無砂透水混凝土在泉州市刺桐路施工中的應(yīng)用

王清彬

(福建省水利水電工程局有限公司，福建泉州 362000)

1 工程概況

泉州市刺桐路位于市中心，此次施工對原道路進行改造和景觀工程提升，道路總長3.4 km。設(shè)計考慮到周邊的建筑群和不透水的地面，為改變生態(tài)環(huán)境，使雨水能夠滲入地表，減少地下水位的下降;結(jié)合人行道位于沿街店面門口，寬度達(dá)8 m～10 m，夜間時常有重型車型駛?cè)?本工程所在地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，暖熱濕潤，季風(fēng)明顯，臺風(fēng)活動頻繁，雨水充沛，為避免短時間的集中降雨，造成人行道積水或被淹，故對人行道結(jié)構(gòu)進行全透水設(shè)計，即面層為鋪砂砌C50彩色透水磚，基層為C20透水混凝土，下基層為級配碎石層，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 無砂混凝土的配合比和強度

2.1 無砂混凝土的配合比

由于無砂混凝土具有與普通混凝土不同的特點，容重小，水的毛細(xì)現(xiàn)象不顯著，透水性大，水泥用量小，施工簡單等特點，其配合比采用填充理論及體積法按式(1)計算:

其中，Mg為1 m3透水混凝土中粗集料的用量，kg;rg為粗集料的表觀密度，kg/cm3;Mc為1 m3透水混凝土中水泥用量，kg;rc為水泥的表觀密度，kg/cm3;Mw為1 m3透水混凝土中水泥用量，kg;rw為水的表觀密度，kg/cm3;Mz為1 m3透水混凝土中增強料的用量(外加劑)，kg;rz為增強料的表觀密度;kg/cm3;P為設(shè)計孔隙率。

2.2 無砂混凝土的強度與性能

經(jīng)過試驗室對配比的孔隙率、透水性及強度反復(fù)試驗和現(xiàn)場施工實踐(見表1，表2)，為能使無砂透水混凝土整體性更好，強度和透水性能滿足設(shè)計要求(無砂透水混凝土強度C20，透水系數(shù)2 cm/s)。本工程施工配合比選用見表3。

2.3 無砂混凝土的強度與性能分析

從表1和表2強度與性能結(jié)果，隨水泥用量增加，孔隙率、透水系數(shù)降低，沒摻外加劑混凝土強度C20，水泥用量高達(dá)400 kg/m3，且透水性能差，未能達(dá)到設(shè)計要求;從施工現(xiàn)場看混凝土表面松散顆粒多，起砂現(xiàn)象明顯。摻外加劑Jk-QQⅠ(福建建科院生產(chǎn))粉劑，強度和透水性均能達(dá)到設(shè)計要求。與不摻混凝土相比，其配合比強度結(jié)果如下:抗壓強度1 d，3 d提高25%～30%，7 d提高20%～30%，28 d提高15%～20%，長期強度也有增長。

表1 無砂混凝土的配合比與性能

表2 無砂混凝土摻外加劑的配合比與性能

表3 工程施工配合比

按上述的配合比在施工中經(jīng)取樣，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護7 d后平均抗壓強度達(dá)19.2 MPa，28 d平均抗壓強度達(dá)23.7 MPa，透水系數(shù)2.36 cm/s，均能滿足設(shè)計要求。

3 無砂透水混凝土的施工

3.1 混凝土拌和設(shè)備和場地的選擇

由于無砂混凝土初凝時間快，拌和地點要選擇靠近施工倉面，拌和地點至作業(yè)面運輸時間不超過0.5 h，拌和機選用強制式攪拌機拌和，容量根據(jù)工程量大小和施工進度、運輸工具等選擇。

3.2 攪拌

采用強制式攪拌機，由于水泥漿的稠度較大，為能保證水泥漿均勻地包裹在骨料上，要先將碎石料和50%用水量加入強制式攪拌機拌和30 s，再加入水泥、外加劑拌和40 s，最后加入剩余用水量拌和50 s以上。

3.3 攤鋪、壓實

在下基層驗收合格下，對表面先噴濕，無砂混凝土屬于硬性混凝土凝結(jié)快，施工前必須做好充分的準(zhǔn)備工作，使料能及時攤鋪成型，攤鋪用人工均勻攤鋪，找準(zhǔn)平整度與排水坡度，攤鋪厚度應(yīng)考慮其攤鋪系數(shù)，其攤鋪系數(shù)宜為1.1，施工時對邊角處和井邊位置注意有無缺料現(xiàn)象，要及時補料進行人工夯實。本工程施工厚度為20 cm，采用專用的低頻平板振動器振實，分兩層澆筑，每層10 cm，平板振動器振動時應(yīng)避免在一個位置上持續(xù)振動、防止過振、過密實，形成底部不透水層，造成透水性差等現(xiàn)象。

3.4 養(yǎng)護

無砂透水混凝土由于孔隙大，干燥很快，所以早期養(yǎng)護非常重要，混凝土澆筑后必須馬上覆蓋土工布進行保水2 h后可開始養(yǎng)護，確保表面覆蓋濕度。無砂透水混凝土前期強度快，7 d強度可達(dá)80%以上，所以一般養(yǎng)護14 d即可。

4 施工應(yīng)注意事項

1)無砂透水混凝土凝結(jié)時間短，必須選擇合適的拌和地點和及時施工，對水灰比要嚴(yán)格控制，防止拌和時粘結(jié)在滾筒內(nèi)，水灰比控制在0.25 ～0.4之間。

2)無砂透水混凝土施工表面比較松，容易起砂，特別是高標(biāo)號無砂混凝土強度難以達(dá)到，施工時必須摻外加粘結(jié)劑，增加混凝土粘聚性，提高施工質(zhì)量，使混凝土料整體性較好，才能達(dá)到設(shè)計強度要求。

3)無砂透水混凝土的孔隙率和透水性隨水泥用量增大而降低，且粒徑大的比粒徑小的略高，故配合比選骨料盡量選小粒徑。

4)振動要采用低頻，避免過振，造成混凝土透水性差，但低頻振動器振動厚度有限，建議每層小于10 cm為一施工層。

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)的飛速發(fā)展，地表被鋼筋混凝土和不透水的面層所覆蓋，給城市帶來生態(tài)環(huán)境、土壤和積水等許多負(fù)面的影響，城市地下水位也不斷下降。不透水的地面容易產(chǎn)生“熱島現(xiàn)象”，造成短時的強降雨，造成被淹和積水等現(xiàn)象。所以說透水混凝土是一種有利于促進水循環(huán)，改善城市生態(tài)環(huán)境的環(huán)保型材料，此次在泉州刺桐路人行道基層施工中成功的應(yīng)用，從使用1年來的情況看，經(jīng)受重型車型碾壓，人行道無出現(xiàn)變形、凹塌等現(xiàn)象;在雨季的強降雨下，透水效果好，人行道無出現(xiàn)積水等現(xiàn)象，整體效果較好。