度：包裹均勻，不應(yīng)淌漿，不應(yīng)松散，手攥成團(tuán)，有金屬光澤。

⑵硬化混凝土：

強(qiáng)度：C15～C30；透水性：不小于1mm/s；孔隙率：10%～20%。

⑶抗凍融循環(huán)：一般不低于D100（本次由于試驗(yàn)設(shè)備原因未進(jìn)行抗凍融試驗(yàn)）。

通過(guò)不同膠凝材料不同骨料的搭配，進(jìn)行相關(guān)不同的試驗(yàn)，透水混凝土施工實(shí)質(zhì)上類似于水泥混凝土施工，其原材料中少了砂子，膠凝材料的多與少直接決定透水混凝土的穩(wěn)定性，最后我們把總膠凝材料控制在350㎏左右，透水混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)在C15～C20之間，基本滿足一般地坪及停車場(chǎng)地坪的承載標(biāo)準(zhǔn)，高于一般透水磚的承載力。

在前期試驗(yàn)階段，對(duì)透水混凝土的坍落度把握不準(zhǔn)，有些偏干，有些偏稀，無(wú)論干還是稀，對(duì)透水混凝土的包裹性都有影響，要么泌漿堵塞，要么太干不能成團(tuán)，而且試塊存在一定的離散性，經(jīng)過(guò)不斷的反復(fù)驗(yàn)證，我們決定還是從原材料及配合比上入手，進(jìn)一步優(yōu)化配合比的合理性，

最后選定的配合比如表8所示。

表8 (kg)

外加劑改為：江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)的透水混凝土增強(qiáng)劑SBTR-PRC⑴。

彩色強(qiáng)化劑：本次試驗(yàn)采用藍(lán)色強(qiáng)化劑，也可采用氧化鐵紅顏料，根據(jù)自己喜好調(diào)節(jié)，如表9。

表9

圖3 簡(jiǎn)易透水試驗(yàn)

2 彩色透水混凝土的應(yīng)用

通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，優(yōu)選原材料，優(yōu)化配合比，決定通過(guò)試產(chǎn)應(yīng)用于生產(chǎn)，用在公司的綠道，實(shí)現(xiàn)人車分流，也作為公司一道亮麗的風(fēng)景，每當(dāng)客戶來(lái)公司考察總是會(huì)放慢腳步，細(xì)細(xì)觀賞，既把試驗(yàn)應(yīng)用于實(shí)踐，又為公司作了宣傳，一舉兩得。

圖4 彩色透水混凝土

圖5 辦公樓門前透水混凝土綠道

3 透水混凝土的特點(diǎn)

⑴擁有色彩優(yōu)化配比方案，能夠配合設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境和個(gè)性所要求的裝飾風(fēng)格，這是一般透水磚很難實(shí)現(xiàn)的。

⑵易維護(hù)，表面如有砂塵、樹葉影響透水性，只需用高壓水洗方式基本可以解決。

⑶耐用性，只要不是經(jīng)常通行載貨汽車，平時(shí)使用性能不受影響，跟普通地坪接近，避免了一般透水磚存在使用年限短的問(wèn)題。

⑷高散熱性，透水混凝土擁有15%～25%的孔隙，地面的溫度不易反射回地表，把地表的溫度傳入地下，能緩解城市熱島效應(yīng)。

4 透水混凝土需注意的事項(xiàng)

⑴透水混凝土坍落度較小，不宜采用攪拌車運(yùn)輸，建議使用翻斗車裝載，然后蓋上帆布。

⑵到工地要盡快卸料，不宜等待，地面不能有明水，其初凝快，攤鋪必須及時(shí)，需配備打磨機(jī)，平整。

⑶振搗時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，防止過(guò)于密實(shí)，孔隙不足，適宜用平板振動(dòng)器振搗。

⑷攤鋪后水份散失快，當(dāng)天氣溫高于35℃時(shí)，施工時(shí)間宜避開(kāi)中午最高溫節(jié)點(diǎn)，防止來(lái)不及收面。

⑸著色劑可以根據(jù)個(gè)人喜好調(diào)整，紅、黃、藍(lán)、綠隨意選擇。

⑹透水混凝土的養(yǎng)護(hù)與普通混凝土接近，可以覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)也可以灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。

5 結(jié)語(yǔ)

透水混凝土系統(tǒng)擁有豐富的配色方案，根據(jù)設(shè)計(jì)者創(chuàng)意營(yíng)造不同的風(fēng)格、不風(fēng)的色彩、不同的形狀，也可作為景觀欣賞，它的最大功用是具有透水性，減少城市排泄壓力，讓地表水迅速滲透到地下，補(bǔ)充地下水的流失，透水混凝土又名呼吸混凝土，可與地面親密接觸，又與地下緊密相連。

透水混凝土在美國(guó)從上世紀(jì)七、八十年代就開(kāi)始研究和應(yīng)用，不少國(guó)家都在大量推廣，如德國(guó)預(yù)期要在短期內(nèi)將90%的道路改造成透水混凝土，改變過(guò)去破壞城市生態(tài)的地面鋪設(shè)，使透水混凝土路面取得廣泛的社會(huì)效益。我國(guó)在透水混凝土方面的應(yīng)用也非常廣泛，公園、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、河堤、綠道、人行道等地方均在采用透水混凝土，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可以大量推廣應(yīng)用。