陳強，劉昭

（滄州金巖建材集團有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

透水混凝土可以讓雨水迅速滲入地表，既能保持土壤濕度又能減輕城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)，緩解城市內(nèi)澇和城市熱島效應(yīng)，是一種“環(huán)保、生態(tài)型”的功能材料，是國家建設(shè)海綿城市的重要組成部分。傳統(tǒng)的透水混凝土強度等級一般在 C25 及以下，用于小區(qū)步道、公園道路或輕型機動車停車場等場所，在大型停車場和重型機動車道路的應(yīng)用還比較少，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，C30 強度等級的透水混凝土?xí)絹碓蕉嗟挠玫健?/p>

透水混凝土的定義是由粗集料及水泥基膠結(jié)材料經(jīng)拌合形成的具有連續(xù)孔隙結(jié)構(gòu)的混凝土。這是 CJJ/T 135—2009《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定，筆者認(rèn)為這個定義并不全面，隨著透水混凝土強度的提高，加入少量的細(xì)骨料是可以在滿足透水系數(shù)的前提下提高抗壓強度的，并不是不能加入細(xì)骨料，以前大多數(shù)人研究透水混凝土中加粗河砂或粗機制砂用來填充，由于河砂和機制砂屬于連續(xù)級配，容易封閉透水混凝土的連續(xù)孔隙，造成透水混凝土“不透水”，或者在透水混凝土中加增強劑來增加透水混凝土的抗壓強度，一般透水混凝土增強劑的價格都在 4000 元/噸左右，價格較高，導(dǎo)致成本升高。本文主要研究常規(guī)原材料加入單粒級的 1.25～5.0mm 為主的米砂對透水混凝土的影響。

1 原材料的選擇

（1）水泥為天津崇正天旺 P·O42.5 水泥，3 天水泥抗壓強度為 30.1MPa，28 天水泥抗壓強度為 55.2MPa，標(biāo)稠用水量 28.3%。

（2）米砂材質(zhì)為石灰石，含粉量 3.1%，堆積密度1620kg/m3，顆粒級配見表 1。

表 1 米砂的顆粒級配

（3）粗骨料為唐山灤縣的 5～10mm 石灰石骨料，含泥量 0.3%，針片狀含量 4%，堆積密度 1600kg/m3。

（4）外加劑采用滄州金巖建材集團生產(chǎn)的高性能聚羧酸減水劑緩凝型，減水率 32%，初凝時間差120min，固含量 11%。

2 試驗方法

根據(jù) CJJ/T 135—2009《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程》設(shè)計透水混凝土配合比，水泥用量 400kg/m3，水膠比 0.28，外加劑摻量 1.0%，則 5～10mm 石子用量為0.98×1600 =1568(kg/m3)，初步制定 C30 透水混凝土基準(zhǔn)配合比見表 2。

表 2 C30 透水混凝土基準(zhǔn)配合比 kg/m3

在 C30 基本配合比的基礎(chǔ)上單方分別依次加入100kg 一直到 600kg 米砂，加入米砂后填充了 5～10mm石子之間的孔隙。每加入 100kg 米砂相應(yīng)減少 80kg 的石子，外加劑的用量不變。由于總骨料的比表面積增加，要達到透水混凝土水泥漿體包裹均勻，無漿體下滴、有類似金屬的光澤的工作性，需要相應(yīng)調(diào)整用水量。根據(jù) JC/T 2558—2020《透水混凝土》相關(guān)規(guī)定進行成型和測量透水系數(shù)（圖 1），對比混凝土的 7 天抗壓強度、28 天抗壓強度和透水系數(shù)。摻入米砂后的配合比見表 3。

表 3 摻入米砂后的混凝土配合比 kg/m3

圖 1 透水混凝土透水系數(shù)測量

3 試驗結(jié)果與分析

不同摻量的米砂對透水混凝土抗壓強度和透水系數(shù)影響見表 4。

表 4 不同摻量米砂對透水混凝土性能的影響

試驗結(jié)果表明，隨著米砂加入量的增加，混凝土的7 天和 28 天抗壓強度逐漸增加，透水系數(shù)逐漸減小，因為米砂加入越多，混凝土越密實，水泥漿體與骨料的接觸面積增加，但是 7 天到 28 天的混凝土抗壓強度增長幅度很小，因為在混凝土有孔隙的時候，水泥漿與骨料之間的粘接力起到關(guān)鍵作用，透水混凝土的孔隙較大，混凝土孔隙結(jié)構(gòu)抵抗壓力的支撐變?nèi)?，抗壓強度增長主要是水泥漿體與骨料的粘接力增加，水泥漿體粘接力的增加幅度遠(yuǎn)小于抗壓強度增加幅度，所以透水混凝土 7 天到 28 天抗壓強度增長幅度較小。根據(jù) JC/T 2558—2020《透水混凝土》要求透水系數(shù)≥0.5mm/s，但是一般根據(jù)實際應(yīng)用需求最好達到 1mm/s 以上，可以看出，試樣 5 和試樣 6 的 28 天抗壓強度和透水系數(shù)符合要求，但強度略低。為了提高透水混凝土的強度還應(yīng)提高混凝土的粘接強度，增加水泥漿體和骨料的粘接力，可適當(dāng)增加水泥用量和外加劑用量，降低用水量來提高透水混凝土的粘接強度，根據(jù)試樣 6 調(diào)整配合比見表 5。

表 5 調(diào)整后 C30 透水混凝土配合比 kg/m3

調(diào)整后的透水混凝土狀態(tài)良好包裹均勻，無漿體下滴，成型后檢測混凝土的 7 天和 28 天抗壓強度和透水系數(shù)，試驗結(jié)果見表 6。

表 6 調(diào)整后透水混凝土的抗壓強度和透水系數(shù)

調(diào)整后的配合比 28 天抗壓強度明顯增加大于 C30混凝土設(shè)計強度的 1.15 倍，且透水系數(shù)大于 1mm/s，符合使用要求。

4 米砂在 C30 透水混凝土中使用的注意事項

（1）米砂的材質(zhì)宜為石灰石，石灰石與水泥漿的粘接力較好，使用尾礦材質(zhì)的米砂表面是解理面，親水性差粘接力較弱。

（2）米砂的含粉量宜控制在 5.0% 以下，含粉量過高會造成需水量增加，降低水泥漿與米砂之間的粘接力，還會造成漿體多，透水系數(shù)下降。

（3）搭配米砂使用的 5～10mm 石子材質(zhì)也宜為石灰石，且含泥量低于 0.5%，增加漿體與骨料之間的粘接力。

（4）摻入米砂后，沒有加入增強劑，為了增加膠材本身的粘接力，宜單獨使用水泥，不加粉煤灰和礦粉，否則會降低膠材與骨料的粘接力。

（5）選擇的米砂宜為單粒級，1.25mm 以下的顆粒越少越好，這樣既能保證能填充 5～10mm 石子之間的孔隙，又不至于填充得過于密實，能保證混凝土的透水系數(shù)。

（6）單方混凝土中米砂的摻量不宜超過 600kg，米砂摻量過多，混凝土過于密實會降低透水混凝土的透水系數(shù)，甚至是不透水。

5 透水混凝土生產(chǎn)控制中注意的問題

（1）外加劑用量不宜過多，外加劑摻量過多容易使透水混凝土滴漿，底部漿體富集，堵塞下部孔隙，造成不透水。

（2）生產(chǎn)透水混凝土的外加劑宜使用緩凝型外加劑，混凝土從出機到攤鋪壓實的時間不宜超過 2 小時。

（3）C30 透水混凝土宜選用小型壓路機進行壓實，避免密實度不夠，實際強度不能滿足要求。

（4）透水混凝土施工完畢后宜直接覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不宜小于 14 天。

6 結(jié)論

（1）加入米砂后可以增加透水混凝土的密實度，還能保證一定的連續(xù)孔隙率和透水性，能夠提高透水混凝土的強度達到 C30 以上。

（2）加入米砂后能夠增加水泥漿體與骨料之間的接觸面，從而增加整體的粘接強度，提高混凝土的抗壓強度。

（3）透水混凝土的膠材用量增加、水膠比減小能夠增加透水混凝土的抗壓強度，同時也會造成透水系數(shù)下降，應(yīng)控制在一定范圍的調(diào)整。

（4）加入米砂后能夠使透水混凝土不加透水混凝土增強劑就能達到 C30 強度等級，降低了透水混凝土的生產(chǎn)成本。