周黎軍， 付長紅2 趙忠興2
(1．蘇州交通工程集團(tuán)有限公司 江蘇蘇州 2151 31； 2．無錫中材化工有限公司 江蘇無錫 214116)
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的加快，現(xiàn)代城市的地表逐步被鋼筋混凝土或不透水路面所覆蓋。這些不透水路面缺乏呼吸性、吸收熱量和滲透雨水的能力，破壞生態(tài)平衡。因此，人們開始研究透水性混凝土，與普通混凝土相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(2)提高地表的透氣，透水能力，保持土壤的濕度，改善城市地表生態(tài)平衡。
(3)吸收車輛行駛產(chǎn)生的噪音，創(chuàng)造安靜舒適的交通環(huán)境。
(4)雨天能防止路面積水和夜間反光，改善車輛行駛以及行人行走的舒適性和安全性。(5)透水性路面具有較大的孔隙率，能蓄積較多的熱量，有利于調(diào)節(jié)城市地表的溫度和濕度，消除“熱島效應(yīng)”。
1實(shí)驗(yàn)方案
1．1原材料 一
1．1．1水泥
透水性混凝土一般選用32．5級(jí)以上的強(qiáng)度等級(jí)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。也可用礦渣水泥或快硬水泥。本試驗(yàn)所選用的水泥為P·042．5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥漿的最佳用量以剛好能夠完全包裹集料的表面，形成一種均勻的水泥漿膜為適度，并以采用最小水泥用量為原則，因?yàn)樵俣嗟乃嘤昧繒?huì)造成透水性的喪失，且增加成本。通常水泥用量在250kg／m3～400kg／m3范圍內(nèi)。
1．1．2集料
集料的級(jí)配是控制透水性混凝土的重要指標(biāo)，若級(jí)配不良，則堆積骨架中含有大量孔隙，透水系數(shù)大但強(qiáng)度降低；反之，雖然強(qiáng)度較高但透水系數(shù)很低。集料的自身強(qiáng)度(壓碎值)、顆粒形狀(針狀、片狀含量)、含泥量等都有一系列要求。
1．1．3外加劑
一般包括高效減水劑和增強(qiáng)劑，兩者的其作用是提高顆粒間的粘結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而提高制品的整體力學(xué)性能和耐磨性能。本試驗(yàn)采用高效減水劑。
1。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
透水性混凝土與普通密實(shí)的混凝土相比，本身的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度都較低，因此可以說透水性混凝土的強(qiáng)度和透水性是一對(duì)矛盾。本研究的透水性混凝土以小粒徑石子作骨料配制無砂或少砂多孔混凝士，研究各參數(shù)對(duì)混凝土力學(xué)，透水性能及抗凍性能等的影響。
1．2．1配合比參數(shù)的確定
影響透水性混凝土的技術(shù)性能的因素有透水方式、材料密度、原材料性能，配合比、成型方法和養(yǎng)護(hù)條件等。而對(duì)于透水混凝土來說，強(qiáng)度和透水性是N-立的，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮。
1．2．2水灰}L(w／C)的選擇
水灰比既影響透水性混凝土的強(qiáng)度，又影響其透水性，對(duì)特定的菜一骨料有一最佳水灰比。當(dāng)水灰比小于這一最佳值時(shí)，水泥漿過于干稠，混凝土拌和物的和易性太差，水泥漿體不能充分包裹集料表面，不利于透水性混凝土強(qiáng)度的提高；反之，水灰比過大，水泥漿可能把透水孔隙部分全部堵死，既不利于透水，也不利于強(qiáng)度的提高，具有代表性的水灰比介于0．25～0．35之間。
1．2．3用水量的選擇
透水性混凝土和易性較差，無需坍落度測(cè)試，只要目測(cè)判斷所有集料顆粒表面均形成平滑的水泥漿包裹層，而且包裹層有光澤，不流淌就可以了。對(duì)于普通集料來說，一般用水量為80kg／m3～120Rg／m3，對(duì)于透水性混凝土的實(shí)際用水量應(yīng)根據(jù)其透水性及強(qiáng)度由實(shí)驗(yàn)確定。
1．2．4集灰比(G／C)的選擇
水泥用量一定時(shí)，增大集灰比，集料顆粒周圍包裹的水泥漿厚度減薄，增加了孔隙率，但透水性混凝土的強(qiáng)度減小；相反集灰比減小，集料周圍的水泥漿層厚度增大，透水性混凝土的強(qiáng)度提高，但孔隙率減小，透水性能下降。另外，小粒徑集料具有較大比表面積，為保持水泥漿體的合．理厚度，小粒徑集料的集灰比適當(dāng)比大粒徑的小一些。通常透水性混凝土的集灰比在3～6之間。
1．2．5集料用量
lm3透水性混凝土的所用集料總量取集料的緊密堆積密度的數(shù)值，大致在1200kg／m3～1800k．g／m3。其中主要是粗集料，細(xì)集料應(yīng)控制在20％以內(nèi)。
1．2。6水泥用量
根據(jù)集料的單位體積空隙率，膠凝材料在集料內(nèi)的填充率一般為25％～50％，再根據(jù)水泥密度定出水泥用量。
1．3實(shí)驗(yàn)方法
1．3．1實(shí)驗(yàn)裝置
本研究的透水性能測(cè)試采用日本最近提出的《(固定水位透水測(cè)定法》來確定透水系數(shù)。其裝置如圖l所示。該裝置采用高度為H(mm)，斷面積為A(mm2)的圓柱形試件，上部密封連接透明的圓柱形套筒，并在套筒的上部設(shè)一流出口。將其放入一個(gè)水槽中，水槽的上部設(shè)出水口。水槽出水口至套筒出水口之間的距離為水位差h。試驗(yàn)前將試件充分飽水，將水槽中充滿水，直至水從出水口流出；從套筒上部不斷給水，使試件上部水位高度保持不變，測(cè)定從水槽出水口流出的水量Q(mm3)和出水時(shí)間At(s)，則透水系數(shù)T按下式計(jì)算；
1．3．2其他技術(shù)要點(diǎn)
(1)攪拌。
透水性混凝土拌和物中水泥漿稠度較大，且數(shù)量較少，為了保證水泥漿能夠均勻的包裹在集料上，宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間為2min～4min。其投料次序采用水泥裹石法，其工藝流程如圖2所示。采用這種方法，預(yù)拌水量(w．)為總用水量的8％～10％。這項(xiàng)技術(shù)要注意控制W．，W，太少石子預(yù)濕不完全，下一步加水泥拌和時(shí)，形成不了包裹石子表面的水泥漿殼，W．太多則形成的漿殼很稀，易被第二次加水?dāng)嚢钑r(shí)沖刷破壞，所以要控制好W，和兩次攪拌時(shí)間。
(2)養(yǎng)護(hù)。
透水性混凝土由于存在大量孔洞，易失水，干燥很快，所以在養(yǎng)護(hù)過程中保濕養(yǎng)護(hù)非常重要。尤其是早期養(yǎng)護(hù)，要注意避免混凝土中水分大量蒸發(fā)，所以在試件裝模后應(yīng)用塑料在及時(shí)覆蓋，并在拆模后養(yǎng)護(hù)時(shí)保持養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的濕度。
2試驗(yàn)結(jié)果
2．1配合比
影響透水混凝土的技術(shù)性能的因素有透水方式、材料密度、原材料性能、配合比、成型方法和養(yǎng)護(hù)條件等：而對(duì)于透水混凝土來說，強(qiáng)度和透水性是對(duì)立的，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮。表l列出了透水混凝土配合比設(shè)計(jì)中的各組參數(shù)。
計(jì)算所得配合比如表2所示。
2．2實(shí)驗(yàn)得出各項(xiàng)性能指標(biāo)
2．2．1透水混凝土抗壓強(qiáng)度的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)配制的透水混凝土屬于低強(qiáng)混凝土。其抗壓強(qiáng)度的測(cè)定方法與普通低強(qiáng)混凝土的澳日定方法完全相同，具體操作參照GB／TS008 1-2002標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。透水混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
從表-3可以看出，基層混凝土的抗壓強(qiáng)度值普遍偏低，其中A組和B組并不能滿足設(shè)計(jì)要求的l 5MPa，這主要是因?yàn)榛鶎踊炷羶?nèi)部孔隙較多。
2．2．2透水混凝土千體積密度的測(cè)定試件在養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天以后，將試件烘干恒重，測(cè)量它的千體積密度。測(cè)量方法如下。
①用天平稱量試件質(zhì)量m(精確至0．tg)。
②用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件尺寸。每個(gè)需要測(cè)量的尺寸要測(cè)三處，各取其平均值為試件長、寬、高的尺寸(精確至0．1ram)。
③根據(jù)上述幾何尺寸計(jì)算出試件體積V0(cIn3)，
④試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算：
pod=m／Vo
以三個(gè)試件的結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)試結(jié)果，各次結(jié)果的誤差不得大于0．02kg／m3。測(cè)量結(jié)果如表4所示。
由表4可以發(fā)現(xiàn)，A—E組的千體積密度逐漸增大，這是因?yàn)槠潴w積填充率和水灰比逐漸增大。但各組的體積密度均在ITOOksr／m3—2200kg／m3范圍內(nèi)。
2．2．3透水系數(shù)的測(cè)定
測(cè)定透水系數(shù)T，結(jié)果如表5所示。
由表5可見，A—E組的連通孔隙率逐漸減小，同時(shí)透水系數(shù)也逐漸減小。這是因?yàn)橥杆曰炷林饕蕾囉诨炷羶?nèi)部的連通孔隙來透水，所以連通孔隙率越大，透水系數(shù)越大，透水性也就越好。
3結(jié)語
由于透水混凝土內(nèi)部存在較多的孔隙，采用常規(guī)的材料很難達(dá)到較高的強(qiáng)度，在制備時(shí)盡量選用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥以提高混凝土強(qiáng)度。另外還發(fā)現(xiàn)，隨著填充率的增大、粉煤灰和砂摻量的增加，混凝土的強(qiáng)度增大，干體積密度增大，連通孔隙率減小，透水系數(shù)減小。通過本試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，填充率為50％～60％，粉煤灰摻量為lO％～20％，砂摻量為0～8％時(shí)混凝土綜合性能最佳。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，透水混凝土是一種有價(jià)值的新型建筑材料。用其配制透水路面磚既可以應(yīng)用在人行路、廣場、停車場、公園、小區(qū)、體育場內(nèi)，也可以應(yīng)用在地下水排放工程、降低水壓工程上。
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