彩色透水混凝土

彩色透水混凝土（通用9篇）

彩色透水混凝土 篇1

引 言

镇江市金山湖景区建设过程中, 景区道路路面采用了彩色透水混凝土, 彩色透水混凝土路面具有良好的透水性, 下雨时能较快消除道路、广场的积水现象, 同时又拥有系列色彩配置, 具有较强的装饰性, 与景区内的绿化、桥梁、小品等融为一体, 整体效果十分协调。

1 彩色透水混凝土组成及性能

1.1 彩色透水混凝土的组成

彩色透水混凝土是一种新型绿色建材, 主要由透水混凝土专用胶结剂、碎石、水组成。

1.1.1 胶结剂

彩色透水混凝土专用胶结剂, 是以高强度等级的硅酸盐水泥为基料, 配以多种助剂增加强度与粘结力组成的粉状料, 并可按用户要求加入无机耐候颜料。

1.1.2 碎石

透水混凝土用的碎石应采用二级品标准的高石, 其物理性能指标见表1。碎石颗粒也有一定的要求, 按其颗粒大小范围分1#, 2#, 3#三个分号, 具体的颗粒范围见表2。

1.1.3 水

水用普通自来水即可。末经过滤的混浊的地下水或使用过的不洁水不能利用。

1.2 彩色透水混凝土性能

彩色透水混凝土的物理力学性能指标如表3所示。

2 彩色透水混凝土路面施工工艺

2.1 立模

施工人员按设计要求进行分隔立模及区域立模工作, 立模中须注意高度、垂直度、泛水坡度等的问题。

2.2 搅拌

根据工程量的大小, 配置不同容量的机械搅拌器, 机械搅拌器一定范围内的地面处, 应设置防止水和物料散落的接料设备 (如方型板式斗类) , 保护施工环境的卫生, 减少施工后的清理工作。

彩色透水混凝土不能采用人工搅拌, 需采用普通混凝土搅拌机械进行搅拌, 搅拌时按物料的规定比例及投料顺序将物料投入搅拌机, 先将胶结料和碎石搅拌约30 s后, 使其初步混合, 再将规定量的水分成2～3次加入继续进行搅拌约1.5～2 min。视搅拌均匀程度, 可适当延长机械搅拌的时间, 但不宜过长时间的搅拌。

在进行搅拌时应注意: (1) 施工现场要有专人负责物料的配比。配合比根据项目的不同地点、环境、承载要求以及图案、色彩的要求而进行针对性的设计及应用。 (2) 严格控制水灰比, 即控制水的加入量, 水在搅拌中分成2～3次加入, 不允许一次性加入。 (3) 为使物料搅拌均匀, 可适当延长机械搅拌时间, 但不宜过长。

2.3 运输

彩色透水混凝土属干性混凝土料, 其初凝快, 一般根据气候条件控制混合物的运输时间, 基本上控制在10 min以内, 运输过程中不要停留, 手推车必须平稳。

2.4 摊铺、浇筑成型

彩色透水混凝土属干性混凝土料, 其初凝快, 摊铺必须及时。对于景区道路, 大面积施工采用分块隔仓方式进行摊铺物料, 其松铺系数为1.1～1.15。将混合物均匀摊铺在工作面上, 用括尺找准平整度和控制一定的泛水度, 然后用平板振动器 (厚度厚的用平板振动器) 或人工捣实, 最后用抹合拍平, 抹合不能有明水。

在进行摊铺、浇筑成型时应注意: (1) 松铺系数即为物料摊铺高度高于实际高度的比, 按透水混凝土的干湿度, 一般采用1.1～1.15之间。 (2) 平板振动器振动时间不能过长, 防止过于密实, 可出现离析现象。 (3) 因透水混凝土其孔隙率大, 水份散失快, 当天气温高于35 °C时, 施工时间应避开中午, 适合在早晚进行施工。

2.5 养生

彩色透水混凝土与水泥混凝土属性类似, 因此铺摊结束, 且标高、平整度均达到要求后, 当气温较高时, 为减少水分的蒸发, 宜立即覆盖塑料薄膜, 以保持水分。也可采用洒水养生, 透水混凝土在浇注后1 d开始洒水养护, 高温时在8 h后开始养护, 但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面, 应直接从上往下淋水。所有养生期不得少于7 d, 使其在养护期内强度逐渐地提高。

2.6 涂覆透明封闭剂

待表面混凝土成型干燥后在3 d左右, 涂刷透明封闭剂, 增强耐久性和美观性。防止时间过长会使透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。

3 施工控制

(1) 应要求施工单位了解和分析工程项目特点, 制定出施工方案, 遵守有关操作规程, 项目部进行技术交底和培训。

(2) 应要求施工单位做好施工前准备工作:如所需的水、电供应、工程材料堆放工棚 (胶结料须要有防水措施的工棚) 搭建;施工机械、推车、瓦工工具等、立模用的木料或型钢等配备;搅拌机械的场地设置等。透水混凝土的搅拌采用的是小型卧式搅拌机, 搅拌机最佳的设置方案是施工现场的中段, 因彩色透水混凝土属干料性质的混凝土, 其初凝快, 应尽量缩短运输时间。为防止混凝土粘污施工场地, 搅拌机下部的一定范围需用防护板设防措施。

(3) 进行专用透水管道的铺设, 透水管道除按图纸要求铺设外, 还必须与原道路排水系统相连接, 成为道路排水系统的一部分。

(4) 施工时监理进行见证, 严格要求施工单位按照配合比施工, 控制好水灰比、振捣时间, 振捣时间不得过长, 防止过于密实, 混凝土料产生离析。应采用平板振动器或人工捣实, 注意不得使用高频振动器。

(5) 督促施工单位做好彩色混凝土的养生和成品保护工作。养生时间应根据施工温度而定, 一般养生期为14～21 d, 高温时不少于14 d, 低温时不少于21 d, 5 °C以下施工, 养生期不少于28 d。养生完成后方可开放交通。

4 结束语

彩色透水混凝土作为一种新的环保型、生态型的道路材料, 具有透水性好等特点, 可广泛应用于市政工程、园林景观等路面建设, 在进行彩色透水混凝土路面施工时应注意控制水灰比, 并注重路面的养护。

彩色透水混凝土 篇2

关键词：聚合物;透水混凝土;抗压强度;透水性能

聚合物透水混凝土是一种新型的建筑材料，这种材料是在混凝土的基础上加以完善与改进，利用聚合物的相关性质来使混凝土的抗压强度及透水性能得到显著的加强。在对聚合物透水混凝土相关性能的研究过程中要不仅要对材料进行合理的选择，还要对研究方法加以完善，使其能够更简便更有效的体现出所研究的相关性能。聚合物透水混凝土的应用较为广泛，其中最为主要的就是应用于建筑施工中，对其进行优化有利于提高我国未来建筑的质量及稳定性。原材料及试验方法

1.1原材料

聚合透水混凝土所需要的原材料有两种，骨料以及高分子树脂胶黏剂。本研究中所选用的骨料为级配不同的卵石，分别为.2.54~4.32mm.4.32~9.45mm，9.45~13.65mm三种卵石。所有使用的卵石均符合建筑质量管理规定的相关要求，其压碎值数、泥沙含有量等指标也符合相关标准，适用于建筑混施工中凝土的原材料。高分子树脂粘合剂是近些年被研究出并逐渐广泛应用于建筑材料中的一种新型材料，其种类较多，与其他胶黏剂相比高分子树脂粘合剂具有较多的优点，其能够在建筑中提高结构的稳定性，同时使得建筑的使用寿命在原有的基础上进行增加，最为重要的是一些高分子树脂胶黏剂还有具有环保的特性，为国家生态环境的平衡发展起到积极的影响意义。目前普遍得到使用的包括聚氨酯、环氧树脂等。不同种类的树脂在性能上具有较大差别，其中环氧树脂在粘合效果以及稳定性与安全性上具有较显著的优势，所以现阶段对其具有较多的研究。环氧树脂包括水性环氧树脂、无溶剂型环氧树脂两大类。

在本研究中将对无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂进行功能稳定性分析。所有高分子树脂胶黏剂的配比以及制作方法具有统一明确的规定与流程，所以其质量均达到研究所需标准。

1.2试验方法

在对聚合物透水混凝土进行抗压强度和透水性能分析时，所采用的试验方法大致分为两步，首先为试样的制备，然后进行相关性能的测试。在对试样的制备过程中，以厂家所提供的配比比例进行胶黏剂的制备，同时将所选择的骨料卵石放入搅拌锅中进行搅拌，达到一定程度后向锅中加入配置好的胶黏剂，并进行均匀的搅拌。将搅拌好的材料取出进行进一步的成型测试，能够成型的材料可以进行后续的自然养护，一般情况下7天以后就可以进行各项性能的测试工作。聚合物透水混凝土具有多种性能，本研究将对其抗压强度以及透水性能进行分析。在抗压强度性能测试中要注意聚合物透水混凝土在完全固化以后其抗压强度就不会发生变化，所以本研究中的抗压强度即为聚合物透水混凝土完全固化时的抗压强度。根据抗压强度的相关试验方法，同时按照参考标准进行抗压强度的对比，得到抗压强度结果。透水性能测试也要按照相关的测试流程以及专业的设备进行，测试试件要进行提前采用一定的模型制备，这样才能较好的保证测试结果的相关性与准确度。将测试后得到的透水性能结果与参考标准进行对照，来确定高分子聚合物透水混凝土的透水参数。

2试验结果与讨论

2.1 胶黏剂类型对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

选择不同种类的胶黏剂对于聚合物透水混凝土的抗压强度具有较大的影响，这是由于不同胶黏剂的胶黏能力与稳定性存在较大差异。本研究中所选取的三种胶黏剂分别为无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂，从所得到的结果中可以发现在抗压强度性能上，这说明环氧树脂胶黏剂能够较好的加强聚合物透水混凝土的抗压强度。进一步分析可以的得到在环氧树脂胶黏剂中，环氧树脂具有高活性的环氧基、羟基以及酯键等重要的化学键。使用水性环氧树脂胶黏剂中水为环氧树脂提供了丰富的极性溶剂，这使得环氧树脂能够发挥出更好的流动性，进而其在对骨料的粘合中发挥出更为灵活的作用，同保证了聚合物透水性混凝土的抗压强度。无溶剂型环氧树脂胶黏剂缺少水溶剂，所以环氧树脂能够更好地发挥粘合的稳定性，进而使高聚物透水混凝土的抗压强度有所降提高。但是环氧树脂粘合剂还有一些缺点，由于其所含有的大多数化学键都为不可逆性，所以造成环氧树脂粘合剂的脆性较大，韧性有待进一步的加强。而在无溶剂聚氨酯胶黏剂中，其所含有的化学键为氨酯键，使高分子聚合之间能够形成可逆性强的氢键，这一作用使其韧性与耐候性显著增强，但是同时由于氢键的可逆性造成多聚物透水混凝土的抗压强度较小。在透水性能中可以得到水性环氧树脂胶黏剂>无溶剂型聚氨酯胶黏剂>无溶剂型环氧树脂胶黏剂，水性环氧树脂胶黏剂的溶剂水使其加大程度上加强的透水性能，所以使得聚合透水混凝土的透水效果最好。在无溶剂型聚氨酯胶黏剂中含有丰富的氢键，也使其透水性达到较高的水平。无溶剂型环氧树脂胶黏剂的透水性最差，所以导致聚合物透水混凝土的透水效果较差。

2.2胶骨比对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

在聚合物透水混凝土中的胶骨比是一项十分重要的内容，对于聚合物土水混凝土的抗压强度产生直接的影响作用。所谓的胶骨比就是胶黏剂与骨料的比例，所以本研究中就是指所选取的三种胶黏剂与卵石的比例j从结果中可以得到，随着胶骨比数值的减小，聚合物透水混凝土的抗压强度所呈现的趋势为先快速后缓慢的下降。三种树脂胶黏剂在聚合物透水混凝土中发挥着重要的粘连作用，其含量的降低势必造成骨料卵石粘连效果的降低，从而使得高聚物透水混凝土的抗压强度逐渐降低。先快速后缓慢的降低说明在树脂胶黏剂低于一定量时对于聚合物透水混凝土抗压强度的影响较差，此时其抗压强度接近于卵石本身的抗压强度。聚合物透水性混凝土的透水性能与抗压性强度相反，表现出的趋势为先缓慢后快速的上升。树脂胶黏剂的在逐渐减少的过程初期还能对卵石起到粘合作用，所以其透水性能上升的较为缓慢，但后期树脂胶黏剂的含量以及不能有效的使卵石进行粘连，所以导致聚合物透水混凝土的透水性能快速上升。

2.3骨料类型及颗粒级配对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

骨料卵石的级配数对于聚合物透水混凝土的抗压强度以及透水性能也有着重要的影响作用，本研究中所选用的卵石级配数为2.54~4.32mm，4.32~9.45mm，9.45—13.65mm。从结果中可以看出聚合物透水混凝土的抗压强度随着骨料卵石级配数的增加呈现出的趋势为先上升后下降，这表明骨料卵石在2.54—4.32mm之间的级配数时其体表面积较大，导致一定量的树脂胶黏剂不能有效的将所有卵石进行粘连，使得到的聚合物透水混凝土的抗压强度较差。随着级配数的增加，卵石的体表面积逐渐降低，这时树脂胶黏剂能够较好的发挥粘连作用，提高聚合物透水混凝土的抗压强度。级配数较大所需要的树脂胶黏剂量较少，所以其抗压强度又逐渐下降。透水性能与抗压性能表现出的趋势相反，其原因与抗压强度变化相同。

3结语

想要使聚合物通欧水混凝土的抗压强度与透水性能进行改善，就要对胶黏剂类型、胶骨比以及骨料类型及颗粒级配进行较好的控制。在我国未来的发展中，聚合物透水混凝土将被更广泛的应用于各项施工工程中，其质量与稳定性也会进行显著的加强。

参考文献

透水混凝土的推广与应用 篇3

关键词：透水混凝土；铺装路面

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0136-02

现代城市化发展建设中，城市道路要求密实而不透水，例如城市广场、商业街、人行道、社区活动区、停车场等地面的铺设材料几乎全是由花岗岩、道板砖、混凝土等不透水的材料组成。而这些地面会给城市环境带来很多危害。例如：雨天特别是暴雨天气，排水不畅的地面易形成路面积水，使交通不便，雨水只能通过有限的排水设施排入污水井或河流，大大加重了排水设施的负担（如2012年北京7月份的特大暴雨灾害）。不透气的路面很难与空气进行热量、水分的交换，严重影响城市地表温度、湿度的调节能力，产生城市热岛现象，造成地下水位逐年降低，破坏生态平衡。

为解决传统路面的缺点，人们开始研究开发能够透水、透气的混凝土。

1 透水混凝土与传统路面相比优点及特点分析

1.1 传统路面

大多采用沥青、混凝土、石板材或水泥砖铺设，故被称为硬质路面。

传统路面整体的优点是整齐、耐用。

传统路面整体的缺点是：其一，不透水，排水要靠地下污水管道，降雨时雨水直接作为污水被处理，阻断了雨水对地下水的补充，不利于地下水的生成。其二，雨水、污水在路面易淤积，溶入城市污染物后严重影响城市卫生。其三，硬质路面会吸收、储存并反射太阳的热量，会使地面平均温度升高，加剧城市热导效应的形成，易引起环境和生态负效应，不利于生态平衡和环境保护。

1.2 透水混凝土路面

采用单粒极粗骨料作为骨架，水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成骨架——孔隙结构的多孔混凝土材料，由于集料级配特殊，形成了蜂窝状结构，或称为米花糖结构。

透水混凝土的物理性质及优点：其一，高承载力。整体性高承载透水艺术地面铺装系统, 其抗沉降性能强于一般透水砖地面系统。同时，这种铺装系统也具有抵抗土壤冻胀对刚性路面产生破坏的能力。其二，高透水率。高承载透水艺术地面拥有15%～25%的孔隙，混凝土面层透水速度达到270 L/m2/min，远远高于最大的降雨在最优秀的排水系统下的排出速率；增加城市可透水、透气面积，加强混凝土内部水份与地表和空气的热量交换，有效调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛现象”；雨天防止路面积水和夜间路面反光，冬季不会出现黑冰，提高了车辆、行人的通行舒适性与安全性。其三，吸尘降噪并防治河流污染。15%～25%的大孔隙，对降尘起到了吸附作用，并且降低了车辆行驶产生的噪音。其四，塌落度低。通常为0～2 cm。其五，抗冻融性。经实验室检测，经50次冻融循环频率温度后试件质量损失极小，强度损失率为11%。其六，耐酸雨性能。由于高承载透水地面内部孔隙结构与外界环境相通，对路面长期耐久性和抗腐蚀性能有更高要求，北京应奥运森林公园业主及设计方的要求，由北京市建筑工程质量检测中心制定了针对耐酸雨腐蚀的检测方案，并进行了试验，试验结果令人满意。

2 透水砼国内外研究现状

2.1 国外研究现状

由于透水混凝土路面材料具有以上诸多生态方面的优良特点，欧美、日本等一些发达国家开始研究开发透水性路面材料，并将其应用于广场、步行街、道路两侧和中央隔离带、公园内道路及停车场等。

日本早在二十世纪九十年代就开始对透水混凝土上车路面进行实验测试，在竣工通车厚的一条透水混凝土路面经过3个月的使用后，对其路面的透水性、路面磨损度、路面表观温度及噪音量都一一进行了测试与评价。数据结果表明这种路面有利于天然雨水还原地下水，同时能够通过空隙间的热量传导来降低路面温度以及空隙的减音作用降低汽车产生的噪音。在美国同样对透水砼做过类似实验，在福罗里达州、犹他州及墨西哥州都将无细集料混凝土路面广泛应用于停车区路段，上车主路，并收到很好的环境效益。在法国，全国将近一半比例以上的网球场、羽毛球场等是用透水性混凝土修建的。另外，法国还将透水性混凝土用于护坡绿化带，对河道两岸的生态环境创造良好的生态环境。

2.2 国内研究现状

我国作为一个混凝土应用量巨大的国家，与国外相比，国内对透水混凝土铺装材料的研究明显不足，应用技术水平也比较低。这种情况与世界环境保护可持续发展的趋势是不相适应的。

近几年，我国众多大学、科研机构等对此种材料高度关注、并进行了实质性的研究工作。目前，透水混凝土路面已在北京、上海、深圳、山东、山西等地区进行了部分推广应用，在北京2008年奥运会中大量使用了透水混凝土路面铺装，受到了一致好评。虽然在一线城市应用相对较多，但二三线城市还未得到真正的推广。

3 透水混凝土路面施工工艺

3.1 透水混凝土原材料

其一，骨料。骨料强度要符合国家标准，要求粒径均匀、无过多粉尘。选择骨料的最大粒径不能超过透水混凝土施工断面厚度的1/4。 其二，水泥。强度等级必须为42.5普通硅酸盐水泥。其三，加强剂。加强剂是矿物添加料，是提高砼强度的必要材料。其细度在0.1～0.5 μ的颗粒达到85%以上，硅含量在94%以上，是一种高细度分散性极好的矿物添加料，其颗粒可以均匀填充到水泥颗粒之中，使水泥胶结更好充分、更密实，大大提高透水砼强度。其四，稳定剂。透水砼的塌落度和水灰比都极小、流动性差、加入稳定剂可以大大提高透水砼的粘稠度改良砼和易性，使其在施工时更容易操作，以确保面层的平整度和快速施工的要求。其五，分散剂。为了加强透水混凝土的凝聚及有效的加强混凝土添加剂能均匀渗透。提高混凝土的高性能承载及颜色的均衡性。达到耐久性的要求。确保不褪色，不变色，不脱落的最佳效果。其六，封闭剂。为了增强透水混凝土的耐久性，确保表面的耐磨性，抗冻性、耐酸碱性。在透水混凝土表面喷涂表面固化封闭剂。使透水混凝土达到色泽光良，经久耐用、耐磨、抗冻、抗酸碱的效果。同时提高了承载的抗压力。

3.2 施工工序

3.2.1 路基施工

①基层处理。路槽达到设计标高后，用平地机整平，刮出路拱，并预留压实量，最后用压路机压实，填土压实作业采用重型振动压路机、按照先轻、后重的方法分层压实，按照填土压实密实度标准进行碾压。压实度一般为93%以上；回填土必须采取分层夯实，必要时可采取间隔性水夯。

②级配砂石垫层的施工。方法：采用挖掘机装填料，自卸汽车运输，推土机摊铺，平地机整平，压路机压实。施工：路基按平行线控制填土标高，分层进行摊铺，松铺厚度不大于300 mm。（级配的厚度根据图纸及设计要求而定）每层、每侧填料铺设宽度超过填层设计宽度200 mm，确保修整路基边后，路的边缘必须要有足够的压实度。

3.2.2 透水砼施工

①透水混凝土搅拌、运输。首先，现场搅拌站的建立。原材料的堆放按照方便上料、最节省空间为原则进行放置。搅拌机占地约20 m2，水泥、强化料、石子储备的数量至少为每天施工数量的3倍，各种助剂需有库房存放。其次，现场搅拌工艺及运输。搅拌：将碎石和液体助剂放在搅拌机里先行搅拌，待物料表面均湿润后再加入水泥、强化料和粉体助剂，搅拌一分钟后视拌合物的工作性适当加水，直到拌合物达到要求为止。运输：拌合物由工程车或手推车运至施工地点。运距不得超过2 km。

②透水混凝土铺筑。其一，基础透水砼摊铺。基础透水砼在摊铺时，先由人工处理平整。此时的摊铺高度要高于设计摊铺高度10mm；再用平板振动器振捣；基础透水砼标高一般以两侧道牙石或模板为参考，要来控制道路中部透水砼与两侧保持水平，不得有局部高出或凹陷现象；透水砼基础与面层摊铺要同步进行，如间隔超过

30 min要注意做好界面处理，界面处理时要采用接浆的方法，严禁将水泥浆直接泼洒在透水基础层上。如基础摊铺时间过长（2 h以上）未进行面层摊铺的，要在基础混凝土上进行有效覆盖，避免透水混凝土失水影响强度。其二，面层透水混凝土的摊铺。人工将透水混凝土粗摊平，再用摩擦机进行整平，用摩擦机摊铺时要保证在不断填料的状态下，整平次数不得低于3次，确保透水面层达到理想的密实状态；尽量缩短面层透水砼的操作时间，施工时间过长，在人工收面环节会导致石子之间不易粘结，因此必须采用摩擦整平机和收面机及时与摊铺压实同步进行。其三，路面切缝、填缝。透水混凝土路面养护7 d后开始切缝、填缝。伸缩缝要求：缩缝间距≤6 m，缝宽5～8 mm，缝深不小于混凝土厚的1/3（缩缝应在混凝土强度达到设计强度的25%～30%时完成）；胀缝间距≤18 m，缝宽15～20 mm，缝深贯穿混凝土，达到级配沙石层；与其它工作面（基础不同）、建筑立体交接处，设置沉降缝，缝宽15～20 mm，缝深贯穿混凝土，达到级配砂石层；使用填缝剂填充变形缝（一般建议使用聚胺脂低模量嵌缝油膏和聚硫橡胶类嵌缝膏）。

{3}喷涂封闭剂。以上所有的工序施工完毕后，采用高压清洗机对透水混凝土的表面进行清洗，表面干燥24 h后即可进行喷涂封闭剂，刚喷涂完的地面周围应设置保护栏或醒目明示警告语，勿使行人、车辆入内，避免造成表面污染或损毁未干的封闭剂涂层；透水混凝土强度符合要求后方可通行使用。透水混凝土养护期一般为28 d。

3 透水混凝土现阶段应用中存在的问题与发展前

景展望

透水混凝土在我国还属于新型建材，它的研究、应用还未得到全面的开展，其原因是多方面的：

①透水混凝土的蜂窝状结构的（抗压、抗折等）耐久性、怎样防止透水混凝土空隙被堵塞、以及在交通相对密集的交叉路口、陡坡地段及起停路段处由车辆停滞剪切作用造成的面层骨料脱落等问题尚未得到有效解决。

②关于透水混凝土的应用，现阶段仅限于道路铺装方面，而在生态护坡、城市噪音隔断设施，及人造珊瑚和污水净化处理等许多领域的应用价值都未真正体现。

③现阶段从事透水混凝土路面施工的企业非常有限，透水混凝土的配合比、外加剂，现浇技术，路面的结构设计的合理性等，这些方面的普及是透水混凝土路面推广的关键。

透水混凝土的各种生态环保优点，已经得到人们的共识，它是一种具有发展前途的生态型，环保材料，相信随着研究的深入和生产技术的成熟，该材料的前景将十分广阔。

参考文献：

彩色透水混凝土 篇4

据悉, “传统的水泥路面、沥青路面, 雨水没办法存蓄, 但使用一些生态透水材料后, 这种情况将彻底改变。”例如, 一些公园已经使用的一些透水混凝土, 遇到雨天, 雨水通过路面缝隙, 渗透到底下的地层, 能够存蓄一段时间, “夏天气温升高, 人站在上面, 能明显地感觉到湿度、温度与其他路面的差别, 这就是海绵效果”。

透水砖、生态混凝土、彩色透水混凝土等生态材料, 目前得到广泛使用, 最有效果的就是对道路绿化带进行改造, 设置一些下凹式绿化带来接收雨水, 地下铺上沙石, 雨水经过“收、蓄、渗、排”的过程, 渗入土壤补给地下水;没有下渗的雨水排入蓄水槽, 干旱时可用于植物或景观补水, 实现雨水“慢排缓释”。

彩色透水混凝土 篇5

1 原材料及试验方法

原材料、透水混凝土配合比等参数同文献[3], 即以水泥、粗骨料、自来水、发泡剂、硫酸钠为原料。其中水泥采用拉法基P.O42.5R硅酸盐水泥, 粗骨料由碎石和砖骨料按不同比例混合而成, 发泡剂采用蛋白质类发泡剂。依据经验公式法进行配合比设计。设计强度为10 MPa, 管理水平取25%, 捣实成型, 水灰比W/C=0.35, 硫酸钠掺量取水泥质量的2%, 发泡剂经过机械发泡后的掺量约为水泥体积的20%。

2 透水系数、保水量测试方法

透水系数测试参照杨静设计的渗透仪[4]测透水系数。透水仪为两端开口的有机玻璃方框, 尺寸为10 cm×10 cm×45 cm, 渗透仪正面刻有刻度。透水系数计算公式如下:

其中, H为水位下降高度, 本装置取38 cm;Δt为水位下降H高度所用时间, s。每个试块测5次Δt, 去掉最高、最低值后求平均值代上式。

保水量测试参照《使用再生材料开发保水性混凝土块》[5]的方法, 计算公式如下:

每组3个试块, 将试块浸入15℃~25℃的清水中浸泡24 h后取出, 然后将试件放入封闭的塑料容器内 (如图1所示) 。容器高度不大于混凝土块高度的3倍, 长度不大于混凝土块的2倍, 垫块高度不超过5 mm。在15℃~30℃的室温下, 静置30 min使其蒸发水分, 用剪下的湿布擦去能见的水分后, 立刻测量试件的质量, 即湿润质量。将试件放入温度 (105±5) ℃的干燥机内, 将试件干燥至固定质量后, 再在常温中测量试件冷却后的质量, 得到试件的绝对干燥质量。

3 结果分析

1) 水泥胶结层。水泥胶结层包裹住砖骨料, 只有胶结层具有足够数量的连通孔隙, 水分才能被砖骨料吸收并保持水分。待透水混凝土成型28 d后, 用光学显微镜观察粗骨料表面包裹的胶结层发现, 水泥胶结层有大量微孔, 且绝大部分微孔直径都在50μm以内, 存在相互连通的孔隙 (见图2) 。

2) 透水系数。如图3所示, 当掺量低于80%时, 透水系数随掺量增加而减小, 掺量大于80%后透水系数随掺量增加而增加。各掺量下, 10~15级配下透水系数为2.2 cm/s~3.7 cm/s, 5~10级配下透水系数为2.1 cm/s~2.8 cm/s, 10~15级配的透水系数大于5~10级配, 但是掺砖骨料之后透水系数均比未掺砖骨料时的透水系数小。

透水系数主要由内部的连通与半连通孔隙 (即有效孔隙) 决定。砖骨料具有强度低、多片层及易剥离的特性, 在搅拌中会发生部分崩离分裂, 产生的裂片与剩下的碎石以及完整的砖骨料混合, 产生局部的连续多重级配效果, 增加了混凝土的致密性, 继而减少混凝土内部连通孔隙, 降低透水混凝土的透水系数。所以, 砖骨料对透水混凝土的透水性不利。

3) 保水量。如图4所示, 随着砖骨料掺量增加, 透水混凝土保水量有着明显的增长趋势;5~10级配的透水混凝土保水量比10~15级配的要大, 这是因为骨料颗粒越小, 胶结层的比表面积越大, 水分进入骨料的通道越多造成的;10~15级配的透水混凝土, 掺量为100%时的保水量是0%时的2.8倍, 接近0.2 g/cm3;5~10级配的透水混凝土, 掺量为100%时的保水量是0%时的2.3倍, 接近0.18 g/cm3。

由分析可知, 砖骨料开发的透水混凝土大大增强其保水性能, 砖骨料可以利用自身的吸水、保水能力锁住水分, 在雨天吸水并储存水分, 热天便蒸发骨料内的水分, 调节地表温度和湿度, 是一种新型、环保绿色材料。

4 试验结论

本文用粘土砖再生骨料开发保水性透水混凝土, 并对砖骨料不同掺量下的性能进行了对比试验。研究发现:1) 加入少量发泡剂、硫酸钠, 使透水混凝土胶结层产生大量50μm以下的微孔, 是透水混凝土具有吸水、保水功能的关键因素。2) 砖骨料掺量由0%增大到80%时, 透水系数呈下降趋势, 掺量由80%增大到100%时, 透水系数呈增大趋势, 总体来讲, 砖骨料对透水混凝土的透水性不利。但是, 透水混凝土的透水系数依然较高, 透水性依然良好。3) 砖骨料所占比例越大, 透水混凝土的保水性越好, 保水量在0.1 g/cm3~0.2 g/cm3之间。

摘要：利用粘土砖再生骨料开发保水性透水混凝土, 对砖骨料不同掺量下的透水混凝土进行了对比分析, 研究了该因素对透水、保水性能的影响, 得出了一些有价值的结论。

关键词：废弃粘土砖,透水混凝土,保水性,抗冻性

参考文献

[1]张孟雄, 张学良, 王卫秋, 等.建筑垃圾砖的开发及应用[J].砖瓦世界, 2006 (8) :19-21.

[2]苗毓恩, 王罗春.旧建筑物拆除中废旧砖瓦的资源化途径[J].上海电力学院学报, 2009, 25 (6) :579-582.

[3]张璐, 胡松.粘土砖再生骨料开发保水性透水混凝土的强度分析[J].山东工业技术, 2014 (10) :29-30.

[4]郑木莲.多孔混凝土的渗透系数及测试方法[J].交通运输工程学报, 2006, 6 (4) :41-46.

透水混凝土技术性能研究 篇6

1 我国透水混凝土的研究进展

1.1 国内透水混凝土的研究

20世纪90年代, 国内对透水性混凝土开始进行研究, 但是由于其抗压强度 (不超过20MPa) 较低, 人们的认识、地基状况、施工方法等原因限制, 透水性混凝土的应用范围受到影响。经过各高校、科研机构以及透水混凝土生产厂家的大量研究, 合理使用混凝土外加剂, 采用高活性硅灰材料, 调整骨料级配等方法, 提高了透水混凝土强度, 目前透水混凝土抗压强度可达25-50 MPa, 抗折强度可达3-6MPa[2]。

1.2 国内透水混凝土的应用现状

目前, 国内透水混凝土研发和应用已取得一定的成果, 尚有进口材料, 但国产化材料已成趋势, 不同场合的需求和各种功能的透水混凝土材料不断增加。

从功能上来分有:透水基层专用透水混凝土;路面面层用透水混凝土;用于河堤护坡的大孔植生型透水混凝土。

同时, 针对路面面层有较高的装饰性要求, 面层用的透水混凝土的品种有很大的发展, 如彩色透水混凝土、水洗露骨料混凝土在国内许多城市都有运用, 适应高要求、美观性和装饰性的场所。

当前, 国内面层透水混凝土仍在初级阶段, 因此透水混凝土适用范围尚有一定的局限性, 仅用于广场、体育场、步行街、慢车道、人行道、园林景观道路。但因它是新型的、环保生态的绿色路用铺地材料, 比其它铺地材料具有更优的功能性和实用性。同时, 随着透水材料深入的研发, 其应用范围更加广泛。

2 透水混凝土的技术性能专项研究

2.1 透水混凝土的原材料

2.1.1 水泥

水泥是决定透水混凝土强度的重要因素, 目前国内采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥较为普遍。高铝水泥和膨胀水泥、快硬水泥等一般不宜。按使用透水混凝土的具体要求, 采用水泥等级不同, 路面用透水混凝土采用水泥级别不应低于42.5级;对于强度等级要求不高的植生型透水混凝土和基层排水用的透水混凝土可采用32.5级的水泥。水泥各项指标须符合《通用硅酸盐水泥》 (GB175-2007) 的规定。

2.1.2 集料

透水混凝土使用的集料为单一级配, 应选用洁净、坚硬而耐久的碎石或卵石, 一般采用《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二级标准, 标准高低应按具体区域而定。地区不同, 集料的指标可能有难以达到标准的情况, 有些按中华人民共和国行业标准《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135中建议采用GB/T14685中的二级标准为适宜。

2.1.3 水泥外加剂和增强材料

1) 透水混凝土一般采用水泥外加剂来保证施工性能和提高强度, 如:萘系高效减水剂、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、聚羧酸类等高效减水剂。

2) 增强材料, 可以改善透水混凝土中集料间的粘结性能, 提高透水混凝土强度和韧性, 如无机的以无定型的二氧化硅为主的材料, 并掺入相应的助剂组成的。

2.1.4 透水混凝土拌合用水质量应符合《混凝土用水标准》JGJ63。

2.2 透水混凝土的技术性能研究试验

2.2.1 材料:

本试验水泥为42.5级普通硅酸盐水混;集料为粒径在2.55mm-4.75mm的黑色玄武岩碎石;外加剂为萘系高效减水剂;增强材料为硅灰;水为自来水。

2.2.2 透水混凝土配合比设计

1) 单位体积集料用量计算

单位体积透水混凝土集料用量按以下公式:

WG:单位体积透水混凝土集料用量

ρG:集料比重

k:修正系数, 碎石取0.98

单位体积集料用量=1530kg/m3×0.98=1499.4 kg/m3≈1500 kg/m3

2) 单位体积水泥用量近似计算

P:目标孔隙率, 19%

WG:单位体积集料用量, 1500 kg

ρG:集料比重2700 kg/m3

WC:单位体积集料用量

ρC:集料比重3100 kg/m3

W/C:水灰比, 0.32

ρW:水的比重1000 kg/m3

由计算得出单位体积水泥用量WC=405 kg/m3

透水混凝土配合比:水泥:集料=405:1500

2.3 试验

2.3.1 透水混凝土水胶比对抗压强度影响试验

在骨灰比保持固定不变的条件下, 调整水胶比, 试块标养28天, 测定在不同水灰比下的抗压强度。

检验方法:GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》

试验结果见表1。

图1为水胶比对透水混凝土抗压强度的影响。

结论:透水混凝土水胶比在0.25~0.32为最佳。

2.3.2 透水混凝土骨灰比对抗压强度的影响

毎立方米集料用量保持1500 kg, 水胶比保持不变, 并保证一定的透水率条件下, 调整水泥用量, 试块标养28天, 检测试块在不同骨灰比条件下的抗压强度

检验方法:GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》

试验结果见表2。

结论:透水混凝土抗压强度随着骨灰比减小而增加, 以此为根据, 依据透水率的要求可确定最佳骨灰比。

2.3.3 耐磨性试验

选择最佳水胶比和骨灰比, 试块标养28天, 检测试块耐磨性。

检验方法:JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》

试验结果见表3。

结论:在选择最佳水胶比和骨灰比条件下, 透水混凝土耐磨性符合JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》对耐磨性的要求。

2.3.4 抗冻性试验

选择最佳水胶比和骨灰比, 试块标养28天, 检测试块抗冻性。

检验方法:JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》

试验结果见表4。

结论:在选择最佳水胶比和骨灰比条件下, 透水混凝土抗冻性符合JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》要求。

2.3.5 透水率试验

选择最佳水胶比和骨灰比, 测试透水率。

检验方法:JC/T 945-2005《透水砖》试验结果表5。

结论:在选择最佳水胶比和骨灰比条件下, 透水混凝的透水率优于透水砖的指标。

2.3.6 颜料的掺入量对透水混凝土物理力学性能的影响

选择最佳水胶比骨灰比, 颜料选择氧化铁颜料, 加入量以占胶凝材料的百分比计, 改变颜料的加入量, 试块标养28天, 检测抗压强度。

试验颜料:氧化铁颜料

检验方法:GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》

试验结果见表6。

结论:颜料添加量对透水混凝土抗压强度有一定的影响, 但颜料添加量小于10%影响不太大, 为此对透水混凝土的颜料添加量控制在≤8%为佳。

2.3.7 骨料的粒径对透水混凝土力学性能的影响

选择水胶比0.28、骨灰比3.66, 改变骨料粒径, 测抗压强度和抗折强度。

试验材料:小野田水泥42.5级普通硅酸盐水泥, 集料为高料, 粒径为2.5~4.75mm 4.75~9.5 mm 9.5~13 mm普通石料13~16 mm20~25 mm。

检验方法:GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》, 试验结果见表7。

结论:随着集料粒径的增加, 透水混凝土抗压强度、抗折强度同时降低, 因此根据不同道路的不同要求, 采用适宜的集料粒径可保证透水混凝土的强度要求。

3总结

1) 透水混凝土水胶比在0.25~0.32为最佳, 施工中因温度的原因可适当选择水量的增减来保证施工质量。

2) 透水混凝土抗压强度随着骨灰比减小而增加, 以此为根据, 依据透水率的要求可确定最佳施工骨灰比。

3) 透水混凝土抗压强度与抗折强度随胶单位体积水泥的用量增加而同样上升, 但过度增加水泥用量会使成本增大, 根据不同等级的透水混凝土, 可选择最佳骨灰比。

4) 颜料添加量对透水混凝土抗压强度有一定的影响, 但颜料添加量小于10%影响不太大, 为此对透水混凝土面层材料的颜料添加量控制在≤8%为佳, 能确保道路面层的性能。

5) 随着集料粒径的增加, 透水混凝土抗压强度、抗折强度同时降低, 因此在不同道路的不同要求, 采用适宜的集料粒径可保证透水混凝土的强度要求。

6) 在选择最佳水胶比和骨灰比的条件下, 透水混凝土耐磨性符合《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中耐磨性的要求, 而且透水混凝土的透水率优于透水砖标准的指标。

摘要：本文主要研究透水混凝土的力学性能及水胶比、骨胶比、集料的粒径、掺加颜料量对透水混凝土材料的主要性能影响, 为透水混凝土在实际施工中提供指导。

关键词：水灰比,骨胶比,强度,胶结料,集料

参考文献

[1]苏堪祥多孔混凝土材料组成与路用性能研究分路2004年第8期

[2]张贤超尹健池漪透水混凝土透性能研究综述混凝土2010年第12期

[3]中华人民共和国行业标准CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》

[4]GB175-2007《通用硅酸盐水泥》

[5]JGJ63《混凝土用水标准》

[6]JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》

关于透水混凝土性能方面研究 篇7

1 无砂透水混凝土的基本概念

无砂透水混凝土的骨架选择的是单粒级, 是粗骨料的范畴, 粗骨料颗粒的表面水泥被净浆薄层严实包裹着, 以此实现颗粒之间的胶结效果, 是的骨架孔隙结构材料慢慢形成。无砂透水混凝土, 是指粗骨料在硬化水泥胶结作用下形成的多孔堆聚结构, 从其内部结构可以看到很多的孔隙, 因此使得其保持着较好的透水性, 在噪声污染, 排水速度等方面都发挥着重要作用, 由此使得城市的生态环境处于良性的循环状态, 实现了经济效益和社会效益之间的融合发展, 符合可持续发展的要求。

2 无砂混凝土性能研究

2.1 工作性能

现阶段, 我国在新透水混凝土工作上没有统一的行业标准。这主要是由于其在本质上属于干硬性质的混凝土, 不可能出现坍落, 也就难以使用传统的测试方法来界定其坍落度。也有相关领域转接提出以跳桌法测试流动度评价其工作性, 但是其实际的效果不是很理想。由于在此方面的研究工作不断开展, 一系列的标准和方法也不断出现, 以长安大学的盛燕萍等人为主, 其认为富余浆量比 (即富余浆量与混合料总质量的比值) 为指标评价透水混凝土的工作性, 倡导以多因素正交设计来开展试验, 在此基础上得到评价富余浆量比的回归公式 (见式1) 。如果富余浆量法得到的δ处于计算范围δ (δ±1) %之内时, 我们就可以认定为工作性要求的满足。

式中:δ-富余浆量比, %;

VCA-骨料骨架间隙率, %;

C-水泥用量, g/m3;

W/C-水灰比;

Sp-砂率, %;

R-相关系数, 试验组数:16组。

透水混凝土的制作过程中, 是因为水泥浆用量偏少, 水灰比较小, 才使得其保持良好的黏聚性, 由此才使得其没有出现泌水和离析的现象, 但是因此而使得其流动性欠佳。砂率变化, 主要影响着骨料的总面积以及孔隙率, 合理数量的砂子可以使得其保持科学的强度和流动性, 但是如果超过一定的范围, 讲是的其孔隙率受到严重影响, 从而难以有效的发挥其自身的优越性。盛燕萍以正交试验的方式, 得出了工作性发挥的最好方案:水灰比:0.57, 灰积比:1∶10, 砂率为0。但是我们应该注意的是过高的水灰将使得强度处于偏低的状态, 此时就要集中注意力去处理工作性和其他性能之间的关系。

2.2 抗冻性

无砂透水混凝土在抗冻性和力学性上有着相似的特点, 假设浆骨比相同, 如果此时的水灰比出现增大的趋势, 其抗冻性也会出现提高的趋势, 但是这样的对比关系是有限度的, 一旦水灰比超过了0131的范围, 耐冻系数就会不断降低;水灰比相同时, 水泥浆量越高, 混凝土耐冻系数越大。无砂透水混凝土中的孔隙比较大, 是水泥石的几倍, 其不仅仅可以承受结冰现象下的膨胀, 还讲使得其表现出良好的抗冻性特点, 但是值得注意的是在此过程中, 总会有部分水分会向毛细孔慢慢移动, 出现膨胀压力和渗透压力, 从而导致混凝土内部结构出现损害, 严重的情况, 甚至会出现裂缝, 久而久之, 将会出现混凝土的毁坏现象。

基于上述研究成果, 以0131水灰比、4.75~9.5mm粒径骨料的分配来实现配置过程, 使得其孔隙率为22%, 透水系数可达7mm/s, 抗压强度超过20MPa, 在经过50多次的冻融循环时, 其耐冻系数可以保持在80%左右。在整个试验的过程中, 混凝土28d抗压强度达到C20的水平, 此时车辆的噪音可以保证一定程度的降低, 即使出现降雨情况, 也不会出现积水现象, 在一年之后的使用期后, 其依然保持着良好的状态。

2.3 排水性能

排水功能, 也是透水混凝土路面材料优势的一个方面, 其在降雨的情况下, 可以使得地表的雨水迅速的渗入到路面结构, 以内部联通的方式实现水分的循环, 不会导致地表积水的出现, 使得路面长期处于良好的状态, 极大的延长了其路面的使用寿命的同时, 保证了行人的安全。基于孔隙率和渗透系数的理论, 以定水位试验方法为手段, 积极探析透水混凝土排水性能的发挥。依据其研究的结果:有效孔隙率会因为整体孔隙率的变化而变化, 呈现出正比的关系, 但是, 孔隙率一旦不断增大, 将使得其抗压强度不断降低。但是, 抗压强度与整体孔隙率之间的关系要胜过于有效孔隙率;见式 (2) ~ (5) 。

式中:n0-孔隙率;

ne-有效孔隙率。

式中:fc, 7-透水混凝土7 d弯拉强度;

n0-孔隙率;

ne-有效孔隙率;

R-相关系数, 试验组数:16组。

由此, 刘丽慧基于功效系数分析法为理论依据, 对于透水混凝土抗压强度和透水吸收之间的关系进行探析, 最终得到了比较理想的配比方案:水灰比0.30;集灰比3.5;骨料粒径2.36~4.75 mm所占比例100%;加入适量的掺加掺合料。因为考虑到抗压强度与透水系数之间的对应关系, 其关系应该标示为:

式中:fc28-28d抗压强度MPa;

x-透水系数 (mm/s) ;

R-试验组数:45组。

参考文献

[1]雷丽恒, 刘荣桂.透水性道路用生态混凝土性能的试验研究[J].混凝土, 2009 (09) .

[2]付培江, 石云兴, 屈铁军, 罗兰, 史海龙, 张东华.透水混凝土强度若干影响因素及收缩性能的试验研究[J].混凝土, 2009 (08) .

[3]张朝辉, 杨江金, 王沁芳, 杨娟.透水混凝土制备工艺研究[J].新型建筑材料, 2008 (09) .

透水混凝土的工艺优化研究 篇8

关键词：透水混凝土,透水系数,抗压强度,正交试验

1 研究背景

随首我国经济的发展和城市建设步伐的加快,现代城市的地表逐步被建筑物和混凝土路面覆盖。便捷的交通设施,平整铺设的道路给人们的出行带来了极大的方便,但这些不透水的路面也给城市的生态环境带来诸多负面影响。由于混凝土铺筑的路面缺乏透水性和透气性,雨水不能渗入地下,致使地表植物由于严重缺水而难以正常生长;不透气的路面很难与空气进行热量、水分的交换,缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力,产生所谓的“热岛现象”。此外,不透水的道路表面容易积水,降低道路的舒适性和安全性。当某一时间内集中降雨时,雨水只能通过下水设施排入河流,也加重了排水设施的负担。为了维持植物生态平衡,保持地下水位,使地下水能得到及时的补充,保证一定面积的可透水区域显得十分重要,透水性混凝土及制品能较好的解决这个问题[1,2]。

透水混凝土是由粗集料、水泥和水拌制而成的一种多孔混凝土,一般不含细集料。在粗集料表面包裹一薄层水泥浆,集料相互粘结而形成孔穴分布的蜂窝状结构,故具有透气、透水和重量轻等特点。与密实的路面相比,透水性路面具有诸多生态方面的优点[3],具体表现在以下几方面:1) 透水性好,雨水能够迅速地渗入地下,还原成地下水,使地下水资源得到及时补充。同时, 可以减轻城市排水系统负担,防止暴雨积水。2) 提高地表的透气、透水性,保持土壤湿度,节约灌溉用水。提高近地面的相对湿度,减小蒸发量,增加城市绿化效益,改善城市地表生态平衡。3) 吸收车辆行驶时产生的噪声,创造安静舒适的交通环境。4) 改善路面的条件,减小路面的滑动力,提高能见度。5) 透水性路面材料具有较大的孔隙率,能蓄积较多的热量,有利于调节城市地表的温度和湿度,消除热岛现象。

由于透水混凝土路面材料具有以上诸多生态方面的优良优点,在人类寻求与自然协调、维护生态平衡和可持续发展的思想指导下,欧美、日本等一些发达国家已经开发出了透水性路面材料,并将其应用于广场、人行道及停车场等,增加城市的透水、透气空间,对调节城市微气候、保持生态平衡起到了良好的效果[4]。20世纪90年代以来,国内对透水性混凝土路面材料开始进行了研究,但是到目前为止仍没有达到实际应用的程度,主要原因是产品本身的性能没有达到十分完善的程度。与密实的混凝土道路材料相比,透水性混凝土的强度较低,为了使其具有透水性,在混凝土内部必须保持一定的孔隙率,这样就必然降低材料的强度。现有的研究一般采用与普通混凝土相同的原材料,所配制的透水性混凝土其抗压强度一般只能达到20 MPa左右。本实验通过正交试验探讨集灰比,水灰比,集料级配等几种因素对透水混凝土性能的影响,并通过比较选择最优化工艺。

2 试 验

2.1 原材料

水泥为湖北华新水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥,集料为A(2.5~5 mm)、B(5~10 mm)、C(10~15 mm)3种碎石,高效减水剂。

2.2 成型及养护工艺

1)搅拌:

采用集料表面包裹法,即先将100%的集料和70%的拌和水预先搅拌1 min,然后加入50%的水泥及减水剂,继续搅拌1 min,最后将剩余的50%水泥和30%的拌和水加入搅拌机,搅拌2 min。

2) 成型:

由于透水混凝土水泥浆较少,不含或含少量细集料,所以在成型时不应采用机械振捣的方式,否则将使水泥浆聚集到底部,使混凝土底部封闭,失去透水能力[5]。本研究采用用铁棒捣实的方法,分层锤击,第1层为试件模具高度的1/2处、第2层为满高度。试件尺寸100 mm×100 mm×100 mm。

3) 养护:

养护时表面要覆盖塑料薄膜或湿草袋,防止水分散失,24 h后放入标准养护室,标养至28 d龄期。

2.3 性能测试方法

1)抗压强度的测定

参照建材行业标准JC446—91测定试件的抗压强度。采用液压式万能压力机加压,受压面积为100 mm×100 mm,加载速度为0.3~0.5 MPa/s,抗压强度取3个试件的平均值。

2) 透水系数及其测定方法

透水系数是反映透水性混凝土透水效果的定量参数,透水系数的测定采用自行设计的透水仪,该设备为两端开口的有机玻璃方框,尺寸为300 mm×100 mm×100 mm。透水仪正面刻有刻度,可用于计量。测量时先将透水仪置于试件上方,然后将试件与透水仪连接处用橡皮泥封好。向透水仪中加水至超过20 cm刻度,记录水面从20 cm下降至0刻度的时间Δt。透水系数按下式计算[6]

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式中,V为透水系数,mm/s;H为水位下降高度,200 mm;Δt为水从200 mm高度降至0 mm的时间,s。

2.4 透水混凝土配比

采用正交试验,选取水灰比,集灰比和集料级配3种因素,研究对透水混凝土的透水系数和抗压强度的影响。试验采用的水灰比为0.3、0.33、0.36,集灰比则分别采用3.5、4.0、4.5,集料级配如表1所示。根据因素及水平数量选择L9(33)正交表,实验计划见表2。

3 结果及分析

正交试验9组样品养护28 d后测其透水系数及抗压强度,每组样品3个试件,数值取平均值,测试结果见表3。

3.1 集灰比对透水混凝土性能的影响

透水混凝土中的孔隙大小直接关系着其透水系数的大小,当选定某个粗集料之后,配成的混凝土的骨架就确定了,由填充其间的胶凝材料的多少决定其孔隙大小,进而确定其透水系数的大小。

由实验结果可以看出随着集灰比的增加,透水混凝土的透水系数也随之而增大。因为集灰比越大,单位透水混凝土中胶凝材料的量就越少,能够填充的孔隙就越少,剩余的孔隙就越大,因此透水系数就越大。

3.2 水灰比对透水混凝土性能的影响

水灰比既影响透水混凝土的强度,又影响其透水性。对特定的某一骨料,有一最佳水灰比。透水混凝土中水灰比过大,水泥浆体会从颗粒间淌下,使面层集料间的胶结料明显减少,粘结强度下降。而底层充满了水泥浆,可能把透水孔隙部分或全部堵死, 既不利于透水,也不利于强度的提高,使透水系数难以达到预期目标。而当水灰比小于这一最佳值时则水泥浆体不足以包裹集料颗粒,并且搅拌时易成团,结果使颗粒间粘结强度不足,无砂混凝土因干燥拌料不易均匀,达不到适当的密度,不利于强度的提高。由实验可以看出在相同的集灰比下,透水系数随水灰比的增加而减小。

3.3 集料级配对透水混凝土性能的影响

由于粗集料构成透水混凝土的骨架,采用不同的粗集料,配制成的透水混凝土的内部结构不同,密实程度会有很大的差异,从而导致制品的透水系数不同。骨料的级配直接影响透水性混凝土的透水系数。若骨料的级配单一或粒径很大,则骨料之间的孔隙就会很大,透水系数就大;若集料的粒径很小,或级配很连续,骨料堆积会很密实,透水系数很小。

实验也证实:透水混凝土的透水性随集料颗粒粒径的增大而增大,因为粗集料的粒径越大,组合在一起时的孔隙就会越大,在单位体积内使用相同量的胶凝材料得到的透水混凝土的孔隙就越大,因此透水系数就越大。相反,使用较小粒径的粗集料配制的透水混凝土时透水系数则较小。

3.4 极差分析

对正交试验结果进行极差分析可知,对于透水混凝土的抗压强度和透水系数来说,集灰比的极差最大,水灰比次之,集料级配最小,极差的大小说明相应因素作用的大小,所以影响透水混凝土透水系数的关键因素是集灰比,一般因素是水灰比和集料级配。

透水混凝土的透水性和强度是两个相互矛盾的性质,两者总是呈反方向变化的。要得到好的透水性,就得要求透水混凝土的孔隙比较大,但如果透水混凝土的孔隙比率比较大,那么它的密实性就会比较差,从而引起抗压强度的下降,两方面很难统一。这与混凝土的内部结构紧密相关,内部孔隙多,则透水系数大而抗压强度低;内部结构密实,则透水系数小而抗压强度高。

经综合分析,最优方案为:集灰比3.5,水灰比0.33,集料级配1。按照最优化方案进行了验证实验,制备出的透水混凝土透水系数为3.5 mm/s,抗压强度为26.8 MPa,能满足人行道透水路面砖的性能要求。

4 结 论

a.透水混凝土的透水系数与抗压强度之间成反比关系。透水混凝土的透水系数和抗压强度不能同时达到最大值,它们总是向着相反方向变化。

b.通过对正交试验的结果进行极差分析,发现集灰比是影响透水混凝土的关键因素,水灰比和集料级配对透水混凝土性能的影响相对较小。

c.只采用粗集料制备的透水混凝土透水系数高,但强度较低,适用于制作人行道路面砖。

参考文献

[1]张朝辉,杨江金,王沁芳,等.透水混凝土制备工艺研究[J].新型建筑材料,2008,(9):1-4.

[2]张振秋,吴晓泉,陈智丰.透水性混凝土路面砖的研究[J].混凝土,2003,(1):41-43.

[3]杨静,蒋国梁.透水性混凝土路面材料强度的研究[J].混凝土,2000,(10):27-30.

[4]武祥.透水性混凝土路面砖的种类和性能[J].建筑砌块与砌块建筑,2003,121(1):17-19.

[5]张巨松.影响透水混凝土强度的因素探讨[J].沈阳建筑大学学报,2006,22(5):759-763.

浅谈透水混凝土施工方案 篇9

1 透水混凝土材料的组成

透水混凝土利用无砂混凝土的原理, 以水泥为主要的胶结料, 配比高效外加剂和矿物掺料, 实现高强度的粗骨料的点连接, 结构内有15%~20%的孔隙, 地面具有较强的承载能力, 是兼顾透水性和承载力的硬质景观产品。

材料的组成:透水混凝土由透水混凝土专用胶结剂、碎石、水组成。

透水混凝土胶结剂是一种专用胶结剂, 是以高强度等级的硅酸盐水泥为基料, 配以多种助剂增加强度与粘结力组成的粉状料, 并可按用户要求加入无机耐候颜料, 使其和碎石、水按一定比例混合后, 组成不同色彩的透水混凝土面层。

碎石:透水混凝土用的碎石应具有技术要求, 一般采用二级品标准的高强度碎石, 其物理性能指标见 (表1) 。

碎石颗粒也有一定的要求, 按其颗粒大小范围分1#、2#、3#三号。具体的颗粒范围见 (表2) 。

水:普通自来水即可用。一般末经过滤的混浊的地下水或使用过的不洁水, 不能利用。

2 透水混凝土材料配合比的要求

要施工出高质量、高标准的透水混凝土地面, 在原材料固定的条件下, 严格控制以上三种原材料的配比, 是施工中的重要关键, 在施工现场负责人必须严格控制比例。

透水混凝土配合比 (按质量计) ∶水∶水泥∶胶结剂∶碎石=113∶310∶100∶1520

3 透水混凝土路面及基层的要求

(1) 透水混凝土路面的厚度:因彩色透水混凝土大都应用于人行道、广场、停车场、园林小道等场所。根据路面的不同应用面板厚度不同。对人行道, 自行车道等轻荷重地面, 一般面层厚度不低于8cm;对停车场、广场等中荷重地面, 面层厚度不低于10cm, 考虑成本, 可将面层分为二层, 即表层为彩色透水混凝土层, 厚度一般不低于3cm, 下层为素色透水混凝土层。

(2) 为确保路体结构层具有足够的整体强度和透水性, 表面层下需有透水基层和较好保水性的垫层。

基层要求:在素土层夯实层上, 配用的基层材料, 应有适当的强度外, 须有较好的透水性, 采用级配砂砾或级配碎石等。采用级配碎石时, 碎石的最大粒径应小于0.7倍的基层厚度, 且不超过50mm。

垫层一般采用天然碎石, 粒径小于10mm, 俗称瓜子片, 并铺有一定厚度、铺设需均匀平整。

(3) 考虑大暴雨季节因素, 为防止基层过多积水, 影响地基, 在基层处设置专用透水管道排水, 通向道路边的排水系统, 及时排除过量的雨水。

4 彩色透水混凝土的施工

一般按8cm为标准作为人行道的基准厚度, 在此基础上按不同的功能, 设计不同的厚度。为降低成本, 可采用分层设计时。施工上述单层或分层的透水混凝土路面, 键全的施工工艺是透水混凝土路面质量的保证, 具体施工方案如下。

4.1 施工前的准备

施工前应作好组织、物质、技术等三大准备。

(1) 组织准备:建立健全的施工项目组织机构的人员设置, 以能实现施工项目所要求的工作任务为原则, 人员配置要从严控制, 力求一专多用, 一人多职。

(2) 物质准备:透水混凝土施实质上相似于水泥混凝土施工, 其原料中仅少了砂子, 而一定粒度的高料碎石替代了骨料, 在施工中具有一定量的材料 (胶结料、高料) 。

物质准备应是现场的准备, 如人员的住宿、所需的水、电供应、工程材料堆放工棚 (胶结料须要有防水措施的工棚) 搭建;搅拌机械的设置场地等等一系列的准备工作。

搅拌机械的设置场地, 透水混凝土的搅拌是采用小型卧式搅拌机。搅拌机最佳的设置方案是施工现场的中段, 因透水混凝土是属干料性质的混凝土, 其初凝快, 为保证运输时间应尽量短。为防止混凝土粘污施工场地, 搅拌机下部的一定范围需用防护板设防措施。

(3) 施工机械、推车、瓦工工具等必备的工具、立模用的木料或型钢等配备;水、电设施到位, 生活用水、电以及施工用水、电。施工用电:三相电, 施工用水:普通自来水连接到搅拌设备旁。

(4) 施工前的技术准备:了解和分析工程项目特点、进度要求, 了解施工的客观条件, 根据设计要求, 熟悉设计图纸, 合理布置施工力量, 制定出施工方案, 为工程顺利完成作好技术上的准备工作。

(5) 配合做基础方的土建队, 在做地面基层的同时进行专用透水管道的铺设, 透水管道除按图子要求铺设外, 必须与原道路排水系统相连接, 成为道路排水系统的一部分。

4.2 施工过程

在准备工作充分的基础上人员设备方可进场施工。

(1) 立模:施工人员在首先须按设计要求进行分隔立模及区域立模工作, 立模中须注意高度、垂直度、泛水坡度等的问题。

(2) 搅拌:搅拌器:根据工程量的大小, 配置不同容量的机械搅拌器, 机械搅拌器的一定范围内的地面处, 应设置防止水和物料散落的接料设备 (如方型板式斗类) , 保护施工环境的卫生, 减少施工后的清理工作。

透水混凝土不能采用人工搅拌, 采用普通混凝土搅拌机械进行搅拌, 搅拌时按物料的规定比例及投料顺序将物料投入搅拌机, 先将胶结料和碎石搅拌约30s后, 使其初步混合, 再将规定量的水分2~3次加入继续进行搅拌约1.5min~2min。视搅拌均匀程度, 可适当延长机械搅拌的时间, 但不宜过长时间的搅拌。

5 结语

透水混凝土的铺装工艺, 类似于混凝土的铺装, 但又不同于混凝土铺装方面。因透水混凝土系统拥有系列色彩配方, 配合设计的创意, 针对不同环境和个性要求的装饰风格进行铺设施工, 这是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料。

参考文献

[1]刘新菊, 赵宇光, 任子明.多孔混凝土的研究开发[J].中国建材科技, 1999, 4.

[2]程娟, 杨杨, 陈卫忠.透水混凝土配合比设计的研究[J].混凝土, 2006, 10.