苗世軍

摘? 要：近年來(lái)，越來(lái)越多的城市開(kāi)始建設(shè)海綿城市，要建設(shè)生態(tài)型城市，那么在城市建設(shè)的過(guò)程中對(duì)于透水混凝土的需求將是巨大的，因此進(jìn)行透水混凝土的施工工藝和性能研究對(duì)于透水混凝土的科學(xué)化應(yīng)用有著很重要的作用。該文首先對(duì)透水混凝土的原材料選擇、透水混凝土配合比設(shè)計(jì)和優(yōu)化、透水混凝土試驗(yàn)進(jìn)行了分析，然后在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上提出透水混凝土的施工工藝，最后對(duì)透水混凝土的目前應(yīng)用以及研究前景進(jìn)行介紹，希望在這篇文章中能夠帶給讀者一些收獲。

關(guān)鍵詞：透水混凝土? ?施工工藝? ?性能研究? ?應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G804.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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

在當(dāng)前的城市建設(shè)中，規(guī)劃者和建設(shè)者不再僅僅是追求高樓大廈，也不追求更多的外在的政績(jī)，而是在城市建設(shè)中使用更加科學(xué)的理論進(jìn)行城市規(guī)劃，這對(duì)于城市的發(fā)展來(lái)說(shuō)是很重要的。在目前，城市熱島效應(yīng)、城市地下水補(bǔ)給等問(wèn)題在困擾著一些城市，很多地區(qū)的城市降水量是非常大的，但是城市地下水的水位卻不見(jiàn)增長(zhǎng)，這對(duì)于城市的可持續(xù)發(fā)展存在一定的影響，究其原因，主要是在城市建設(shè)過(guò)程中選擇的建筑材料不具有透氣性和透水性，而以上的問(wèn)題都可以通過(guò)透水混凝土的使用來(lái)緩解。透水混凝土具有透氣透水、重量輕的特點(diǎn)，研究透水混凝土在一定程度上能夠有效地提升城市建設(shè)的水平，對(duì)于城市的發(fā)展有著很大的利好。

1? 原材料的選擇

透水混凝土的主要原料是膠凝材料、粗骨料、微量或者無(wú)細(xì)骨料、水、外加劑和摻合料等，它們需要按照一定的比例進(jìn)行攪拌，因此在原材料的選擇上必須進(jìn)行把控。不同的工程對(duì)于透水混凝土的需求是不一樣的，因此需要的原材料也是不一樣的，那么在進(jìn)行原材料的選擇的時(shí)候也就不一樣。在該研究中，為了能夠符合大部分的施工場(chǎng)景，會(huì)選擇比較通用的原材料進(jìn)行研究，并在一般化的施工場(chǎng)景中進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取和分析[1]。

透水混凝土的原材料主要有PO42.5的普通硅酸鹽水泥，礦物摻合料選擇使用S95級(jí)礦粉，粗骨料選擇直徑在4.70～9.50 mm的碎石，外摻料主要使用透水混凝土專(zhuān)用的增強(qiáng)劑和粉劑增強(qiáng)料。這樣的原材料組合在一定程度上能夠滿(mǎn)足大部分的施工需要。

2? 透水混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化

2.1 配合比設(shè)計(jì)

透水混凝土的配合比設(shè)計(jì)以及優(yōu)化對(duì)于透水混凝土的質(zhì)量有著決定性的作用，因此必須對(duì)此進(jìn)行研究。首先是確定水膠比的范圍。在以往是試驗(yàn)中，混凝土的水膠比一般在0.25～0.35之間，那么在選擇樣本的時(shí)候可以將水膠比的值設(shè)定在0.25、0.275、0.30、0.325、0.35，這樣就能夠覆蓋全部范圍，這能夠給以后的更加精細(xì)化的研究打好基礎(chǔ)。然后是確定骨料用量。1 m3的粗骨料用量可根據(jù)緊密堆積狀態(tài)下的碎石質(zhì)量來(lái)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(guò)多的粗骨料，那么灰骨比會(huì)過(guò)大，影響其透水性和孔隙率。最后就是確定膠凝材料的用量，在以往的試驗(yàn)中膠凝材料的用量一般控制在200～400 kg/m3，此次采用5個(gè)水泥用量水平來(lái)控制。當(dāng)所有的材料都確定好以后，就可以將原材料放入攪拌機(jī)中攪拌成型[2]。在攪拌的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)邊攪拌邊加水，根據(jù)攪拌過(guò)程中的透水混凝土的成型特點(diǎn)掌控水的用量，一般來(lái)說(shuō)透水混凝土的攪拌時(shí)間比普通商品混凝土的攪拌時(shí)間要長(zhǎng)。最終，當(dāng)碎石表面出現(xiàn)濕漿膜時(shí)停止加水，這個(gè)時(shí)間一般為2～3 min。

2.2 透水系數(shù)和孔隙率測(cè)定

2.2.1 透水系數(shù)

透水系數(shù)的測(cè)定是有具體的經(jīng)驗(yàn)公式的，在進(jìn)行測(cè)定的時(shí)候也是有專(zhuān)業(yè)的工具的。透水系數(shù)的測(cè)定公式為：

式中，kt是透水系數(shù)，單位是mm/s，精確到1 mm/s;Q為在t時(shí)間內(nèi)滲出的水量，單位是mm3;L為試件厚度，單位是mm;A為試樣上表面積，單位是mm2;H為水位差，單位是mm;t為滲水時(shí)間，單位是s。

2.2.2 孔隙率

孔隙率的測(cè)定一般使用的是靜水力學(xué)方法，其公式為：

式中，m為孔隙率;V為試件的體積;ρ水為水的密度;m1為試件浸水飽和狀態(tài)下在水中的質(zhì)量，單位為g;m2為試件從水中拿出后烘干至恒重的重量，單位為g。

3? 透水混凝土試驗(yàn)結(jié)果分析

在進(jìn)行透水混凝土試件試驗(yàn)以后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯總和分析，然后總結(jié)出了以下的影響因素。

3.1 對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

水膠比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響是比較大的，在合適的水膠比范圍內(nèi)，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度是隨著水膠比的減少來(lái)增強(qiáng)的，當(dāng)水灰比的值比較小時(shí)，攪拌混凝土的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致拌料不均勻，水泥漿不能很好地包裹在碎石上，導(dǎo)致其密度不當(dāng);當(dāng)水灰比過(guò)大的時(shí)候，導(dǎo)致水泥漿的粘性較小，很容易從骨料上滑落下來(lái)，這樣不僅不利于強(qiáng)度的提高，還會(huì)影響透水混凝土的質(zhì)量。礦粉對(duì)于抗壓強(qiáng)度的影響是比較明顯的，如果是相同的骨料，直接加入礦粉即可，這就能很好地提高透水混凝土的強(qiáng)度[3]。

3.2 對(duì)孔隙率的影響

透水混凝土的孔隙率一般受水泥和骨料影響，孔隙率的變化與漿集比有著很大的關(guān)系，孔隙率與漿集比成反比。當(dāng)透水混凝土的漿集比越高的時(shí)候，其孔隙率越低。

4? 透水混凝土配合比

根據(jù)當(dāng)前的試驗(yàn)結(jié)果，可以總結(jié)出一份透水混凝土配合比表，具體見(jiàn)表1。

5? 透水混凝土施工工藝

道路的基準(zhǔn)厚度一般為8 cm，在這個(gè)厚度的基礎(chǔ)上會(huì)根據(jù)道路的不同功能來(lái)設(shè)計(jì)不同的厚度，但是在透水混凝土施工工藝方面基本是一致的，都會(huì)有攪拌、攤鋪、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)、涂覆透明封閉劑等步驟，下面將對(duì)這些步驟進(jìn)行具體的闡述。

5.1 攪拌

攪拌一般是使用攪拌機(jī)來(lái)進(jìn)行，機(jī)械攪拌的透明混凝土更加均勻，而人工攪拌的則會(huì)出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題。從攪拌機(jī)到施工現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間應(yīng)當(dāng)盡量縮短，這樣才能夠保證透明混凝土的質(zhì)量。在攪拌的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的比例以及涂料的順序?qū)⒃牧贤斗诺綌嚢铏C(jī)內(nèi)，并且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)分別投入膠結(jié)料和碎石，在加水的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)分多次加入[4]。

5.2 攤鋪、澆筑成型

透水混凝土是屬于干性混凝土材料，在凝結(jié)的時(shí)候初期是比較快的，因此在攤鋪的過(guò)程中必須要能夠及時(shí)和準(zhǔn)確，在大面積施工的時(shí)候可以采用分塊隔倉(cāng)的方式對(duì)透水混凝土進(jìn)行平鋪，這樣能夠在最短的時(shí)間內(nèi)來(lái)攤鋪混凝土。攤鋪透水混凝土的基層應(yīng)當(dāng)是清潔的、濕潤(rùn)的，這對(duì)于施工來(lái)說(shuō)是非常重要的。關(guān)于澆筑成型過(guò)程中的天氣，如果當(dāng)天的氣溫高于35 ℃時(shí)，施工作業(yè)應(yīng)當(dāng)暫停，并且當(dāng)處于高溫的環(huán)境時(shí)，在平鋪透水混凝土的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持透水混凝土的表面濕潤(rùn)。

5.3 養(yǎng)護(hù)

在透水混凝土平鋪結(jié)束以后，應(yīng)當(dāng)立即將塑料薄膜覆蓋到已經(jīng)完成的路面上，這樣可以保證透水混凝土的表面濕潤(rùn)度，讓透水混凝土的強(qiáng)度更高。

6? 透水混凝土應(yīng)用概述

透水混凝土的應(yīng)用是非常廣泛的，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，人們就對(duì)土水混凝土進(jìn)行了廣泛的研究，經(jīng)過(guò)了幾十年的研究，透水混凝土的應(yīng)用范圍已經(jīng)從工程建設(shè)發(fā)展到了家庭道路建設(shè)、植物養(yǎng)護(hù)、水質(zhì)凈化等多個(gè)方面等，其配合比設(shè)計(jì)、攪拌工藝、施工工藝、成型工藝等各個(gè)方面已經(jīng)擁有了非常成熟的技術(shù)，從實(shí)驗(yàn)研究階段已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)用。

6.1 透水混凝土在工程建設(shè)方面的應(yīng)用

透水混凝土具有透水性、透氣性、重量輕的特點(diǎn)，這樣的特點(diǎn)能夠?qū)⑺鼈儚V泛地應(yīng)用于工程建設(shè)方面。在城市建設(shè)的過(guò)程中，有很多的場(chǎng)景需要建筑材料具備透氣透水的特性，比如人行道、步行街、輕量級(jí)道路等，透水混凝土的使用可以有效地提升水滲透的效率，不僅可以解決城市內(nèi)澇的問(wèn)題，也能夠提升城市的整體美觀度，對(duì)于城市的發(fā)展是非常有用的。

在城市建設(shè)的其他方面，透水混凝土也能夠發(fā)揮非常大的作用?，F(xiàn)在越來(lái)越多的企業(yè)選擇使用透水性更好的透水混凝土來(lái)作為地下停車(chē)場(chǎng)的路面鋪設(shè)材料，這樣搭配下水道來(lái)進(jìn)行排水，就可以很好地加快排水的效率，從而更好地保護(hù)人民群眾的財(cái)產(chǎn)。這樣的使用方式在很多的地下建筑工程、大型的體育場(chǎng)、大型廣場(chǎng)中都會(huì)有所涉及，這對(duì)于城市的建設(shè)來(lái)說(shuō)是非常便利的[5]。

6.2 透水混凝土在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

在以往的城市建設(shè)中，很多建筑物和路面使用的混凝土都是普通的混凝土，這種混凝土的透水性和透氣性是非常差的，這就導(dǎo)致了城市內(nèi)的水資源的循環(huán)利用出現(xiàn)了問(wèn)題，地面上的水無(wú)法滲透到地下，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)。并且城市熱島效應(yīng)近年來(lái)也成為了很多人熱議的話(huà)題，這是因?yàn)槌鞘械臒崃恐荒軌蛳蛱炜瞻l(fā)散，無(wú)法被大地吸收，這對(duì)于城市的發(fā)展來(lái)說(shuō)是非常不利的。透水性材料的使用對(duì)于從事的環(huán)境保護(hù)方面有著非常大的促進(jìn)作用，透水混凝土有著非常好的透水和透氣特性，能夠讓地面上的水快速地滲透到地下，從而完成水的凈化和循環(huán)，也能夠補(bǔ)充地下水[6]。透水混凝土的透氣特性可以讓土壤更多地吸收城市中的熱量，為環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)極大的力量。

7? 結(jié)語(yǔ)

總之，透水混凝土的強(qiáng)度和所使用的材料有著極大的關(guān)系，其孔隙率和透水性會(huì)隨著水泥用量的增大而降低，因此在研究的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)找到平衡點(diǎn)，使透水混凝土更好地服務(wù)于城市的建設(shè)，為城市的環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)出更多的力量。

參考文獻(xiàn)

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[3] 劉俊茹，賈換.透水混凝土的制備與施工工藝[J].建材與裝飾，2018（7）：23.

[4] 陳永鈞.透水混凝土的性能優(yōu)化及應(yīng)用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2019.

[5] 倪凱翔.透水混凝土基本性能試驗(yàn)研究[D].南京：東南大學(xué)，2018.

[6] 鄧景月.透水混凝土結(jié)構(gòu)性能研究[J].西部交通科技，2020（12）：70-73.