李城，石从黎，陈敬，樊先平

（1重庆建工建材物流有限公司，重庆401122；2重庆市建筑材料与制品工程技术研究中心，重庆401122）

延迟时间对预拌透水水泥混凝土强度及孔隙率的影响

李城1，石从黎2，陈敬2，樊先平1

（1重庆建工建材物流有限公司，重庆401122；2重庆市建筑材料与制品工程技术研究中心，重庆401122）

为探索延迟时间对预拌透水水泥混凝土强度及孔隙率的影响，该文进行了相关试验及分析，结果表明：成型条件一致时，透水混凝土的孔隙率随延迟时间的延长逐渐增加。透水混凝土的强度随延迟时间的延长下降非常明显。尝试采用掺调节剂的方式延缓透水混凝土强度随延迟时间的衰减，结果表明，调节剂的掺入能降低强度随延迟时间的衰减速度，利于透水混凝土强度的维持，掺调节剂透水混凝土的强度自2h延迟时间开始出现相对较快的衰减，相比于未掺调节剂的自1h延迟时间便较快衰减有所延长。

延迟时间；预拌透水水泥混凝土；强度；孔隙率；调节剂

0 引言

随着“海绵城市”建设的持续推进，透水混凝土作为生态混凝土的重要品种之一，已广泛应用于道路工程、园林工程、环境工程等多个领域[1]。目前，透水混凝土的应用多采用拌合站集中搅拌与现场路拌相结合的生产方式，由于透水混凝土属于多孔结构材料[2-3]，拌合料失水非常快，工作性能不易保持，为保证工程质量，常需做到拌合料自出机运至浇筑地点的时间较短，施工安排紧凑且连续无间断施工，这在一定程度上制约了透水混凝土的应用。面对日益增长的市场需求，提高生产效率以及提高质量稳定性显得十分必要且迫切，这也促使拌合站集中搅拌将逐渐成为透水混凝土最主要的生产方式。由于透水混凝土的力学性能和工作性能受压实成型前放置时间长短的影响比较明显，所以预拌透水混凝土的推广对透水混凝土在使用时效方面提出了更高的要求，特别是容许延迟时间[4]（即在满足技术要求前提下，透水混凝土拌合料自拌和出机到压实成型之前所容许的最大时间间隔）。本文进行了预拌透水混凝土的强度及孔隙率随延迟时间变化的相关试验，一方面掌握延迟时间对强度和孔隙率的影响规律，寻找适合使用操作的容许延迟时间，一方面尝试采用添加调节剂方式延长容许延迟时间。通过试验确定合理的透水混凝土施工容许延迟时间，是保证透水混凝土工程质量的关键，具有十分重要的意义。

1 试验

1.1 原材料

（1）水泥，重庆小南海水泥厂生产的P·O42.5R水泥，初凝时间170min，终凝时间225min。

（2）粗集料，重庆西彭地区的5～10mm卵碎石，紧密堆积密度1615kg/m3，表观密度2710 kg/m3。

（3）细集料，混合中砂，细度模数2.6，由64%卵石机制粗砂与36%天然特细砂混合所得。

（4）粉煤灰，重庆双槐电厂的Ⅰ级粉煤灰，筛余细度9.0%，烧失量2.2%，需水量比93%。

（5）硅灰，用作活性SiO2增强料，比表面积大于20000m2/ kg。

（6）减水剂，高性能聚羧酸减水剂，混凝土减水率＞30%。

（7）调节剂，砂浆缓凝剂，起延缓浆体凝结时间的作用，固含量34%，混凝土减水率12.2%。

1.2 成型

（1）选择C30强度等级的透水混凝土进行延迟时间试验，分别在透水混凝土拌和出机、放置0.5h、放置1.0h、放置1.5h、放置2.0h、放置2.5h、放置3.0h及放置5h八个时间点进行成型，拌合料放置条件为混凝土成型室标准温度（20±5℃），并用塑料薄膜覆盖。

（2）本文通过孔隙率指标来反映透水混凝土的压实程度，采用相同成型条件成型用于孔隙率测试的试件，振动时间保持一致，均为出机成型组的振动时间，振动结束后，用抹刀将多余拌合料刮除并将试件表面抹平。通过测试不同延迟时间下试件的孔隙率，发现透水混凝土的压实程度随延迟时间的变化规律，若孔隙率越大，说明试件的压实程度越低。

（3）进行强度检测和孔隙率检测的试件分别成型，成型强度试件时，按称重法称取相等质量的拌合料装于试模中进行振压成型，延迟时间越长，拌合料将越难以被压实，试件成型所需的振动时间越长。

1.3 性能测试

（1）强度测试，抗压强度测试采用100mm×100mm×100mm试件，抗折强度测试采用100mm×100mm×400mm试件，试验方法依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002。

（2）孔隙率测试，采用150mm×150mm×150mm立方体试件，试验方法依据《行人道透水混凝土应用技术规程》DBJ50/ T-154-2012[5]。

2 结果与分析

不同延迟时间下，透水混凝土的强度和孔隙率测试数据见表1。

表1 延迟时间对透水混凝土强度及孔隙率的影响

2.1 延迟时间对孔隙率的影响

如表1及图1所示，成型条件一致的情况下，透水混凝土的孔隙率随延迟时间的延长逐渐增加，孔隙率从无延迟时间到2.5h和5h延迟时间分别增加了2.1%和4.4%，变化比较明显。此外，从图1中曲线可以看出，在1h延迟时间内，孔隙率变化比较微小，1h至3h延迟时间范围，孔隙率变化相对较快。随着时间的顺延，水分持续蒸发，水泥水化反应持续进行，C-S-H凝胶逐渐形成，导致水泥浆体稠度逐渐变大。成型过程中，骨料颗粒需发生位移重新排列，而浆体稠度增加会导致骨料颗粒发生位移的阻力变大，在相同成型条件下，成型驱动力一致，骨料颗粒产生的位移减小，造成骨料-浆体体系的孔隙增加，导致最终测得的孔隙率变大。孔隙率随延迟时间逐渐增加的现象，反映了透水混凝土在时间顺延的情况下，被压实至设计压实程度的难度持续增加，延迟时间越长，压实难度越高。

2.2 延迟时间对强度的影响

图1 延迟时间对透水混凝土孔隙率的影响

图2 延迟时间对透水混凝土强度的影响

如表1和图2所示，透水混凝土的强度随延迟时间的延长下降非常显著，7d、28d抗压强度及28d抗折强度随延迟时间均存在明显的下降。从无延迟至5h延迟，7d、28d抗压强度分别下降了12.2MPa和16.9MPa，下降幅度达到43%和47%；28d抗折强度下降了2.0MPa，下降幅度达到50%。从图2可以看出，强度自1h延迟时间开始存在比较明显的下降，1~3h延迟时间范围内，强度下降相对较快。在成型强度试件时，称取的拌合料质量一致，试件的质量是一样的，可以认为单位体积内骨料颗粒间的粘结点数量是相等的，粘结点处浆体硬化后的粘结力是透水混凝土强度的主要构成部分，其他条件一致，可以推断，骨料颗粒间的粘结力的下降是造成透水混凝土强度随延迟时间的延长降低的主要原因。

2.3 延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土强度的影响

强度自1h延迟时间开始便存在比较快速的下降，使得透水混凝土的施工容许延迟时间偏短，除去运输时间，留给施工的时间过于短暂，这显然是预拌透水混凝土面临的重大难题，须采取措施延长其容许延迟时间。通常情况下，混凝土的初凝时间越长，其施工容许延迟时间相对越长，可使混凝土在相对较长时间内保持工作性能及技术要求。本文通过在透水混凝土中添加调节剂（缓凝剂），延缓水泥浆体的凝结时间，试图延缓其强度性能开始出现较快下降的时间，讨论延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土强度的影响。调节剂掺量为水泥用量的百分比，分别为0%、0.6%和1.2%，单方水泥用量为310kg，水胶比0.28，试验结果见表2。

图3 延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土抗压强度的影响

表2 延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土强度的影响

图4 延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土抗折强度的影响

由表2可知，无延迟时间时，三种调节剂掺量的透水混凝土28d抗压强度极差为1.0MPa，28d抗折强度极差为0.2MPa，调节剂的加入对透水混凝土的初始强度影响比较微小。如图3所示，首先，掺调节剂透水混凝土抗压强度随延迟时间的衰减速度较未掺调节剂的衰减速度慢；其次，在一定延迟时间范围，调节剂的加入对透水混凝土的抗压强度有比较明显的影响，比如，在2～5h延迟时间范围，掺调节剂透水混凝土的抗压强度均高于未掺调节剂的强度，5h延迟时，掺量为0.6%的28d抗压强度和28d抗折强度分别较未掺调节剂的强度高46%和47%，强度差异十分明显。此外，对比调节剂掺量为0.6%和1.2%的透水混凝土抗压强度可以发现，2h延迟时间后，掺量为0.6%的透水混凝土抗压强度普遍较掺量为1.2%的高。如图4所示，延迟时间对不同掺量调节剂透水混凝土抗折强度的影响与对抗压强度的影响有相似的规律。最后，从图3、图4可以看出，掺调节剂透水混凝土的强度自2h延迟时间开始出现相对较快的衰减，相比于未掺调节剂的1h延迟时间有一定的延长。

3 结论

（1）成型条件一致时，透水混凝土的孔隙率随延迟时间的延长逐渐增加。

（2）透水混凝土的强度随延迟时间的延长下降非常明显，本文中，从无延迟至5h延迟，28d抗压强度和28d抗折强度分别下降了16.9MPa和2.0MPa，下降幅度分别达到47%和50%。

（3）调节剂的加入未明显影响透水混凝土的初始强度，一定延迟时间范围，调节剂的掺入能降低透水混凝土强度随延迟时间的衰减速度，利于透水混凝土强度的维持。调节剂的掺量并非越大越好，需通过试验确定最佳掺量，本文中调节剂掺量为0.6%时，透水混凝土强度相对较高。此外，掺调节剂透水混凝土的强度自2h延迟时间开始出现相对较快的衰减，相比于未掺调节剂的1h延迟时间有一定的延长。

[1]张贤超，尹健，池漪.透水混凝土性能研究综述[J].混凝土，2010，（12）：47-50.

[2]陈瑜.公路隧道高性能多孔水泥混凝土路面研究[D].长沙：中南大学，2007：52-56.

[3]郑木莲，陈拴发，等.多孔混凝土的强度特性[J].长安大学学报，2006，（4）：20-25.

[4]交通运输部公路科学研究院，等.公路路面基层施工技术细则（JTG/T F20-2015）[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[5]重庆建工住宅建设有限公司，等.行人道透水混凝土应用技术规程（DBJ50/T-154-2012）[S].重庆，2012.

责任编辑：孙苏，李红

Effects of Delay Time on the Strength and Void of Ready-mixed Pervious Cement Concrete

To explore the impact of time delay on the strength and porosity of ready-mixed pervious cement concrete,some relevant tests and analyses are done.The results show that when molding conditions are consistent,the porosity of pervious concrete gradually increases as time delay extends,while its strength decreasing significantly.The attempt of adding retarder is made to abate the reduction of strength with time delay.The results show that the addition of retarder can reduce the attenuation speed of strength with time delay,conducive to retain the strength of pervious concrete,which began to reduce fast after two hours of delay,a little bit longer than that of the pervious concrete with no retarder,which began after one hour of delay.

time delay;ready-mixed pervious cement concrete;strength;porosity;retarder

TU526

A

1671-9107（2016）12-0052-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2016.12.052

2016-10-10

李城（1989-），男，重庆人，本科，助理工程师，主要从事混凝土产品及其技术的研发工作。