張金森，陳濱，張浩然，吳宗逸

（天津市漢沽渤建混凝土有限公司，天津 300480）

C25無砂透水混凝土質(zhì)量控制

張金森，陳濱，張浩然，吳宗逸

（天津市漢沽渤建混凝土有限公司，天津 300480）

本文以 C25 無砂透水混凝土為例，配合比采用礦物摻合料和兩種粒徑粗集料設(shè)計配制，從原材選用、配合比設(shè)計、混凝土生產(chǎn)運輸、施工養(yǎng)護等過程的質(zhì)量控制，討論了無砂透水混凝土質(zhì)量控制的要點和方法。

透水混凝土；質(zhì)量控制；配合比設(shè)計；原材料

0 前言

無砂透水混凝土從上世紀 70～80 年代開始研究和應(yīng)用，它能讓雨水流入地下，有效的補充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等一些城市環(huán)境問題，是維護生態(tài)平衡、緩解城市熱島效應(yīng)的優(yōu)良鋪裝材料。在鐵路隧道、橋梁、道路的排水結(jié)構(gòu)中也有廣泛應(yīng)用。無砂透水混凝土是由骨料、水泥礦物摻合料、水、外加劑、顏料拌合而成的一種多孔、輕質(zhì)混凝土，它不含細骨料，由粗骨料表面包覆一薄層水泥等膠凝材料，相互粘結(jié)而成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。有一定的強度和滲透性，具有透氣、透水和重量輕的特點。作為環(huán)境負荷減少型混凝土，具有透水性和過濾性好、施工簡便、省料等優(yōu)點，是傳統(tǒng)鋪裝和一般透水磚不能實現(xiàn)的特殊混凝土鋪裝材料，具有廣泛的社會效益。

1 C25 無砂透水混凝土技術(shù)要求

天津津漢高速漢蔡路互通式立交橋泄水管道工程，混凝土碎石層要求使用無砂透水混凝土，透水性填料主要由水泥、礦粉膠結(jié)材料與級配集料組成，其孔隙率為 15%～20%，粗集料最大粒徑不大于 35mm，28 天抗壓強度達到 C25混凝土抗壓強度。

2 原材料

2.1 原材料選用

（1）水泥。選用質(zhì)量穩(wěn)定的唐山冀東水泥股份有限公司盾石牌 P·O42.5 水泥。該水泥熟料含量多，便于摻入礦物摻合料，以提高混凝土耐久性；需水量少，在滿足強度的前提下，盡量少用膠凝材料。技術(shù)指標見表 1。

表1　水泥技術(shù)指標

（2）粒化高爐礦渣粉。選用唐山市特種水泥有限公司勇士牌 S95 礦粉。該礦粉比表面積大，對強度貢獻大，可在保證強度的前提下替代膠材總量 20% 左右的水泥，能節(jié)約水泥，具有節(jié)能環(huán)保的社會效益。技術(shù)指標見表 2。

表2　礦粉技術(shù)指標

（3）碎石。選用北京首鋼資源再利用有限公司的 5～10mm 和 5～20mm 兩種碎石，級配良好，無堿活性；使用兩種碎石以組成透水混凝土所需孔隙率。選用 20% 的 5～10mm碎石加 80% 的 5～20mm 碎石雙摻。技術(shù)指標見表 3。

表3　碎石技術(shù)指標

（4）拌合用水自備井地下水。技術(shù)指標見表 4。

表4　拌合用水技術(shù)指標

2.2 原材料質(zhì)量控制

（1）符合 JTG/TF 50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和工程設(shè)計技術(shù)要求。對進場的原材料按批次（噸位）進行檢驗，有些項目定期送到當?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督部門檢驗。按要求形成原材料檢驗的檔案資料。

（2）優(yōu)選材料供應(yīng)商，同種原材料盡量使用同一供應(yīng)商的產(chǎn)品，保證材料理化指標的穩(wěn)定一致。膠凝材料儲存不超 3個月，縮短進料周期，減少原料儲存時間。

（3）骨料分類存放，嚴禁各類骨料混合堆放。要設(shè)置有效的隔離設(shè)施，安裝防塵、控塵、防雨雪的封閉罩棚。降低粉塵對環(huán)境的污染以及雨雪對骨料含水率的影響。

（4）粗骨料要過篩清洗，降低石粉含量和含泥量，以便粗骨料可以和膠材有效膠結(jié)。

3 配合比設(shè)計

根據(jù) CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》、JGJ/T 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》的規(guī)定，通過實驗確定無砂透水混凝土配合比。

3.1 配制強度

fcu.o= fcu.k+1.645σ = 25+1.645×5 = 33.2(MPa)

3.2 單位體積粗集料用量

WG= α·PG= 0.98×1651 =1 618(kg/m3)

3.3 漿體體積

VP=1-α(1-γc)-1·Rvoid= 1-0.98×(1-39.2%)-1×20% = 20.2% 3.4 膠材用量和用水量

在實驗的基礎(chǔ)上可知水膠比宜在 0.25～0.4 之間，選水膠

比為 0.31；膠骨比宜在 0.15～0.33 之間，選膠骨比為 0.24。則計算出膠材用量為 388kg/m3，用水量 120kg/m3。

3.5 計算配合比

設(shè)計配合比中使用礦物摻合料 20% 代替水泥用量，粗骨料使用 5～10mm 和 5～20mm 碎石雙摻其計算配合比見表5。

表5　計算配合比 kg/m3

3.6 調(diào)整配合比

試拌后混凝土干硬、包裹性差、膠材附著性差。調(diào)整后配合比見表 6。

表6　調(diào)整后配合比 kg/m3

4 試配

取水膠比增加和減少 0.05，拌合物 20 升，目視觀察拌合物狀態(tài)，留試塊測定 7 天和 28 天強度及孔隙率，見表 7。

表7　拌合物性能

根據(jù)表7的試驗數(shù)據(jù)，編號 2 配合比技術(shù)指標及拌合物狀態(tài)，符合工程技術(shù)要求，選編號 2 配合比為生產(chǎn)配合比。

5 攪拌和運輸

無砂透水混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)采用湖北精工雙臥軸強制式攪拌機組，有效攪拌容積 3000 升，實際生產(chǎn)中采用每盤 2000升物料攪拌。

5.1 計量控制

（1）生產(chǎn)設(shè)備計量誤差控制。見表 8。

表8　設(shè)備計量誤差

（2）生產(chǎn)設(shè)備計量系統(tǒng)每年檢定兩次，每周自檢一次。

（3）出廠的每車混凝土都要由自備磅秤復(fù)秤，復(fù)秤的混凝土容重與配合比計算的容重誤差為 ±0.5%。

（4）拌制前應(yīng)精確測定骨料的含水率，根據(jù)骨料的含水率，調(diào)整配合比中的用水量。

5.2 攪拌

攪拌無砂透水混凝土宜先將集料和 50% 的用水量加入攪拌機拌合 30 秒再加水、膠材及外加劑拌合 40 秒，最后加入剩余用水量拌合 50 秒以上。

5.3 運輸

采用翻斗運輸車運輸，新拌制的混凝土出機到作業(yè)面運輸時間不宜超過 30 分鐘，應(yīng)注意保持拌合物的濕度，采取遮蓋措施。

5.4 調(diào)度

根據(jù)施工情況控制發(fā)車間隔時間，避免壓車和等待時間過長。

5.5 時間控制

拌合物從攪拌機出料后運至施工地點進行攤鋪壓實，直至澆筑完畢的允許最長時間。見表 9。

表9　拌合物出機到澆筑的時間控制

5.6 取樣檢測

每盤拌合物都要進行檢驗，嚴格按照試驗室提供的混凝土配合比控制用水量。無砂混凝土不具流動性，不宜用坍落度及稠度表達混合料的施工性能。在現(xiàn)場對拌合料的質(zhì)量進行控制時，須采用目測法測定水泥漿含量。適宜的無砂混凝土拌合料，其表面具有金屬光澤且水泥漿均勻地包裹粗骨料顆粒，用手觸摸有粘稠感，且沒有水泥漿下淌現(xiàn)象。符合質(zhì)量要求才能發(fā)往工地。按 100m3同一配合比的拌合物，取樣一次并各留置一組標養(yǎng)和同施工條件養(yǎng)護的試件。按每500m3留一組試件用于檢測透水系數(shù)。

5.7 配合比調(diào)整

制定配合比調(diào)整權(quán)限，在生產(chǎn)中配合比作調(diào)整時，操作員、檢驗員、試驗室主任、技術(shù)負責(zé)人有各自的調(diào)整配合比的范圍和幅度，不能超權(quán)限調(diào)整。配合比調(diào)整要形成記錄歸檔。

5.8 混凝土生產(chǎn)前后注意事項

混凝土生產(chǎn)前、后須用清水將攪拌機清洗干凈。非連續(xù)生產(chǎn)時，利用攪拌間隙及時沖洗攪拌機。減少攪拌機內(nèi)部物料附著，及時清除攪拌機內(nèi)硬化的物料。

5.9 施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)

施工現(xiàn)場要配備技術(shù)較強的質(zhì)檢人員和現(xiàn)場調(diào)度，檢查混凝土質(zhì)量，并及時和施工方協(xié)調(diào)，保證施工順暢。及時反饋現(xiàn)澆混凝土的情況，以便及時調(diào)整。

6 施工與養(yǎng)護事項

（1）混凝土拌合物攤鋪應(yīng)均勻，其基層應(yīng)灑水潤濕，平整度與排水坡度，應(yīng)符合要求，松鋪系數(shù) 1.1。

（2）無砂混凝土沿著短邊方向依次進行分段攤鋪，具體攤鋪寬度根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。澆筑分層厚度不大于300mm，運輸至澆筑工作面后采用反鏟或手推車直接入倉。宜采用平整壓實機或低頻平板振動器和專用滾壓工具滾壓，壓實時，應(yīng)輔以人工補料及找平，人工找平時施工人員應(yīng)穿上減壓鞋進行操作，不得使用振搗棒進行振搗。

（3）無砂混凝土澆筑完成后由于內(nèi)部充滿連通大孔，自由水分易隨自由流動的空氣散發(fā)，影響水泥漿的進一步水化，因此養(yǎng)護期間表面必須不斷補充水分。無砂透水混凝土澆筑完畢應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜的方法進行養(yǎng)護，灑水養(yǎng)護時間不得少于 14 天。

（4）冬季（連續(xù) 5 天平均氣溫低于 5 度）及夏季氣溫超過 32 度時，不得施工。

（5）雨季施工應(yīng)做好防雨和排水工作，陣雨時停止施工，并及時采用防水布對已澆筑混凝土進行覆蓋。

7 結(jié)束語

無砂透水混凝土是對環(huán)境友好的建材，在隧道、橋梁、路面等排水結(jié)構(gòu)中，得到了廣泛的應(yīng)用。本文以一個工程實例總結(jié)了水泥摻合礦物材料，集料以兩種連續(xù)集配的材料設(shè)計配合比，節(jié)約了水泥，滿足工程技術(shù)要求；同時介紹了透水混凝土質(zhì)量控制，從原材料攪拌運輸和施工養(yǎng)護全過程控制。給同行有效的保證透水混凝土工程質(zhì)量一個參考。

［通訊地址］天津市濱海新區(qū)漢沽蘆漢公路火車站北 200 米（300480）

張金森（1964—），男、 工程師、從事混凝土行業(yè) 10 余年，參加過許多大型橋梁、重點工程混凝土生產(chǎn)和供應(yīng)。