透水混凝土成型方法的研究

李 斌

(山東科技大學，山東 青島 266590)

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·建筑材料及應用·

透水混凝土成型方法的研究

李 斌

(山東科技大學，山東 青島 266590)

針對透水混凝土振動臺成型的缺點，提出了一種新的成型方法，并通過試驗，分析了該成型方法對透水混凝土抗壓強度及空隙率的影響，得出了一些有價值的結論。

透水混凝土，擊實次數，抗壓強度，空隙率

隨著我國經濟發展水平不斷的提高，中國經濟發展水平逐漸的增強，這些年來，房地產的發展也十分快速，相對應的城市建設也是當下社會所必須重視的。城市街道巷落的路面再也不會是以往的泥濘道路，都被水泥瀝青混凝土等路面所取代，但這些路面往往都是由阻水材料所鋪設，所以這些路面是不透水的，在惡劣自然災害等條件下就會給城市的生態環境帶來巨大破壞。透水混凝土屬于綠色環保材料，是由粗骨料、水泥和水等拌制而成的一種具有連通孔徑的混凝土。它既有路面應有的強度，也有良好的透水性，使其在保證混凝土透水性的同時又要兼顧其強度，由于有連通空隙，因此其強度不會很大，當前，國內的透水性混凝土多用于自行車道路、人行道路、室外停車場等不需要高強度路面的場地。為了更好地推動透水性混凝土這種新路面型材料的大力發展，透水混凝土制作工藝的加強至關重要，尤其是透水混凝土的成型過程對其強度、透水性具有很大影響，因此，本文對其成型工藝進行更加深入的相關研究。

1 試驗

1.1 原材料選定

選用沂水石灰石，采用2.36～4.75粒徑占集料質量30%,4.75～9.5粒徑占集料質量70%,水灰比采用0.3，設計空隙率18%，透水混凝土保證透水性為15%，根據配合好的集料堆積密度和表觀密度,通過體積法[1]可得,水泥用量為310.54 kg/m3，水用量為93.16 kg/m3。

1.2 成型

透水混凝土路面的成型不同于普通的混凝土路面,普通混凝土路面試塊成型方法是將拌合好的混凝土放入模子中，使混凝土高出模子20%，然后放到振動臺[2]上進行振動密實，振動臺的作用是密實模子中的混凝土，但振動臺主要是密實混凝土或者混凝土砂漿密實所采用的，將振動臺用于透水混凝土的密實會造成兩種失敗結果：第一種，最為常見，振動太密實，透水混凝土試塊發生離析現象，將導致透水混凝土試塊底部封死，致使透水效果大大減少，而且由于水與灰過多的沉入試塊底部，導致底部水灰過多，試塊上部水灰過少，集料與水泥結合不充分，最終將導致試塊強度降低；第二種結果，振動不充分，放在振動臺振動一兩秒就取下，雖然試塊沒有發生明顯的離析現象，但是由于振動不夠導致試塊密實度不夠，雖然透水性得到了保證但是試塊結構松散，集料骨架鑲嵌松散，最終造成其強度不夠。這是由于振動臺的振動源來自振動平臺底部馬達，振動臺振動的是試塊的底部，導致材料紛紛聚集到試塊底部，發生離析現象，將底部堵死，影響試塊的透水性。

因此，實驗組針對這個問題，將試件成型的方式進行了調整，由于振動臺是將試塊材料聚集到了試塊底部，但如果振動試塊上部，混凝土集料一部分因振動向上翻動，另一部分由于重力作用，集料會向下移動，這樣試塊是否就不會產生離析現象，并能保證試塊強度。由于技術資金的限制，上部振動器操作起來麻煩，而且與試塊不符合，試塊磨具上部開頭只有10 cm寬，振動平板必須小于10 cm，且人工操作技術難度大，實驗結果因人而異，故排除掉這個方法。

下面將介紹第二種試塊上部密實法，我們設計一個鐵桿，在鐵桿上放上一定重量的鉛塊，鐵桿底部是一個塊鋼墊板，尺寸我們定為10 cm×10 cm[3]，實驗時，將混凝土混合料進行填裝，邊填裝邊進行人工插搗[4]，插搗目的是為了模子底部材料更加密實，混合料填裝到高出試塊模子20%左右時，將鐵桿底部的鋼板放在混凝土試料上，然后將鉛塊抬到一定高度，讓鉛塊進行自由落體砸向鋼墊板進行擊實，擊實注意高度一定，頻率一定，鐵桿擺正，并且下落高度不會對粗集料造成破壞，針對擊實次數我們設計了10次、20次、30次、40次、50次不同擊實次數的成型試件。

1.3 養護

試塊3 d后脫模,放常溫下養護7 d,養護期內要保證透水混凝土的澆水充分,防止水分不充分導致的水泥水化不夠,從而影響其強度。

2 試驗結果

透水混凝土試塊中,空隙率的測定尤為重要，在試塊的空隙中，主要分連通空隙和封閉空隙，但只有連通空隙對透水性起決定性的作用，實驗主要測的就是連通空隙率，空隙率的大小直接決定試塊的成敗,空隙率過小,排水得不到充分,失去了透水混凝土的作用,空隙率過大,則會導致試塊強度不夠,從而影響使用壽命,造成經濟上的浪費。因此，下面用浸水天平對透水混凝土試塊進行連通空隙率的測定，見表1。

表1 透水混凝土試塊連通空隙率測定結果

通過表1可以看出，透水混凝土試塊的連通空隙率隨著擊實次數的增加逐漸減少，當擊實到40次后，其連通空隙率基本不再發生變化，說明40次以后試塊內部已經非常密實，空隙基本不再變化。

在保證空隙率的基礎上，還要進行抗壓強度的測定，強度直接影響試塊的耐久性及利用的廣泛性，本次通過壓力機對透水混凝土試塊進行測試,實驗結果見表2。

表2 透水混凝土試塊抗壓強度測定結果

從表2可以看出，擊實10次～40次時,抗壓強度依次升高，說明透水混凝土的抗壓強度隨著擊實次數的增加，試塊強度也在不斷遞增，但到達第50次的時候,強度突然降低，這說明擊實存在一個合理次數,擊實次數過多,會破壞骨料的內部結構,導致其強度變低，不利于透水混凝土成型及利用。

3 結語

通過實驗可以看到，擊實次數的變化，可以明確看到強度和連通空隙率隨擊實次數的增加，抗壓強度得到了提高，連通空隙率不斷變小，當達到臨界次數之后(本次試驗臨界擊實次數40次)，試塊強度不再增強，反而有所降低，連通空隙率則趨于一個常數，空隙率變化很小。可見，當擊實達到臨界次數時，試塊內部達到最優密實，骨料間鑲嵌合理，強度達到最高，不僅骨料不會破壞，而且連通空隙率也得到了保證。所有通過采用試塊上表面擊實的方法，按照臨界擊實次數(本次試驗40次)進行，不僅解決了傳統振動臺導致離析或試塊內部不密實的現象，而且能在保證強度的基礎上，實現結構內部最優連通空隙。

[1] 甘冰清.透水混凝土的配合比設計及其性能研究[D].淮南：安徽理工大學碩士學位論文，2015：26.

[2] 程 娟.透水混凝土配合比設計及其性能的實驗研究[D].杭州：浙江工業大學碩士學位論文，2006：18.

[3] 宗中南.透水混凝土及其應用技術[M].北京：中國建筑出版社，2011：46.

[4] 付培江.透水混凝土強度相關性試驗研究[D].北京：北方工業大學碩士學位論文，2009：19.

On forming methods for permeable concrete

Li Bin

(ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266590,China)

According to the shortages of permeable concrete’s forming methods by the vibration table, the paper points out the new forming method, analyzes the influence of the forming method on the pressure resistance strength of the concrete and its porosity by the tests, and achieves some valuable conclusion.

permeable concrete, beat number, anti-pressure strength, porosity

1009-6825(2016)24-0114-02

2016-06-10

李 斌(1989- )，男，在讀碩士

TU528

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