(西昌學院土木與水利工程學院 四川 西昌 615000)

一、引言

透水混凝土作為一種新型生態(tài)功能材料，由于具備良好地透氣透水、吸聲降噪等特性，能有效改善城市“熱島效應”，緩解城市內澇，降低路面噪聲污染，是“海綿城市”建設過程中不可或缺的重要理想材料，從而成為了備受關注的研究熱點。目前，透水混凝土的應用主要集中于公園步道、自行車道、停車場以及網球場等受壓較小的路面。為有效提高透水混凝土的綜合性能，使其應用于更加廣泛的領域，許多學者進行了大量研究，并取得了眾多成果。文章在前人的研究基礎上，對透水混凝土成型工藝做了進一步探索，以尋求透水混凝土制備過程中更具體的影響規(guī)律，獲得更具體更易操作的工藝方法及參數，為制備優(yōu)良透水混凝土提供參考。

二、試驗材料及方法

試驗采用P.O42.5R水泥、硅灰、5～10 mm碎石、水以及聚羧酸高效減水劑為主要原材料，確定水膠比為0.2，目標空隙率為21 %。1m3透水混凝土中各原材料用量分別為：水泥435kg、硅灰37.5kg、水96.3kg、碎石1410kg、減水劑4.35kg。

攪拌工藝均采用一次性投料機械攪拌，攪拌時間為2.5 min。成型工藝分別采用人工振搗成型和機械振搗成型。人工振搗成型即分三層將新拌混凝土裝入標準立方體試模，前兩層每層由內而外插搗25下，第三層直接裝滿壓實，并與模具上表面齊平。機械振搗成型為裝滿刮平后振搗不同時間，若新拌混凝土上表面有下降，應及時補充至試模上表面。機械振搗成型時間分別為3s、6s、9s、12s、15s及18s，以此制備了系列透水混凝土。并采用NELD-PC376多功能透水系數測定儀和萬能試驗機分別測試了透水混凝土的透水系數和抗壓強度。

三、試驗結果及分析

(一)透水系數

圖1為人工振搗成型和不同機械振搗時間下成型的系列透水混凝土試塊的透水系數變化曲線。從圖中可以看出，人工振搗成型的試塊透水系數高于機械振搗成型的試塊，且隨著機械振搗時間的延長，透水系數逐漸降低。當機械振搗時間超過15s左右時，透水系數下降到約8 mm/s以下。分析其原因，可能是因為隨著機械振搗時間的延長，一方面使混凝土更加密實，從而降低了空隙率，另一方面當振搗時間超過一定值時，混凝土出現部分脫漿現象，即部分膠凝材料漿體從骨料表面脫落，而堵塞部分空隙，從而降低透水混凝土的空隙率，這兩方面的原因均可導致透水混凝土的透水系數下降。

圖1 不同成型工藝所得透水混凝土的透水系數

(二)抗壓強度

圖2為人工振搗成型和不同機械振搗時間下成型的系列透水混凝土試塊的28d抗壓強度變化曲線。從圖中可以看出，人工振搗成型試塊的抗壓強度最低，隨著機械振搗時間的延長，抗壓強度逐漸增大。當機械振搗時間超過5s左右時，抗壓強度超過20 MPa。當機械振搗時間超過15s時，抗壓強度超過30 MPa，且逐漸趨于穩(wěn)定。這是因為，隨著機械振搗時間的延長，一方面使透水混凝土更加密實，空隙率逐漸降低，抗壓強度顯著增大，但當機械振搗時間超過一定值時，透水混凝土空隙率下降變得緩慢，甚至不再明顯下降，抗壓強度逐漸趨于穩(wěn)定。

圖2 不同成型工藝所得透水混凝土的抗壓強度

四、結論

(1)透水混凝土的透水系數和抗壓強度呈現典型的負相關性，即隨著機械振搗成型時間的延長，透水系數逐漸降低，而抗壓強度逐漸增大。

(2)當機械振搗成型時間超過5s左右時，抗壓強度超過20MPa；當機械振搗成型時間超過15s時，抗壓強度超過30MPa，且逐漸趨于穩(wěn)定。

(3)當機械振搗成型時間為5s左右時，透水系數約為18mm/s；當機械振搗時間為15s左右時，透水系數約為8mm/s，透水混凝土均表現出了良好的透水性能。

(4)將機械振搗成型時間控制在5～15s范圍內，有助于獲得抗壓強度20～30MPa、透水系數8～18mm/s的具有良好透水性能的透水混凝土。

(5)在其他條件均不變的情況下，可通過僅改變機械振搗成型時間的方式，來獲得不同性能的透水混凝土，以滿足不同的使用環(huán)境和要求。