朱昌祺

（科之杰新材料集團(tuán)福建有限公司，福建 廈門 361000）

1 引言

透水混凝土主要是指一種多孔結(jié)構(gòu)混凝土，通常由單一級(jí)配骨料、水、外加劑和相關(guān)的膠凝材料按照具體比例配置拌合而成。透水混凝土具有吸聲降噪、透氣透水等作用，廣泛應(yīng)用于人行道、廣場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道和停車場(chǎng)建設(shè)等相關(guān)工程中，可有效解決城市雨水內(nèi)澇和地下水回補(bǔ)釋放等問題。透水混凝土在具體生產(chǎn)、運(yùn)輸以及澆筑成型等過程中會(huì)受到震動(dòng)、顛簸等因素影響，導(dǎo)致漿體出現(xiàn)下沉或無法對(duì)骨料進(jìn)行包裹等現(xiàn)象，使透水混凝土無法有效滿足相關(guān)使用要求。透水混凝土的強(qiáng)度相對(duì)較低，通常在15～30MPa，具體工程應(yīng)用時(shí)強(qiáng)度更低。透水混凝土主要在一些沿海地區(qū)使用，在飽水條件下，不具有較強(qiáng)的抗凍融破壞能力，需要在透水混凝土中使用主要由增稠、增強(qiáng)、助劑等相關(guān)成分組成的增強(qiáng)劑，可有效改善透水混凝土的耐久性能、力學(xué)性能等。

2 相關(guān)試驗(yàn)

2.1 原材料配比

本次實(shí)驗(yàn)使用的水泥主要來源于福建建福公司的P·O 42.5水泥，碎石選擇福建三明5～10mm玄武巖碎石,水使用自來水，增強(qiáng)劑使用科之杰新材料集團(tuán)有限公司研發(fā)的透水混凝土增強(qiáng)劑。減水劑來自于科之杰新材料集團(tuán)有限公司研制的高性能聚羧酸堿水劑。

2.2 試驗(yàn)方法

（1）漿體流動(dòng)度。透水混凝土的工作性能優(yōu)劣與其骨料表面漿體的工作狀態(tài)有直接關(guān)系。制備透水混凝土后，可使用相關(guān)的圓孔篩在震動(dòng)臺(tái)上將混凝土的篩體篩出，其自身的流動(dòng)度相對(duì)較小，可結(jié)合相關(guān)流動(dòng)度測(cè)定方法測(cè)試透水混凝土漿體流動(dòng)度。

（2）抗分層性。根據(jù)自密實(shí)混凝土離析的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置，研究出對(duì)新拌透水混凝土抗分層性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法。在具體測(cè)試過程中，將新拌透水混凝土裝入裝置中，要高出PVC管頂端大約4～5cm,之后開啟震動(dòng)臺(tái)，震動(dòng)2min后關(guān)閉。使用抹刀將管上多余透水混凝土刮去，同時(shí)做好抹平處理。將PVC管上層與下層的混凝土分別取出稱重，計(jì)算其離析指數(shù)。通過離析指數(shù)可有效反映新拌透水混凝土在受到外力震動(dòng)作用后漿體從骨料表面剝離的難易程度。

（3）抗壓強(qiáng)度。主要參照普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，有效測(cè)試透水混凝土的抗壓強(qiáng)度。

（4）透水性能?？筛鶕?jù)透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，有效測(cè)試透水混凝土的透水系數(shù)。

（5）抗凍性。透水混凝土的抗凍性能，可結(jié)合普通混凝土長期性能和耐久性能實(shí)驗(yàn)方法中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇快凍法進(jìn)行具體測(cè)試。

（6）物相組成。在測(cè)試漿體流動(dòng)度后，需要收集相關(guān)檢測(cè)試樣裝入塑料瓶?jī)?nèi)密封，直到規(guī)定齡期。然后，將試樣中的中心部分進(jìn)行破碎，并浸泡在乙醇中，使水化中止，用X射線衍射儀測(cè)試不同水化齡期凈漿中的晶相成分。

3 結(jié)果與討論

3.1 工作性能

通過上述實(shí)驗(yàn)，可得到透水混凝土工作性能的相關(guān)測(cè)試結(jié)果。具體制備時(shí)，通過調(diào)整減水劑用量控制透水混凝土降低的流動(dòng)度在同一水平，同時(shí)，通過對(duì)比透水混凝土的各分層指數(shù)，可得到具體結(jié)果。當(dāng)透水混凝土強(qiáng)度等級(jí)提升，后期分級(jí)指數(shù)也有所提高，這主要由于漿體量增多后，經(jīng)過具體震動(dòng)從上層剝落到下層進(jìn)行流動(dòng)的漿體也會(huì)增多。而摻入透水混凝土增強(qiáng)劑，可使各強(qiáng)度等級(jí)的透水混凝土分層指數(shù)有所下降，使混凝土晶體的抗震動(dòng)剝落能力得到有效提升。根據(jù)各組配合比可知，透水混凝土上下層的密度測(cè)試結(jié)果在經(jīng)過具體震動(dòng)后，透水混凝土的上下層由于漿體剝落，導(dǎo)致其下流密度產(chǎn)生差異。從大量透水混凝土密度和基本性能之間的關(guān)系可看出，透水混凝土的密度與透水系數(shù)之間存在著與冪函數(shù)相似的關(guān)系，而與抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)近似線性函數(shù)的關(guān)系。所以，當(dāng)透水混凝土在具體制備、運(yùn)輸以及澆筑成型等過程中，由于受到震動(dòng)顛簸等作用，使混凝土自身的性能出現(xiàn)波動(dòng)。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，通過加入增強(qiáng)劑，可有效提升新拌透水混凝土中墻體的抗分層離析能力，使混凝土在具體運(yùn)輸過程中保持均勻，避免在澆筑成型時(shí)其上下層間的性能出現(xiàn)過大差異。

3.2 透水性能與力學(xué)性能

透水混凝土7d抗壓強(qiáng)度可以達(dá)90%以上。漿體用量的不斷增加，使透水混凝土強(qiáng)度也得到有效提高，而膠材用量則可以維持在340～420kg。當(dāng)膠材用量每增加40kg，透水混凝土強(qiáng)度提高約一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。與此同時(shí)，透水混凝土的連通孔隙率和透水系數(shù)也會(huì)隨著漿體增加而有所下降，同時(shí)，混凝土骨料之間的孔隙可以被相關(guān)漿體堵塞，導(dǎo)致孔隙率下降，其透水性能也有所降低。當(dāng)漿體用量配合比相同時(shí)，其透水混凝土連通孔隙率明顯小于設(shè)計(jì)孔隙率，這主要是由于在制備時(shí)無法避免出現(xiàn)少量封閉孔所致。將增強(qiáng)劑加入透水混凝土后，可有效提高透水混凝土的連通孔隙率和透水系數(shù)，而且抗壓強(qiáng)度也會(huì)出現(xiàn)不同程度提升，當(dāng)漿體用量越高時(shí)，增強(qiáng)劑對(duì)透水混凝土的抗壓強(qiáng)度所具有的提升作用也會(huì)變得更加明顯。

3.3 抗凍性能

根據(jù)結(jié)果可有效反映透水混凝土在凍融環(huán)境中質(zhì)量所出現(xiàn)的損失變化情況。而透水混凝土在此環(huán)境中，質(zhì)量損失往往隨著凍融循環(huán)出現(xiàn)提高，具體表現(xiàn)為在初始時(shí)混凝土漿體和碎石剝落，當(dāng)混凝土發(fā)生破壞后，其會(huì)進(jìn)入加速劣化階段，而當(dāng)混凝土嚴(yán)重破壞后會(huì)導(dǎo)致其整體斷裂。

3.4 物相組成

摻加透水混凝土增強(qiáng)劑的相關(guān)漿體試樣和基準(zhǔn)樣中各物相組成，通過具體對(duì)比可以看出，透水混凝土增強(qiáng)劑對(duì)其漿體在水化早期對(duì)比水化后期所具有的影響更為明顯。在1d時(shí)，透水混凝土增強(qiáng)劑中的活性組分能使?jié){體中水泥水化產(chǎn)生的Ca（OH）2得到有效消耗，并產(chǎn)生許多水化產(chǎn)物，促進(jìn)水化反應(yīng)，使透水混凝土早期強(qiáng)度得到提高。而在5d時(shí)水化逐漸穩(wěn)定，水泥水化程度也十分接近，而增強(qiáng)劑可以抑制Ca（OH）2的生長結(jié)晶，避免漿體和界面過渡區(qū)出現(xiàn)微觀缺陷，提升透水混凝土后期強(qiáng)度和耐久性能。

4 結(jié)語

本次實(shí)驗(yàn)研究了透水混凝土增強(qiáng)劑對(duì)混凝土性能產(chǎn)生的影響，具體分析了混凝土的工作性能、力學(xué)性能和耐久性能，并得出具體結(jié)論。通過透水混凝土抗分層性試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)劑能使透水混凝土在相同漿體流動(dòng)度下，有效改善其在震動(dòng)時(shí)漿體離析沉底現(xiàn)象，提高混凝土在運(yùn)輸時(shí)的穩(wěn)定性。通過摻入增強(qiáng)劑，可增強(qiáng)透水混凝土的力學(xué)性能。增強(qiáng)劑還能使透水混凝土的抗凍性能在一定程度上得到有效提升。