苗世军

摘  要：近年来，越来越多的城市开始建设海绵城市，要建设生态型城市，那么在城市建设的过程中对于透水混凝土的需求将是巨大的，因此进行透水混凝土的施工工艺和性能研究对于透水混凝土的科学化应用有着很重要的作用。该文首先对透水混凝土的原材料选择、透水混凝土配合比设计和优化、透水混凝土试验进行了分析，然后在分析结果的基础上提出透水混凝土的施工工艺，最后对透水混凝土的目前应用以及研究前景进行介绍，希望在这篇文章中能够带给读者一些收获。

关键词：透水混凝土   施工工艺   性能研究   应用

中图分类号：G804.3                        文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（c）-0022-03

Study on Construction Technology and Performance of Pervious Concrete

MIAO Shijun

（CCCC Second Highway Engineering Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710000 China）

Abstract： In recent years， more and more cities begin to build sponge city. To build ecological cities， the demand for pervious concrete will be huge in the process of urban construction. Therefore， the research on the construction technology and performance of permeable concrete plays a very important role in the scientific application of permeable concrete. This paper first analyzes the selection of raw materials， mix design and optimization of pervious concrete， pervious concrete test， then puts forward the construction technology of pervious concrete on the basis of the analysis results， and finally introduces the current application and research prospects of pervious concrete， hoping to bring readers some harvest in this article.

Key Words： Pervious concrete; Construction technology; Performance study; Application

在当前的城市建设中，规划者和建设者不再仅仅是追求高楼大厦，也不追求更多的外在的政绩，而是在城市建设中使用更加科学的理论进行城市规划，这对于城市的发展来说是很重要的。在目前，城市热岛效应、城市地下水补给等问题在困扰着一些城市，很多地区的城市降水量是非常大的，但是城市地下水的水位却不见增长，这对于城市的可持续发展存在一定的影响，究其原因，主要是在城市建设过程中选择的建筑材料不具有透气性和透水性，而以上的问题都可以通过透水混凝土的使用来缓解。透水混凝土具有透气透水、重量轻的特点，研究透水混凝土在一定程度上能够有效地提升城市建设的水平，对于城市的发展有着很大的利好。

1  原材料的选择

透水混凝土的主要原料是胶凝材料、粗骨料、微量或者无细骨料、水、外加剂和掺合料等，它们需要按照一定的比例进行搅拌，因此在原材料的选择上必须进行把控。不同的工程对于透水混凝土的需求是不一样的，因此需要的原材料也是不一样的，那么在进行原材料的选择的时候也就不一样。在该研究中，为了能够符合大部分的施工场景，会选择比较通用的原材料进行研究，并在一般化的施工场景中进行数据的获取和分析[1]。

透水混凝土的原材料主要有PO42.5的普通硅酸盐水泥，矿物掺合料选择使用S95级矿粉，粗骨料选择直径在4.70～9.50 mm的碎石，外掺料主要使用透水混凝土专用的增强剂和粉剂增强料。这样的原材料组合在一定程度上能够满足大部分的施工需要。

2  透水混凝土配合比设计及优化

2.1 配合比设计

透水混凝土的配合比设计以及优化对于透水混凝土的质量有着决定性的作用，因此必须对此进行研究。首先是确定水胶比的范围。在以往是试验中，混凝土的水胶比一般在0.25～0.35之间，那么在选择样本的时候可以将水胶比的值设定在0.25、0.275、0.30、0.325、0.35，这样就能够覆盖全部范围，这能够给以后的更加精细化的研究打好基础。然后是确定骨料用量。1 m3的粗骨料用量可根据紧密堆积状态下的碎石质量来推定，一般控制在1 500～1 600 kg/m3，如果在透水混凝土中使用過多的粗骨料，那么灰骨比会过大，影响其透水性和孔隙率。最后就是确定胶凝材料的用量，在以往的试验中胶凝材料的用量一般控制在200～400 kg/m3，此次采用5个水泥用量水平来控制。当所有的材料都确定好以后，就可以将原材料放入搅拌机中搅拌成型[2]。在搅拌的过程中应当边搅拌边加水，根据搅拌过程中的透水混凝土的成型特点掌控水的用量，一般来说透水混凝土的搅拌时间比普通商品混凝土的搅拌时间要长。最终，当碎石表面出现湿浆膜时停止加水，这个时间一般为2～3 min。

2.2 透水系数和孔隙率测定

2.2.1 透水系数

透水系数的测定是有具体的经验公式的，在进行测定的时候也是有专业的工具的。透水系数的测定公式为：

式中，kt是透水系数，单位是mm/s，精确到1 mm/s;Q为在t时间内渗出的水量，单位是mm3;L为试件厚度，单位是mm;A为试样上表面积，单位是mm2;H為水位差，单位是mm;t为渗水时间，单位是s。

2.2.2 孔隙率

孔隙率的测定一般使用的是静水力学方法，其公式为：

式中，m为孔隙率;V为试件的体积;ρ水为水的密度;m1为试件浸水饱和状态下在水中的质量，单位为g;m2为试件从水中拿出后烘干至恒重的重量，单位为g。

3  透水混凝土试验结果分析

在进行透水混凝土试件试验以后，对数据进行了汇总和分析，然后总结出了以下的影响因素。

3.1 对抗压强度的影响

水胶比对抗压强度的影响是比较大的，在合适的水胶比范围内，透水混凝土的抗压强度是随着水胶比的减少来增强的，当水灰比的值比较小时，搅拌混凝土的时候会导致拌料不均匀，水泥浆不能很好地包裹在碎石上，导致其密度不当;当水灰比过大的时候，导致水泥浆的粘性较小，很容易从骨料上滑落下来，这样不仅不利于强度的提高，还会影响透水混凝土的质量。矿粉对于抗压强度的影响是比较明显的，如果是相同的骨料，直接加入矿粉即可，这就能很好地提高透水混凝土的强度[3]。

3.2 对孔隙率的影响

透水混凝土的孔隙率一般受水泥和骨料影响，孔隙率的变化与浆集比有着很大的关系，孔隙率与浆集比成反比。当透水混凝土的浆集比越高的时候，其孔隙率越低。

4  透水混凝土配合比

根据当前的试验结果，可以总结出一份透水混凝土配合比表，具体见表1。

5  透水混凝土施工工艺

道路的基准厚度一般为8 cm，在这个厚度的基础上会根据道路的不同功能来设计不同的厚度，但是在透水混凝土施工工艺方面基本是一致的，都会有搅拌、摊铺、浇筑成型、养护、涂覆透明封闭剂等步骤，下面将对这些步骤进行具体的阐述。

5.1 搅拌

搅拌一般是使用搅拌机来进行，机械搅拌的透明混凝土更加均匀，而人工搅拌的则会出现各种各样的质量问题。从搅拌机到施工现场的时间应当尽量缩短，这样才能够保证透明混凝土的质量。在搅拌的过程中应当按照规定的比例以及涂料的顺序将原材料投放到搅拌机内，并且在规定的时间内分别投入胶结料和碎石，在加水的过程中应当分多次加入[4]。

5.2 摊铺、浇筑成型

透水混凝土是属于干性混凝土材料，在凝结的时候初期是比较快的，因此在摊铺的过程中必须要能够及时和准确，在大面积施工的时候可以采用分块隔仓的方式对透水混凝土进行平铺，这样能够在最短的时间内来摊铺混凝土。摊铺透水混凝土的基层应当是清洁的、湿润的，这对于施工来说是非常重要的。关于浇筑成型过程中的天气，如果当天的气温高于35 ℃时，施工作业应当暂停，并且当处于高温的环境时，在平铺透水混凝土的过程中应当保持透水混凝土的表面湿润。

5.3 养护

在透水混凝土平铺结束以后，应当立即将塑料薄膜覆盖到已经完成的路面上，这样可以保证透水混凝土的表面湿润度，让透水混凝土的强度更高。

6  透水混凝土应用概述

透水混凝土的应用是非常广泛的，从20世纪70年代开始，人们就对土水混凝土进行了广泛的研究，经过了几十年的研究，透水混凝土的应用范围已经从工程建设发展到了家庭道路建设、植物养护、水质净化等多个方面等，其配合比设计、搅拌工艺、施工工艺、成型工艺等各个方面已经拥有了非常成熟的技术，从实验研究阶段已经开始了实用。

6.1 透水混凝土在工程建设方面的应用

透水混凝土具有透水性、透气性、重量轻的特点，这样的特点能够将它们广泛地应用于工程建设方面。在城市建设的过程中，有很多的场景需要建筑材料具备透气透水的特性，比如人行道、步行街、轻量级道路等，透水混凝土的使用可以有效地提升水渗透的效率，不仅可以解决城市内涝的问题，也能够提升城市的整体美观度，对于城市的发展是非常有用的。

在城市建设的其他方面，透水混凝土也能够发挥非常大的作用。现在越来越多的企业选择使用透水性更好的透水混凝土来作为地下停车场的路面铺设材料，这样搭配下水道来进行排水，就可以很好地加快排水的效率，从而更好地保护人民群众的财产。这样的使用方式在很多的地下建筑工程、大型的体育场、大型广场中都会有所涉及，这对于城市的建设来说是非常便利的[5]。

6.2 透水混凝土在环境保护方面的应用

在以往的城市建设中，很多建筑物和路面使用的混凝土都是普通的混凝土，这种混凝土的透水性和透气性是非常差的，这就导致了城市内的水资源的循环利用出现了问题，地面上的水无法渗透到地下，导致水资源的浪费。并且城市热岛效应近年来也成为了很多人热议的话题，这是因为城市的热量只能够向天空发散，无法被大地吸收，这对于城市的发展来说是非常不利的。透水性材料的使用对于从事的环境保护方面有着非常大的促进作用，透水混凝土有着非常好的透水和透气特性，能够让地面上的水快速地渗透到地下，从而完成水的净化和循环，也能够补充地下水[6]。透水混凝土的透气特性可以让土壤更多地吸收城市中的热量，为环境保护贡献极大的力量。

7  结语

总之，透水混凝土的强度和所使用的材料有着极大的关系，其孔隙率和透水性会随着水泥用量的增大而降低，因此在研究的过程中应当找到平衡点，使透水混凝土更好地服务于城市的建设，为城市的环境保护贡献出更多的力量。

参考文献

[1] 曹英弟.透水混凝土性能评价方法研究[J].国防交通工程与技术，2017，15（4）：32-34.

[2] 杨玉杰.透水混凝土路面质量问题原因分析与防控对策[J].四川水泥，2021（1）：23-24.

[3] 刘俊茹，贾换.透水混凝土的制备与施工工艺[J].建材与装饰，2018（7）：23.

[4] 陈永钧.透水混凝土的性能优化及应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.

[5] 倪凯翔.透水混凝土基本性能试验研究[D].南京：东南大学，2018.

[6] 邓景月.透水混凝土结构性能研究[J].西部交通科技，2020（12）：70-73.