施鑄唐　林毅文　何小清　施宇汐　林枝

摘要：隨著海綿城市理念的提出，更激發(fā)了透水混凝土的研究熱潮。為了透水混凝土可以更好的應(yīng)用于城市建設(shè)，本文將對(duì)透水混凝在不同成型方法下有關(guān)性能的變化進(jìn)行研究，確定出最佳的成型系數(shù)及成型方法。下面將對(duì)不同成型方法產(chǎn)生的影響進(jìn)行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：成型方法；透水混凝土；透水性影響

前言

隨著混凝土技術(shù)的不斷進(jìn)步。人們注重混凝土的結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)。也在追求其功能性、生態(tài)性和智能性等性能。透水混凝土是目前國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的生態(tài)功能混凝土品種之一。它具有良好透氣、透水性，將其用于城市廣場(chǎng)、人行道路的鋪設(shè)，既有利于調(diào)節(jié)城市的溫濕度、維持地下土壤水位。又可以減少交通噪音并增加行人、行車的舒適性，對(duì)調(diào)節(jié)城市氣候、保護(hù)城市環(huán)境具有重要作用。與普通混凝土相比，透水混凝土在力學(xué)性能、功能性等方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)影響透水混凝土性能的因素做了較多研究。但較少有研究關(guān)于成型方法對(duì)透水混凝土性能的影響。本文通過(guò)試驗(yàn)。研究了不同成型方法對(duì)透水混凝土強(qiáng)度及透水性能的影響。提出了合理的透水混凝土成型方法，為透水混凝土的工程應(yīng)用提供參考。

1.原材料、實(shí)驗(yàn)方法及參數(shù)測(cè)定

1.1原材料

水泥采用海螺P.042.5水泥：粗集料采用福建閩侯產(chǎn)的粒徑為（10N20）mm的碎石，表觀密度為2690kg/m3堆積密度為1510kg/m3；外加劑采用福建建工建材生產(chǎn)的緩凝高效減水劑。摻量為1.8%時(shí)減水率為23%。

1.2試驗(yàn)方法

用上述原材料。采用相同的配合比拌制透水混凝土。并采用以下4種成型方法對(duì)其相應(yīng)的性能進(jìn)行分析：

（1）插搗成型法。將透水混凝土拌合物分三次裝入（150x150x150）mm的混凝土鋼模中。并在每次透水混凝土裝入后使用搗棒從四周至中心均勻插搗：最后一次插搗完畢后用抹灰刀將試件表面抹平。

（2）振動(dòng)成型方法。將透水混凝土拌合物一次性裝入（150x150x150）mm的混凝土鋼模中。使混凝土略高于試模并置于振動(dòng)臺(tái)上。振動(dòng)一定的時(shí)間。然后抹灰刀將多余的混凝土刮除，并將試件表面抹平。

（3）壓力成型方法。將透水混凝土拌合物一次性裝入專用靜壓成型模具中。在壓力機(jī)下加壓至所需的力值。并持續(xù)5秒。取下模具，然后用抹灰刀將試件表面抹平，使試件的尺寸為（150x150x150）mm。

（4）試塊振壓成型方法，將透水混凝土拌合物一次性裝入專用靜壓成型模具中。置于振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)至所需試件。然后在壓力機(jī)下加載至所需的力值，并持續(xù)5秒，取下模具，用抹灰刀將試件表面抹平，使試件的尺寸為（150x150x150）mm。

抗壓強(qiáng)度測(cè)定：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50081-2001《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)透水混凝土試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)定。

透水系數(shù)測(cè)定：將試件加工為直徑為lOOmm，高度為150mm的尺寸。并對(duì)試件四周進(jìn)行密封處理。使水僅從試件的成型面進(jìn)行滲透。試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中附錄A進(jìn)行。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

透水混凝土試塊在制作過(guò)程中確保僅成型方法不同。其余條件均相同。將各成型試塊在同一條件下拆模后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下。養(yǎng)護(hù)至28d。

2.1試塊振動(dòng)時(shí)間對(duì)其性能的影響

由表1我們可以得出以下結(jié)論：隨著試塊振動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)。透水砼試塊的抗壓性能是先增加后降低?？紫堵屎屯杆阅軇t是一直下降。原因是通過(guò)振動(dòng)來(lái)使骨料與骨料更加緊密的接觸，增加粘結(jié)點(diǎn)。試件更加密實(shí)，達(dá)到增強(qiáng)強(qiáng)度的效果。同時(shí)孔隙率也跟著降低。當(dāng)振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。骨料之間已充分堆積?？紫堵蕼p小不再明顯。但水泥漿體會(huì)隨著重力作用。在試件下部堆積，使透水孔隙減少。滲透性能下降。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)骨料和水泥漿體分離現(xiàn)象。使得強(qiáng)度下降。有數(shù)據(jù)表明。最佳的振動(dòng)時(shí)間為8秒左右。

2.2成型壓力對(duì)其性能影響

表2表明，隨著壓力逐漸增大，抗壓強(qiáng)度先增大后減小，透水性能一直下降；主要原因?yàn)椤５谝画h(huán)節(jié)，骨料因?yàn)閴毫﹂g距減小，填充孔隙，這個(gè)過(guò)程主要是體積發(fā)生變化；第二環(huán)節(jié)，壓力逐漸增大。骨料之間接觸面積增多。使得孔隙減少，試塊更加密實(shí)，導(dǎo)致透水性下降，隨著壓力持續(xù)增加，粗骨料出現(xiàn)碎裂，導(dǎo)致試塊的抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)下滑。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，壓力最好控制在70kN左右。

2.3不同成型方法對(duì)其性能的影響

四種成型方法對(duì)透水混凝土的孔隙率、抗壓強(qiáng)度及透水系數(shù)的影響如表3所示。其中振搗成型的時(shí)間為10s，壓力成型的壓力為80kN。振壓成型的振搗時(shí)間為4s。成型壓力為40kN。

從表3可以看出。插搗成型可以獲得較大的透水系數(shù)。但抗壓強(qiáng)度最低。主要原因是插搗成型的方法無(wú)法使骨料充分密實(shí)的堆積在一起。孔隙較大故有較好的透水系數(shù)。相對(duì)的抗壓強(qiáng)度較低。相比之下。振壓成型可以使透水混凝土獲得較高的抗壓強(qiáng)度和較好的透水系數(shù)。通過(guò)較短時(shí)間的振搗使骨料堆積緊密且水泥漿體不至于沉積：之后的壓力成型使骨料之間的距離進(jìn)一步減小。增加骨料之間的接觸面積。從而獲得較好的抗壓強(qiáng)度又不至于過(guò)多的影響透水系數(shù)。

2.4實(shí)驗(yàn)室方法及具體施工方法的選用

通過(guò)實(shí)驗(yàn)所用方法和實(shí)際施工方法的對(duì)比。我們可以發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室中的壓力成型方法和實(shí)際施工中的輕型碾壓機(jī)壓實(shí)方法較為類似：振壓試塊成型方法和實(shí)際工程中的振動(dòng)碾壓作業(yè)方法十分相似：所以。我們可以將以上兩種的實(shí)驗(yàn)室透水混凝土試塊成型方法作為主要的研究方法。并結(jié)合實(shí)際施工需要。選取和它們相同的實(shí)驗(yàn)室試塊成型方法。只有這樣得到的透水混凝土材料配置比例才具有實(shí)際的參照作用：另外。實(shí)驗(yàn)室得到的參數(shù)數(shù)據(jù)也能給工程施工在設(shè)備選型方面提供參考。

3.影響透水混凝土強(qiáng)度的因素

3.1原材料對(duì)透水混凝土強(qiáng)度的影響

首先。透水混凝土的強(qiáng)度與水泥的強(qiáng)度是一致的。水泥的強(qiáng)度越大。當(dāng)然由它配置成的透水混凝土的強(qiáng)度也就相對(duì)較強(qiáng)。而水泥的化學(xué)成分又決定了水泥的輕度。高強(qiáng)度的水泥制作出來(lái)的透水混凝土隨著時(shí)間的不斷推移。水泥的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。混凝土的強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。使其內(nèi)部強(qiáng)度變得不均勻；其次。粗骨料是制作透水混凝土的骨架。粗骨料的品種對(duì)混凝土強(qiáng)度也有一個(gè)很大的影響。碎石做骨料的過(guò)程中。由于它的表面不規(guī)則。攪拌時(shí)碎石之間的摩擦能夠增加混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。因此。在配置透水混凝土中對(duì)骨料的選擇要多選用形狀不規(guī)則的碎石。而不是表面光滑的卵石。這樣能夠增加透水混凝土的強(qiáng)度。此外，透水混凝土強(qiáng)度還會(huì)受到減水劑的影響，減水劑能夠減少混凝土中水分的流動(dòng)，沒(méi)有了水的潤(rùn)滑?；炷恋膹?qiáng)度也就自然增強(qiáng)了。

3.2配合比參數(shù)對(duì)透水混凝土強(qiáng)度的影響

透水混凝土中。水和灰的比。漿集比和孔隙率的參數(shù)都能對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響。水泥與水的重量之間的比例適中。能夠使混凝土硬化之后的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。因此要依據(jù)實(shí)際情況來(lái)配置水泥和水的重量：骨料的體積和水泥漿體積之間的比例適當(dāng)增加能夠增加混凝土的強(qiáng)度。但是如果掌握不好程度。使?jié){集比增加較大。就會(huì)影響到透水混凝土的透水性，因此把握一個(gè)適當(dāng)?shù)牧糠浅Ｖ匾?；另外，透水混凝土的孔隙率太大?huì)使混凝土的強(qiáng)度降低。因此在配置透水混凝土?xí)r還要注意適當(dāng)減小混凝土的孔隙率。

3.3成型工藝和養(yǎng)護(hù)對(duì)透水混凝土強(qiáng)度的影響

透水混凝土有一個(gè)十分顯著的特點(diǎn)。就是一旦保證它的透水率就會(huì)降低它的強(qiáng)度。因此它的成型工藝十分重要。這就要求在配置這種混凝土?xí)r要嚴(yán)格控制各部分的不利。此外還要對(duì)其采取相應(yīng)的防護(hù)措施。減少由于天氣等外力因素對(duì)透水混凝土造成的傷害。影響其強(qiáng)度。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述我們可以發(fā)現(xiàn)。不同成型方法對(duì)透水混凝土的強(qiáng)度和透水性能影響較大。通過(guò)選擇合適的成型方法從而保證透水混凝土獲得較好的綜合性能。采用振搗成型方法。振搗時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。可控制在8-10s；采用壓力成型方法，壓力應(yīng)控制在70kN左右：采用振壓成型可以獲得較好的綜合性能：不建議單獨(dú)采用插搗的成型方法。