刘 中 沛

(苏州交通工程试验检测中心有限公司，江苏 苏州 215011)

透水水泥混凝土一般由粗集料及水泥基胶结料经拌合形成的具有连续孔隙结构的混凝土，与普通水泥混凝土不同的是它不含细集料，由裹覆水泥基胶结料的粗集料相互粘结而成，具有密度小、高透水性、高透气性等特点，是国家倡导海绵城市的重要组成部分。

1 原材料

考虑到透水水泥混凝土各材料的成本，所选材料均为本地区常见材料，避免出现特意采购导致成本增加。拌制透水水泥混凝土的水泥、外加剂、增强剂的规格型号一致，集料为粒径范围基本一致，材质不同的花岗岩和玄武岩。

水泥：采用42.5级普通硅酸盐水泥，3 d强度、28 d强度等各项指标均满足GB 175—2007通用硅酸盐水泥的要求。

外加剂：采用高性能减水剂，主要起到减水和缓凝作用，便于运输和施工。

增强剂：采用苏博特生产的SBT-PRC(Ⅱ)型透水混凝土增强剂，增加粗集料间的粘结效果。

集料1：5 mm～10 mm的花岗岩碎石，产地为浙江湖州。

集料2：5 mm～10 mm的玄武岩碎石，产地为江苏溧阳。

从两种不同材质集料的各项检测指标来看，两种集料均满足GB/T 14685—2011建筑用卵石、碎石中的二级要求和CJJ/T 135—2009透水水泥混凝土路面技术规程中的技术要求。从级配范围来看，两种不同材质的集料粒径均主要分布在4.75 mm及2.36 mm两档上，而玄武岩集料4.75 mm的粒径占到了98.1%，相比较花岗岩集料，玄武岩集料的粒径分布更集中；从针片状含量方面看，花岗岩集料略高于玄武岩集料；从含泥量和泥块含量检测指标来看，两种不同材质的集料均比较干净，洁净程度一致；从压碎值指标来看，玄武岩集料抵抗破坏的能力优于花岗岩集料，见表1。

表1 两种集料的实测指标情况

2 混凝土配合比

依据JGJ 55—2011普通混凝土配合比设计规程和CJJ/T 135—2009透水水泥混凝土路面技术规范计算及试拌，分别确定了两种集料的粗集料用量、胶结料浆体体积、水胶比、单位体积用水量、外加剂用量、增强剂掺量。

两种不同材质集料的水胶比均为0.26，外加剂掺量花岗岩集料的为1.08%，玄武岩集料的为1.05%，掺量基本一致，用量相同；增强剂掺量花岗岩集料的为1.89%，玄武岩集料的为1.84%，掺量基本一致，用量相同，见表2。

表2 两种集料配合比中各材料的用量

3 混凝土拌合物

外观方面：根据确定的配合比分别拌制两种不同材质集料的拌合物，两种不同材质集料拌合物的浆体均能够较好的裹覆在集料表面且浆体在振动状态下无过多坠落现象。相比较而言玄武岩拌合物较花岗岩拌合物的包裹效果更好，颗粒与颗粒之间无明显过多浆体但又形成了较好的“拉丝”效果，见图1。

工作性方面：分别对两种不同材质集料拌合物的出机状态、出机2 h状态、出机3 h状态的工作性进行试验，见表3。

表3 不同状态下两种集料的工作性情况 mm

两种不同材质集料拌制的拌合物在外加剂的作用下，坍落度在出机2 h时均能够保持基本不损失的状态，但在出机3 h时坍落度均损失非常明显，失去了流动性。经分析拌合物工作性经时损失的影响主要来源于外加剂，集料材质的种类对拌合物的影响较小。

4 混凝土硬化后性能

CJJ/T 135—2009透水水泥混凝土路面技术规程中建议透水水泥混凝土现场施工宜采用平整压实机或采用低频平板振动器振动和专用滚压工具滚压压实，本次施工现场采用低频平板振动器进行压实，为了让成型的强度及透水试件更大程度的反映现场情况，强度及透水试件采用低频平板振动器成型，见图2,图3及表4，表5。

表4 透水水泥混凝土试件外观情况

试件类型集料类型花岗岩玄武岩强度试件侧面顶面底面透水试件侧面底面

表5 透水水泥混凝土硬化后性能指标情况

采用低频平板振动器成型的试件，脱模后可以看出花岗岩集料拌制的试件上部出现了浆体下沉现象，玄武岩集料拌制的试件未出现明显浆体下沉现象。

在水灰比、外加剂、增强剂、成型状态相同的情况下，花岗岩集料拌制的混凝土与玄武岩集料拌制的混凝土抗压强度基本一致，但花岗岩集料拌制的混凝土透水系数明显低于玄武岩集料拌制的混凝土。从不同时间成型试件的抗压强度看，两种不同材质集料在可塑状态下成型试件的抗压强度变化不大，但在拌合物流动性明显下降后，成型试件的抗压强度出现较为明显的降低。

从出机2 h浇筑的混凝土取芯情况看，花岗岩芯样的侧面及端面开孔孔隙较少，大部分孔隙已被水泥浆体填充；玄武岩芯样的侧面及端面也存在部分孔隙被水泥浆体填充的现象，但玄武岩芯样的开孔孔隙明显多于花岗岩芯样，且玄武岩芯样的透水系数也明显高于花岗岩芯样；从出机3 h浇筑的混凝土取芯情况看，花岗岩芯样和玄武岩芯样的侧面及端面均呈现出较多的开孔孔隙，且两种混凝土都具有较高的透水系数。另外从玄武岩集料芯样看出，两个时间段浇筑的混凝土均存在泥浆堵塞开孔孔隙的现象，见表6，表7。

表6 透水水泥混凝土芯样外观情况

表7 透水水泥混凝土现场芯样透水系数 mm/s

5 结语

1)从配制的混凝土效果来看，在采用相同水泥、外加剂、增强剂，保持水灰比、外加剂用量、增强剂用量相同的情况下，由于玄武岩集料具有良好粒形、均匀的级配、坚硬的质地等特点，拌制的透水水泥混凝土从拌合效果到硬化后效果再到现场取芯效果均优于花岗岩集料拌制的透水水泥混凝土，是配制透水水泥混凝土的较好材料。

2)从原材料目前的价格来看，玄武岩集料每吨价格约为花岗岩集料的1倍多，这无形中提高了混凝土的成本，花岗岩集料在价格方面具有一定的优势。

3)从花岗岩透水水泥混凝土和玄武岩透水水泥混凝土的抗压强度、透水系数的数据来看，这两个指标之间成反比关系，即抗压强度越高，透水系数越小。因此在透水水泥混凝土设计时应综合考虑各指标要求，通过试验确定各材料的最佳比例，避免出现麻木追求个别指标要求，忽视了其他指标，使得透水水泥混凝土整体效果不佳。

4)花岗岩透水水泥混凝土和玄武岩透水水泥混凝土施工时均应把握从出机到浇筑完毕的时间，虽然出机时间长的混凝土形成的开孔孔隙较多，但混凝土的粘结力也随时间的延长出现明显下降的现象。因此透水水泥混凝土的最佳施工时间应在充分考虑运输距离、气温、施工工艺等因素的前提下进行确定，必要时应通过选择不同类型的外加剂进行调整，不得采用直接加水的方式进行施工。

5)透水水泥混凝土施工结束后应注意成品的保护，从后期取芯的芯样可以看出，如不及时进行保护，容易导致泥土等进入孔隙，堵塞孔隙，降低了混凝土的透水效果。因此施工结束后的透水水泥混凝土应及时覆盖养护，避免出现污染现象。