透水混凝土的性能分析及工程應(yīng)用

1、透水混凝土的性能分析及工程應(yīng)用摘要：透水性混凝土作為一種生態(tài)型環(huán)?；炷粒诼访媸┕ぶ械玫搅藦V泛應(yīng)用。它具有較高的強(qiáng)度和良好的透氣、透水性。本文對其特性、配合比設(shè)計和基本的物理力學(xué)性能進(jìn)行了一系列的試驗研究，利用體積法進(jìn)行透水混凝土的配合比設(shè)計，通過以水灰比、目標(biāo)孔隙率、集料級配和礦物摻合料為因數(shù)設(shè)計正交試驗，獲得了最佳配合比；最后對透水混凝土的透水性能進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：透水混凝土；配合比設(shè)計；透水性引言透水混凝土起源于荷蘭，后在歐美地區(qū)廣泛使用，而在我國尚屬較新型的路面材料。透水混凝土具有較大的滲透能力，使雨水能夠滲入地層。國內(nèi)很多大中城市對透水混凝土的關(guān)注程度日益增加。多地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)中，

2、已將滲透性作為檢測檢測路面質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著各地城市化進(jìn)程的加快，人們環(huán)保生態(tài)意識的提高，以及相關(guān)政策和規(guī)范的出臺，透水混凝土將更廣泛的用于城市道路的新建和改造。1 透水混凝土的結(jié)構(gòu)特征透水混凝土主要是由水、水泥、粗骨料組成的，采用單粒級粗骨料作為骨架，水泥凈漿或加入少量細(xì)骨料的砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面，作為骨料顆粒之間的膠結(jié)層。骨料顆粒通過硬化的薄層水泥漿膠結(jié)而形成多孔的堆積結(jié)構(gòu)，因此混凝土內(nèi)部存在著大量的連通孔隙，且多為直徑超過l.0mm的大孔。透水混凝土具有高透水性、高承載能力、易維護(hù)性、抗凍融性、耐用性、高散熱性、良好的裝飾效果等特性。透水混凝土受力時通過骨料間的膠結(jié)點(diǎn)傳遞

3、力的作用，由于骨料本身的強(qiáng)度較高，水泥凝膠層很薄，水泥凝膠體與粗骨料界面之間的膠結(jié)面積小，其破壞特征是骨料顆粒間的連接點(diǎn)處被破壞，因此在保證一定空隙率的前提下，增加交接點(diǎn)的面積，提高交接層的強(qiáng)度是提高透水性混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵。2 原材料選擇透水混凝土的強(qiáng)度與水泥的活性、品種、數(shù)量至關(guān)重要。所以，透水混凝土要求采用強(qiáng)度較高、混合材料摻量較少的水泥，本實驗選用水泥標(biāo)號在42.5級以上的水泥。骨料粒徑大小是根據(jù)透水混凝土結(jié)構(gòu)的厚度和強(qiáng)度來決定，通常所選粒徑不可以很大。粗骨料粒徑較小時，顆粒間的接觸點(diǎn)增多，透水混凝土的強(qiáng)度就會提高。骨料粒徑愈小，骨料的比表面積愈大，需用的水泥漿數(shù)量增多，混凝土內(nèi)的連通空

4、隙就會被填充密實，透水性能降低。為保證透水性和一定的強(qiáng)度，選擇的骨料粒徑為5-25mm、5-16mm及10-16mm三種粒級的骨料配制透水混凝土。粉煤灰作為摻合料可以填充集料孔隙，增加混凝土密實度，取代部分水泥降低工程造價并改善混凝土的拌合物的施工和易性，減少離析。3 試驗過程分析3.1 骨料對透水混凝土影響本試驗過程中，選用三種不同粒徑的粗骨料，研究了骨料粒徑對透水混凝土性能的影響，在相同配合比時幾種不同粒徑骨料配制出的透水混凝土性能指標(biāo)，從表中數(shù)據(jù)可看出：粗骨料粒徑級配直接影響到了透水混凝土的相關(guān)性能，連續(xù)級配骨料配制的透水混凝土孔隙率較低，填充相對密實，強(qiáng)度相對較高；單級配骨料填充性相對

5、較差，混凝土孔隙率較高，而強(qiáng)度相對較低。因而，在配制透水混凝土?xí)r，可以根據(jù)實際工程需要，合理選擇骨料級配。3.2 不同水灰比試驗本試驗研究相同骨料用量，不同水灰比對透水混凝土性能的影響。通過試驗得知透水混凝土類同常規(guī)混凝土，水灰比是決定強(qiáng)度的一個重要因素，隨水灰比降低，強(qiáng)度逐漸提高，但透水混凝土試塊離散性較大，試塊成型過程及成型方式對試塊后期的強(qiáng)度有很大影響，同時透水混凝土的施工過程對其成型后的透水性及強(qiáng)度也會產(chǎn)生較大影響，施工過程中應(yīng)該根據(jù)實際工程特點(diǎn)制定施工方案。窗體底端窗體頂端3.3 適當(dāng)摻入細(xì)骨料，對透水混凝土進(jìn)行配比試驗透水混凝土由于孔隙率較大，強(qiáng)度偏低及強(qiáng)度離散性較大是透水混凝土的

6、弱點(diǎn)，為了改善其性能，試驗摻入一定量細(xì)骨料，研究了引人細(xì)骨料對透水混凝土的影響。在水灰比一定的情況下，摻入細(xì)骨料后骨料間填充良好，導(dǎo)致混凝土空隙率明顯降低，但力學(xué)性能明顯有改善，摻入細(xì)骨料配制的混凝土工作性能也有改善，有一定流動性，改變了粗骨料透水混凝土干硬性的特點(diǎn)。3.4 試驗結(jié)論骨料級配直接影響到透水混凝土的透水性及力學(xué)性能，骨料級配連續(xù)性決定混凝土內(nèi)部的填充性，應(yīng)根據(jù)工程需要，選擇合理的骨料粒徑。水泥漿量是影響透水混凝土強(qiáng)度的一個重要因素，在相同骨料時，水灰比越小，混凝土強(qiáng)度越高，透水性越差。透水混凝土可以摻入一定量細(xì)骨料，對透水性有一定影響，但會改善透水混凝工作性能。4 透水混凝土在工

7、程中的應(yīng)用某工程水混凝土澆筑于綠化工程水系，工程部位是仿木地板平臺墊層，混凝土澆筑后壓平，在混凝土上鋪設(shè)仿木地板。該工程項目作為體現(xiàn)綠色奧運(yùn)主題的項目之一，須做到質(zhì)樸、美觀，與周圍綠景及水系融為一體，混凝土強(qiáng)度大于20MPa,空隙率10%15%。工程選用5-16mm粒級骨料，水灰比0.35，單方水泥用量、碎石用量分別為400kg和1600kg,并摻用一定比例的外加劑，配制C20透水混凝土,由混凝土攪拌站集中攪拌。4.1 攪拌采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，考慮要在骨料表面形成穩(wěn)定均勻的水泥漿層，攪拌時先往骨料中加入部分水進(jìn)行攪拌，使骨料表面潤濕，骨料表面均被潤濕后再加水泥拌和，形成包裹骨料表面的水泥粉殼，最

8、后加人剩余水量的水?dāng)嚢杈鶆?。該攪拌順序能使混凝土骨料表面易形成厚度均勻的水泥漿層，沒有水泥漿下滴現(xiàn)象，以保證必要的強(qiáng)度和透水性。為了保證水泥漿能夠均勻地包裹在骨料上，攪拌時間適當(dāng)延長。同時在攪拌過程中，降低單盤混凝土攪拌量，以保證混凝土攪拌更加均勻，使?jié){體均勻分散在骨料上。4.2 運(yùn)輸在實踐中，采用混凝土罐車運(yùn)輸透水混凝土存在一定問題，由于透水混凝土不具有常規(guī)混凝土的流動性，因而，在工地卸料時存在一定難度，研究后決定在該工程中采用自卸貨車運(yùn)輸透水混凝土，貨車必須保證箱體密封良好，防止水泥漿體遺灑。如采用攪拌罐車運(yùn)輸，則要減少單次運(yùn)輸方量，降低罐車轉(zhuǎn)動負(fù)荷，每次運(yùn)輸2-4方混凝土為宜。4.3 澆

9、筑透水混凝土是干硬性的混凝土，在澆筑前，宜用水濕潤基層，防止混凝土水分流失。由于透水混凝土中水泥漿量有限，只能包裹骨料顆粒，在澆筑時采用專用低頻振動壓實機(jī)或滾動壓實機(jī)，振動壓實過程中輔以人工補(bǔ)料及找平，混凝土表面壓實抹平即可，過量振動會使水泥漿體下沉，破壞混凝土結(jié)構(gòu)均勻性，并在底部形成不透水層，影響透水效果。4.4 養(yǎng)護(hù)透水混凝土由于存在大量孔隙，易失水，干燥很快，所以早期養(yǎng)護(hù)非常重要，澆筑后用塑料簿覆蓋表面，并定時灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間根據(jù)工程實際情況及氣候條件而定，一般不少于14天，在混凝土達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度前，做好實體保護(hù)工作，防止踐踏、磕碰造成骨料脫落，影響外觀及整體效果。5 結(jié)束語透水性混凝土作為一種新生材料，具有很大的研究空間，值得相關(guān)人士進(jìn)行深入探討。通過對透水性混凝土路面材料制備與性能的分析，為其實際應(yīng)用提供可靠依據(jù)；同時，在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對透水性混凝土生態(tài)環(huán)境效益的研究，進(jìn)行相關(guān)試驗，不斷拓展透水性混凝土的功能，為其廣泛應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，透水性混凝土研究將會越來越深入，應(yīng)用越來越普遍。參考文獻(xiàn)1 吳兵兵，曾德勇，董銘錫，等.多孔