孙玉龙

摘  要：当前，停车场等交通负荷要求较小的路面施工环节大都应用花砖进行铺设，但面临的问题也较多。随着使用时间的增长，花砖容易松动、鼓起，导致雨季雨水不能及时排出，容易积水给行人造成不便。但透水混凝土可在降雨过程中，将雨水原地渗透至土壤中，从而达到净化水体和保护区域水资源的效果，因此，透水混凝土被应用于日常低负荷路面的施工环节。本文拟针对透水混凝土的制备方法、排水方式和维护手段，并根据试验过程中经常出现的问题进行研究，在一定程度上促进了透水混凝土的应用。

关键词：透水;混凝土;渗透

中图分类号：U415

1 绪论

1.1背景介绍

彩色透水混凝土（Pervious Concrete），通常情况下是指，在日常的混凝土施工制备环节，施工人员通过适量减少混凝土配制环节细集料的应用，从而所形成的具有一定孔隙内部结构的混凝土，是实际施工环节比较具备一定渗水功能的建筑工程材料。与此同时，由于其性能的原因，这类型混凝土大都还具备一定的高摩擦力同时对声音存在一定的吸附能力，由此，就这一类型透水混凝土来说，在实际的应用环节通常会具备以下几点优势：

第一，就透水混凝土来说，对于雨期较长且频繁的区域，这一混凝土的应用能够在一定程度上帮助城市设施有效的分散雨水累积的走向，从而最大程度上避免道路表面出现积水的同时降低城市内排水管线的实际负荷。

第二，就透水混凝土来说，这一混凝土的透水模式大都采用就地渗透的方式，不仅仅能够对雨水中的杂质进行一定程度的净化同时还可以有效的避免雨水中可污染物的存在，为雨水的二次利用打下基础。

第三，在透水混凝土施工背景下，雨水可以被积累在地表下，并在后续过程中有需要的时候释放出来，有效的减缓城市中热岛问题的出现。

第四，透水混凝土中的孔隙能够在一定程度上吸收人们在使用道路环节产生的噪音，进而降低噪音污染对人们日常生活的影响。

第五，就对透水混凝土的性质来说，这一混凝土能够在一定程度上提升混凝土与轮胎之间的摩擦，进而有效的降低在实际的交通过程中车辆比较容易出现的侧滑等问题，为人们的行车安全打下基础。

2.2研究目的

主要研究透水混凝土在实际施工环节的制备、以及应用情况，并根据以往透水混凝土应用环节可能出现的问题进行了阐述，旨在研究透水混凝土的制备方法以及在工程实践中的运用，丰富技术储备，提升企业软实力。

2 试验过程

2.1原材料选用

水泥：水泥采用祁连山水泥有限公司产的P.O 42.5级普通硅酸盐水泥;

2.2配合比设计

依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011以及《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T 135-2009，透水混凝土设计计算步骤如下：

2.2.1配制强度

设计强度等级为C20，根据国家相应的标准，针对研究过程中的混凝土实际配比情况，按如下指标进行相关联的计算：

2.2.2单位体积粗骨料用量：

2.3试配过程

2.3.1透水水泥混凝土配合比的试配应符合下列规定：

首先，应确保在混凝土的配制环节，按照预定的配比份额进行配制和搅拌，并针对相应的搅拌结果进行透水混凝土相关物理性能的检测。尤其是在实际的透水混凝土搅拌环节，出现了混凝土浆体在搅拌过程中出现因过多的下坠而无法均匀的包括其他配料的情况时，应及时的调整相应的混凝土浆体用量，进而保证该透水混凝土能够在根本上满足实际的需求同时使其配比情况满足后续的施工需求。

2.3.2透水混凝土搅拌过程

（1）根据理论配合比，采用水泥裹石法拌制混凝土，就这一搅拌环节俩说，首先可以通过人工强制搅拌的方式將混凝土石料配合总份额百分之50的水进行30秒的强制拌和，在完成初次搅拌后，再按照预期的配比数量，加入适量凝胶再进行30秒的搅拌，最后，根据实际的情况将剩余的百分之50的水添加进去，进行为期一分钟的搅拌后，达到预期的搅拌目标。按照这样的方式进行透水混凝土的搅拌，不仅仅能够有效的避免在后续搅拌过程中出现水泥泥浆浓度不稳定而造成对透水混凝土透水性情况的负面影响，能够有效的保障实际的混凝土配制强度情况。

（2）采用理论配合比拌制混凝土时，浆体能包裹集料表面，但是集料表现不能形成稳定、均匀的水泥浆层，观察集料表面有水泥浆下滴的现象。拌制过程中发现透水混凝土用水量不易控制，容易发生离析和泌浆的现象，混凝土坍落度不易掌握。

2.3.3配合比优化

根据理论配合比拌制混凝土时出现的问题，我们调整混凝土配合比，在理论配合比的基础上掺入矿物掺合料，减小外加价掺量，并严格控制用水量。经过反复试验确定如表3所示混凝土配合比：

拌制过程中，未发生水泥浆下滴的现象，集料表面能形成厚度均匀、带有类似金属光泽的水泥浆层。

2.4制作试块

就进行试块制作的环节来说，这一环节通常会应用振动的方式来帮助试块的成型。例如，就这一环节来说，通常可以应用振动的模式来进行试块中混合料的制备，进而使其能够在原有的静置状态下逐步的过渡到后续振动的环节，从而帮助其内部的颗粒进行重新的运动的排列，进而达到预期的提升试块紧实程度的目标。

在完成试块的振动之后，可以将已经混合好的原料料装入装入100mm×100mm×100mm的试模中，采用机械振动的方法去振动密实，将试模放在振动台上振动20s，然后用抹刀将试块上表面抹平即可。

2.5试块养护

对于透水混凝土来说，在实际的施工环节，有关混凝土的养护，会对后续透水混凝土的实际情况有着比较显著的影响。例如，就透水混凝土来说，通常情况下其内部结构会有着比较明显的贯通性的孔隙，这种孔隙的存在就会使得试块在成型后，停留在空气状态下所释放的水分相对更快，进而更容易造成混凝土试块的干燥，由此，针对这一部分试块做好后续的养护工作便显得尤为的重要。与此同时，就实际的混凝土养护来说，本文认为，针对透水混凝土养护初期的养护相对于后期的弥补性养护会更加重要，由此，在实际的混凝土施工环节，针对其试块初期的性能养护是极为重要的项目之一。例如，就这一环节的养护工作来说，通常情况下会通过自然、标准、补水以及蒸汽等多种模式根据不同的混凝土状态进行相应的养护操作，从而帮助混凝土能够达到预期的养护目标。就本实验来说，拟应用标准养护的方式进行实验。

标准养护的方法步骤比较简单，即待到实验用的试块成型后，持续放置一天半左右就可以针对试块进行拆模，并在拆模后将试块放置实验用的标准养护区域内，按需求对实验用的试块进行标记，然后调整养护温度、湿度等基础参数，通常情况下，本文会将温度控制在18-22℃之间，相对湿度控制在95%以上。与此同时，如果在实际工程当中，无法针对透水混凝土进行标准养护，就可以通过洒水、然后用后加盖薄膜的方式对其进行相关透水混凝土的养护工作。

3 物理性能检测

根据相关标准，其相关的性能指标应符合下表4所示：

3.1透水混凝土使用环节的抗压能力检测

待到透水混凝土完成预期的养护效果后，应针对该混凝土的抗压能力进行校验。就这一环节的测验来说，通常情况下是为了针对混凝土的表面强度进行测验，进而确保该混凝土能够在后续的使用环节达到预期的目标。就目前来说，针对透水混凝土抗压能力的测定大都采用普通混凝土的测定方法，并按以下模式进行相应的计量：

式中：f（MPa）―指在单位体积下混凝土的抗压能力情况

F（N）―指单位混凝土在受到外界破坏时的实际荷载情况

A（mm²）―指单位混凝土的实际面积。

综上，针对透水混凝土分别进行7天、28天抗压强度检测，检测结果分别如下表5所示：

由上表，可以发现，就单位体积的透水混凝土来说，其实际的抗压能力，能够满足预期的设计强度C20。

3.2透水混凝土孔隙率的检测

就透水混凝土的孔隙率来说，这一数值的存在是为了反映透水混凝土的实际结构情况，通过孔隙率可以了解透水混凝土的透水性能。

目前主要有两种测定透水混凝土内部孔隙率的方法：体积法和质量法。两种测试方法各有优劣，其中体积法计算结果精确，操作起来简单;质量法却只需要使用电子天平或者电子拉力计。根据现有试验条件，本试验采用体积法法测定透水混凝土的实际孔隙率。体积法的的具体操作步骤如下：

（1）用直尺量出试块的尺寸，计算出试块体积V;

（2）称量出试块在饱和面干状态的质量m1;

（3）将水装入容积桶中，直至装满到用玻璃板刮平至无气泡的状态，称出质量m2;

（4）将试块放入容积桶内，然后再将水装满，直至装满到用玻璃板刮平至无气泡的状态，称出质量m3;

（5）测定出所用水的温度T（℃）

根据测定孔隙率公式：

式中：P―指单位面积内混凝土试块中实际的孔隙比率情况，单位是%;

m1―指该实验用试块在饱和面干状态的质量，单位是kg;

m2―容积桶、水、玻璃板的质量，单位是kg;

m3―容积桶、水、玻璃板、试块的质量，单位是kg;

V―试块体积，单位是m?。

为保证试验结果的真实准确性，在相同试验条件下进行三次试验，求平均值，作为最终孔隙率。

根据三组试验结果，求平均值，根据测量结果可以发现，该实验用的混凝土试块符合相应的国家标准。

3.3透水混凝土透水率测定

3.3.1透水混凝土透水率测定步骤

1）连通器刻度标定：用250mL的量筒盛水，倒入仪器盛水装置内，标定刻度0.25L，连续装入，分别标定好刻度0.5L、0.75L、1.0L、1.25L、1.50L、1.75L、2.0L。

2）将280mm*280mm*100mm试块放入底座内，试块四周要均匀涂抹密封材料，将试块与底座密封好。

3）关闭细管中间的开关，向仪器的盛水容器中注入水，总量为2L。

4）迅速将球阀开关全部打开，水开始从细管下部流出，待水面下降至1L时，立即开动秒表，至水面下降0L时为止。测试过程中，如水从底座与密封材料间流出，说明底座与试块密封性不好，应待表面干燥后，重新密封。

透水率依据《透水水泥混凝土路面技术规程》中计算公式为：

式中：—水温恒定时该试块的透水速率（mm/s） ;

Q—单位时间内的实际渗水量（mm³） ;

L—试样的厚度（mm） ;

A—试样的上表面积（mm² ） ;

H—水位差（mm）;

t —时间（s）。

为保证试验结果的准确性，在同等条件下将试验进行三次求平均值。

根据三组试验结果，求平均值，得出该透水混凝土的透水率为0.93 mm/s，完全高于《透水水泥混凝土路面技术规程》中透水率要求。

4  经济效益

C20普通混凝土配合比如表8所示：

按照目前普通硅酸盐水泥P·O42.5水泥340元/t，F类Ⅱ级130元/t，中砂80元/m³，5-16mm碎石70元/m³，5-31.5mm碎石75元/m³，聚羧酸减水剂3300元/t计算。

（1）C20普通混凝土每方价格为：227kg×340元/t+72kg×130元/t+904kg×80元/m³+1022kg×75元/m³+6kg×3300元/t=255.3元。

（2）C20透水混凝土每方价格为：362kg×340元/t+84kg×130元/t+1499kg×70元/m³+7.2kg×3300元/t=255.9元。

综合上述材料成本分析C20透水混凝土和C20普通混凝土材料成本基本一致。

5  结论

5.1该透水混凝土强度满足设计强度C20，完全适用于人行道、非机动车道、景观硬地、停车场、广场、轻型荷载道路。

5.2该透水混凝土的孔隙率为16.6%，满足我国相应的标准要求。

5.3该透水混凝土的透水率为0.93 mm/s，高于《透水水泥混凝土路面技术规程》中透水率要求。

5.4该透水混凝土经济成本与普通C20混凝土基本一致，但在城市道路应用中以优越的防滑、降噪、吸声、防眩光、保护区域水资源等优越的性能远高于C20普通混凝土性能，可大面积推广使用。

参考文献：

[1]祝日新，毕万利，孙明晶，等.海绵城市用彩色透水混凝土性能研究[J].新型建筑材料，2017（3）

[2]刘娜.彩色透水混凝土用罩面剂的性能研究与应用[J].新型建筑材料.2018（10）

[3]范超群，方金秋，唐森.海绵城市彩色透水混凝土设计及性能研究[J].混凝土世界，2018（5）

[4]何家灿.道路彩色水泥透水混凝土施工技术研究[J].建材与装饰.2019（02）

[5]曾勇，米玛次仁，杨波.彩色聚合物改性透水混凝土在步行道中的应用[J].山西建筑.2016，（20）

[6]陈凌生.彩色水泥混凝土路用性能试验研究[D].重庆交通大学.2017

[7]蒋金云.透水路面結构层设计技术探讨[J].西部交通科技.2017（10）

[8]姜成，赵金辉，吴梦珂，孙瑶.透水混凝土路面透水性能的影响因素研究[J].浙江建筑.2017（01）

作者简介：孙玉龙（1986-），男，汉族，甘肃兰州人，大学本科，工程师，主要从事预拌混凝土及预拌砂浆技术质量管理工作。