陈强，刘昭

（沧州金岩建材集团有限公司，河北 沧州 061000）

0 引言

透水混凝土可以让雨水迅速渗入地表，既能保持土壤湿度又能减轻城市排水设施的负担，缓解城市内涝和城市热岛效应，是一种“环保、生态型”的功能材料，是国家建设海绵城市的重要组成部分。传统的透水混凝土强度等级一般在 C25 及以下，用于小区步道、公园道路或轻型机动车停车场等场所，在大型停车场和重型机动车道路的应用还比较少，随着城市建设的快速发展，C30 强度等级的透水混凝土会越来越多的用到。

透水混凝土的定义是由粗集料及水泥基胶结材料经拌合形成的具有连续孔隙结构的混凝土。这是 CJJ/T 135—2009《透水混凝土路面技术规程》中的规定，笔者认为这个定义并不全面，随着透水混凝土强度的提高，加入少量的细骨料是可以在满足透水系数的前提下提高抗压强度的，并不是不能加入细骨料，以前大多数人研究透水混凝土中加粗河砂或粗机制砂用来填充，由于河砂和机制砂属于连续级配，容易封闭透水混凝土的连续孔隙，造成透水混凝土“不透水”，或者在透水混凝土中加增强剂来增加透水混凝土的抗压强度，一般透水混凝土增强剂的价格都在 4000 元/吨左右，价格较高，导致成本升高。本文主要研究常规原材料加入单粒级的 1.25～5.0mm 为主的米砂对透水混凝土的影响。

1 原材料的选择

（1）水泥为天津崇正天旺 P·O42.5 水泥，3 天水泥抗压强度为 30.1MPa，28 天水泥抗压强度为 55.2MPa，标稠用水量 28.3%。

（2）米砂材质为石灰石，含粉量 3.1%，堆积密度1620kg/m3，颗粒级配见表 1。

表 1 米砂的颗粒级配

（3）粗骨料为唐山滦县的 5～10mm 石灰石骨料，含泥量 0.3%，针片状含量 4%，堆积密度 1600kg/m3。

（4）外加剂采用沧州金岩建材集团生产的高性能聚羧酸减水剂缓凝型，减水率 32%，初凝时间差120min，固含量 11%。

2 试验方法

根据 CJJ/T 135—2009《透水混凝土路面技术规程》设计透水混凝土配合比，水泥用量 400kg/m3，水胶比 0.28，外加剂掺量 1.0%，则 5～10mm 石子用量为0.98×1600 =1568(kg/m3)，初步制定 C30 透水混凝土基准配合比见表 2。

表 2 C30 透水混凝土基准配合比 kg/m3

在 C30 基本配合比的基础上单方分别依次加入100kg 一直到 600kg 米砂，加入米砂后填充了 5～10mm石子之间的孔隙。每加入 100kg 米砂相应减少 80kg 的石子，外加剂的用量不变。由于总骨料的比表面积增加，要达到透水混凝土水泥浆体包裹均匀，无浆体下滴、有类似金属的光泽的工作性，需要相应调整用水量。根据 JC/T 2558—2020《透水混凝土》相关规定进行成型和测量透水系数（图 1），对比混凝土的 7 天抗压强度、28 天抗压强度和透水系数。掺入米砂后的配合比见表 3。

表 3 掺入米砂后的混凝土配合比 kg/m3

图 1 透水混凝土透水系数测量

3 试验结果与分析

不同掺量的米砂对透水混凝土抗压强度和透水系数影响见表 4。

表 4 不同掺量米砂对透水混凝土性能的影响

试验结果表明，随着米砂加入量的增加，混凝土的7 天和 28 天抗压强度逐渐增加，透水系数逐渐减小，因为米砂加入越多，混凝土越密实，水泥浆体与骨料的接触面积增加，但是 7 天到 28 天的混凝土抗压强度增长幅度很小，因为在混凝土有孔隙的时候，水泥浆与骨料之间的粘接力起到关键作用，透水混凝土的孔隙较大，混凝土孔隙结构抵抗压力的支撑变弱，抗压强度增长主要是水泥浆体与骨料的粘接力增加，水泥浆体粘接力的增加幅度远小于抗压强度增加幅度，所以透水混凝土 7 天到 28 天抗压强度增长幅度较小。根据 JC/T 2558—2020《透水混凝土》要求透水系数≥0.5mm/s，但是一般根据实际应用需求最好达到 1mm/s 以上，可以看出，试样 5 和试样 6 的 28 天抗压强度和透水系数符合要求，但强度略低。为了提高透水混凝土的强度还应提高混凝土的粘接强度，增加水泥浆体和骨料的粘接力，可适当增加水泥用量和外加剂用量，降低用水量来提高透水混凝土的粘接强度，根据试样 6 调整配合比见表 5。

表 5 调整后 C30 透水混凝土配合比 kg/m3

调整后的透水混凝土状态良好包裹均匀，无浆体下滴，成型后检测混凝土的 7 天和 28 天抗压强度和透水系数，试验结果见表 6。

表 6 调整后透水混凝土的抗压强度和透水系数

调整后的配合比 28 天抗压强度明显增加大于 C30混凝土设计强度的 1.15 倍，且透水系数大于 1mm/s，符合使用要求。

4 米砂在 C30 透水混凝土中使用的注意事项

（1）米砂的材质宜为石灰石，石灰石与水泥浆的粘接力较好，使用尾矿材质的米砂表面是解理面，亲水性差粘接力较弱。

（2）米砂的含粉量宜控制在 5.0% 以下，含粉量过高会造成需水量增加，降低水泥浆与米砂之间的粘接力，还会造成浆体多，透水系数下降。

（3）搭配米砂使用的 5～10mm 石子材质也宜为石灰石，且含泥量低于 0.5%，增加浆体与骨料之间的粘接力。

（4）掺入米砂后，没有加入增强剂，为了增加胶材本身的粘接力，宜单独使用水泥，不加粉煤灰和矿粉，否则会降低胶材与骨料的粘接力。

（5）选择的米砂宜为单粒级，1.25mm 以下的颗粒越少越好，这样既能保证能填充 5～10mm 石子之间的孔隙，又不至于填充得过于密实，能保证混凝土的透水系数。

（6）单方混凝土中米砂的掺量不宜超过 600kg，米砂掺量过多，混凝土过于密实会降低透水混凝土的透水系数，甚至是不透水。

5 透水混凝土生产控制中注意的问题

（1）外加剂用量不宜过多，外加剂掺量过多容易使透水混凝土滴浆，底部浆体富集，堵塞下部孔隙，造成不透水。

（2）生产透水混凝土的外加剂宜使用缓凝型外加剂，混凝土从出机到摊铺压实的时间不宜超过 2 小时。

（3）C30 透水混凝土宜选用小型压路机进行压实，避免密实度不够，实际强度不能满足要求。

（4）透水混凝土施工完毕后宜直接覆盖塑料薄膜养护，养护时间不宜小于 14 天。

6 结论

（1）加入米砂后可以增加透水混凝土的密实度，还能保证一定的连续孔隙率和透水性，能够提高透水混凝土的强度达到 C30 以上。

（2）加入米砂后能够增加水泥浆体与骨料之间的接触面，从而增加整体的粘接强度，提高混凝土的抗压强度。

（3）透水混凝土的胶材用量增加、水胶比减小能够增加透水混凝土的抗压强度，同时也会造成透水系数下降，应控制在一定范围的调整。

（4）加入米砂后能够使透水混凝土不加透水混凝土增强剂就能达到 C30 强度等级，降低了透水混凝土的生产成本。