透水混凝土使用性能及影響因素分析

邱建軍

江蘇蘇博特新材料股份有限公司 江蘇 南京 211100

前言

透水混凝土被稱為環保材料，由于透水混凝土中具有較大的孔隙從而使得透水混凝土的透氣性較強，能夠對于城市中的熱島效應進行有效的改善，做好透水混凝土的配比及性能試驗能夠掌握影響透水混凝土應用的各項影響因素，從而為透水混凝土的應用打下良好的基礎[1]。

1 透水混凝土的主要性能

1.1 透水性

透水混凝土路面具有較好的透水性，是由單一粒徑粗骨料、水泥、水、增強劑和無機原料等按特定配合比經特殊工藝制備而成的骨架孔隙結構，其內部孔隙率一般為15%～30%，多數孔徑大于1mm，透水系數為0.5～20mm/s。當降雨發生時，初期雨水會自然滲入至其內部的孔隙中，當降雨量小于孔隙率時，雨水會蓄積在透水面層和基層中；當降雨量較大超出其總孔隙率時，可透水路面就會產生地表徑流。因此，透水混凝土路面透水和蓄水能力的決定因素是透水面層和基層的孔隙率。

1.2 強度

透水混凝土強度特性和透水性與其組成材料密切相關。黏結料用量越多，抗壓、劈裂、抗彎強度越大;集料尺寸越大，強度越小。隨著混凝土孔隙率的增大，其強度逐漸降低，不含細骨料混凝土的強度為1.4～13.7MPa。研究發現，提高透水混凝土強度，必然會減小孔隙率，導致其滲透系數降低，因此，透水混凝土受其強度的限制，主要應用于公園、人行道、輕量級車道、停車場以及各種體育場地[2]。

2 影響因素

2.1 透水混凝土中所使用的原材料的品種及性能分析

（1）透水混凝土中所使用的水泥材料性能分析

水泥是混凝土中主要的膠結材料，在透水混凝土中主要使用水泥來包裹粗骨料來實現對于材料的膠結，在這一過程中，水泥與粗骨料界面之間的黏結強度是透水混凝土中力學性能的關鍵，同時也是透水混凝土中的力學性能的薄弱一環，因此需要做好透水混凝土中所使用的水泥材料的試驗以找出符合要求的混凝土型號。通過研究表明在透水混凝土中應當使用強度較高的普通硅酸鹽水泥作為主要的材料，從而使得透水混凝土能夠具有較強的膠結性以確保透水混凝土澆筑完成后不會出現流漿和滴漿的問題。

（2）透水混凝土配比中所使用的粗骨料分析

理論上來說，增強透水混凝土的膠結的力學性能需要確保透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越小越好，粗骨料的粒徑越小則其粒子的表面積則相對越大，從而使得透水混凝土在使用水泥膠結的過程中各骨粒之間的膠結接觸點也越多，從而使得水泥的膠結效果越強。但是透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越小則會使得透水混凝土中的孔隙也越小越少從而影響到透水混凝土的透水等效果，但是如透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑越大則會影響透水混凝土的結構強度，因此需要做好透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑試驗分析以確定符合使用要求的透水混凝土粗骨料的粒徑范圍。

2.2 透水混凝土中不同的材料及配合比對透水混凝土性能的試驗

（1）透水混凝土配比中選用不同的粗骨料粒徑對于透水混凝土性能的影響分析

在透水混凝土試驗中選用1：0.35：4.0的配合比，其中在透水混凝土中所使用的粗骨料的粒徑上分別使用5～25mm、5～16mm以及10～16mm三個層級，通過對拌和好的透水混凝土進行抗壓強度、孔隙率及滲透系數的試驗分析其中，在7d抗壓強度這一試驗指標上，5～25mm的抗壓能力最高達到了14.7MPa而10～16mm粒徑的試驗指標最低為10.4MPa，在28d抗壓強度的試驗指標上則為5～16mm最高而10～16mm的仍然最低，在孔隙率和滲透系數這兩項試驗指標上為10～16mm粒徑所獲得的透水混凝土的性能最高。通過對于透水混凝土進行粒徑試驗表明，在透水混凝土的材料的選擇上選用不同的粗骨料粒徑會對透水混凝土的強度和透水性能產生極大的影響，為確保透水混凝土取得良好的使用性能需要從透水混凝土的強度和透水性能進行綜合的考慮，根據施工現場的實際使用情況來在透水混凝土的強度和透水性上做出合理的選擇。

（2）透水混凝土配比中水灰比不同對于透水混凝土性能的影響

在透水混凝土的配比中通過對水泥、水、骨料使用三種不同的配合比：1：0.4：4.0、1：0.35：4.0、1：0.3：4.0來對透水混凝土的性能進行分析，通過對試驗后的數據進行分析后發現，透水混凝土與常規混凝土相類同，水灰比對于透水混凝土的強度性能會產生較大的影響，隨著透水混凝土配比中的水灰比的逐漸降低會使得透水混凝土的強度逐漸增強，透水混凝土在施工的過程中會受到諸多因素的影響，因此在透水混凝土水灰比的選擇上需要根據施工現場的實際情況來進行選擇并制定較為合理的施工方案。

通過對透水混凝土進行試驗后發現，透水混凝土中的透水能力與透水混凝土中的孔隙率呈正比，而與透水混凝土的抗壓強度呈反比，因此在透水混凝土的透水及強度的選擇上需要結合現場的實際情況進行選擇。透水混凝土的孔隙率與粗骨料的級配關系較大，無砂單粒級配孔隙率較高，透水混凝土的強度與孔隙率及水泥用量關系較大而與水膠比的關系較低。

3 結束語

透水性混凝土作為一種生態環保型混凝土，正是當今社會創建“海綿城市”的重要材料。然而，由于各種條件的限制，目前對透水性混凝土的研究和推廣還有很大的進步空間，特別是對如何高效便捷地消除透水混凝土堵塞的研究尚少，如何提高其抗壓、抗折強度以及減小堵塞，增長其使用壽命是當前研究的關鍵問題。

參考文獻

[1] 李子成,張愛菊,周敏娟,等.雙摻廢渣對透水混凝土的協同效應[J].公路工程,2015,40(4):189-192.

[2] 孟剛,張凱峰,李預奇,等.C30透水路面混凝土性能試驗研究[J].廣東建材,2014,(5):8-10.