彩色透水混凝土施工工藝要點探討

徐志承

（上海浦興路橋建設工程有限公司，上海市201210）

0 引言

隨著保護水資源、降噪、緩解城市熱環境、緩解地表徑流、改善城市地表土壤生態環境和美化環境等特點突出的彩色透水混凝土日益被廣泛地應用于人行步道、廣場、公園、輕載機動車道等區域，其施工質量也越來越受到人們的關注。為此，在詳細調研基礎上，并結合大量工程實踐經驗，從設計、材料、配比、生產施工等幾個方面闡述與分析彩色透水混凝土的施工工藝要點，以為該類技術的深度推廣與應用提供一定的參考。

1 設計

在綜合考量項目地點、氣候及交通等多方面因素的基礎上，一般對彩色透水混凝土路面采用2層設計的方式，即原色的透水混凝土底層加彩色透水混凝土面層。2層透水混凝土設計的厚度和公稱粒徑大小也不同，一般采用下層粗厚、上層細薄的設計方式。如北京大興新城濱河森林公園彩色透水混凝土路面的底層采用厚度為8 cm，粒徑尺寸為10～20 mm的原色透水混凝土；面層設計為厚40 cm、粒徑尺寸6～8 mm的彩色面層[1]。廈門洪鐘大道彩色透水混凝土路面項目則設計為7 cm原色透水混凝土+4 cm暗紅色透水混凝土[2]。廣州國際生物島環島路觀光車道的彩色透水混凝土道路也是采用兩層設計，基層采用15～20 mm粒徑的素色透水混凝土，面層采用6～8 mm粒徑的彩色透水混凝土[3]。這種設計方式既讓底層的牢固性有了保障，又保證利潤路表的美觀和透水效果。

2 材料選擇

彩色透水混凝土的原材料主要包括膠黏劑、集料、水、顏料和添加劑，通常根據其使用功能需要和設計要求，進行原材料的選擇與搭配。

2.1 膠黏劑

一般采用強度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥、高等級硅酸鹽水泥[1-3]。選用水泥時，除應滿足相關國家標準要求外，還應通過混凝土配合比試驗，根據其透水系數、強度、色彩等指標優選適宜的水泥品種和強度等級。

2.2 集料

通常使用質地堅硬、耐久、潔凈的集料，如高石。集料含泥量不大于0.5%，無泥塊和其它雜質，堆積密度不小于1 350 kg/m3，壓碎值不大于15%。粒徑范圍的選擇有 6～8 mm、5～10 mm、10～20 mm、10～24 mm等多種形式。

2.3 水

一般使用自來水直接用作透水性水泥混凝土攪拌的水源，非自來水時須加以處理。

2.4 顏料

要求選擇的顏料耐候、無毒、無污染，如濃縮的無機顏料，顏料顏色有暗紅色、淺紅色、藍色、綠色等多種選擇。

2.5 添加劑

為了達到保水、緩凝、提高強度、改善施工性能等效果，彩色透水混凝土使用添加劑。添加劑主要包括以苯丙乳液為主的有機材料和以無定形二氧化硅為代表的無機類材料。在實際選擇使用時，應根據實際試配過程中拌合物性能及強度、透水率等指標選擇增強劑。

3 配比設計

一般采用正交方法，通過考察水膠比、透水系數、凍融性能、碳化性能及耐磨性等指標確定彩色透水混凝土的配比。

3.1 根據28 d抗壓強度和透水系數確定水膠比

彩色透水混凝土28 d抗壓強度一般不小于C20，而水膠比則是決定該指標的關鍵因素。已有的研究與應用成果表明水膠比一般控制在0.2～0.4范圍內[4-7]，實際值須根據28 d抗壓強度確定。較小的水膠比不但難以完全包裹骨料的表面，而且存在膠結層薄、不連續等問題，最終導致強度低。水膠比過大時，會造成水泥漿離析小落，骨料與膠結層結合不均勻，也會導致混凝土強度低。只有當水膠比合適時，膠結料與骨料結合均勻、無離析、小孔結構連續，28 d抗壓強度才能達到最大化水平，合適的水膠比可將彩色透水混凝土的28 d抗壓強度做到 40～50 MPa[4]。

在用28 d抗壓強度確定的最大水膠比范圍前提下，進一步通過考察該范圍內的透水系數，最終確定最優水膠比。

3.2 根據凍融、碳化和耐磨指標確定顏料和添加劑占比

在確定水灰比的基礎上，通過考察顏料和添加劑不同占比情況下彩色透水混凝土28 d的凍融損失情況、碳化深度和耐磨度等，進一步精確確定顏料和添加劑的用量。研究成果表明，顏料和添加劑在彩色透水混凝土中的占比一般分別為5%～10%和 0.5%～1.5%[3-6]。

4 生產施工

4.1 生產

通常采用強制式攪拌機生產彩色透水混凝土，在正式生產之前，須對拌機進行清洗，一般倒入骨料、水泥和水攪拌4～6 min，并全部廢棄該批拌合料后開始正式生產。

由于設備、原材料及實際配比不同，彩色透水混凝土的拌合順序具有靈活、多元化的特點，有先將集料與顏料干攪拌，再加入膠結料和添加劑繼續干攪拌，最后加水濕拌合的工藝順序；也有先將集料與部分水濕拌合，再加入其它材料拌合的操作；還有先將膠結料與集料干拌合，之后分批次加水濕拌合的生產。無論采用哪一種攪拌順序，其目標都是保證生產出來的混凝土均勻、光澤、便于運輸和施工，就總拌合時間而言，彩色透水混凝土總的攪拌時間一般控制在3 min左右。

4.2 運輸

彩色透水混凝土的初凝時間決定了其可運輸的時間和距離范圍，時間一般控制在10～60 min。與此同時，為降低氣候因素的影響，運輸過程中盡量采取有效的保溫和封閉措施，減少運輸過程中的水分蒸發流失。

4.3 攤鋪

在大規模攤鋪之前，進行試鋪以確定攤鋪工藝參數，而后再進行正式攤鋪。根據彩色透水混凝土拌合物的坍落度和路面橫坡大小確定的松鋪系數，一般宜控制在1.05～1.20之間。攤鋪過程控制要點如下：

（1）在正式攤鋪過程中，安排專人指揮車輛均勻卸料，在攤鋪寬度范圍內，分多堆卸料。

（2）攤鋪速度與振搗、整平速度相適應，并不宜不大于30 m/h，同時碾壓沿縱向方向進行，如遇接頭或模板邊緣，改為橫向碾壓，碾壓時輪跡重疊控制在15～25 cm或平板振動板長的1/4到1/3。

（3）局部存在缺陷時，人工補料，再進行第二遍碾壓。

（4）壓實彩色透水混凝土后，采用抹光機對其表面進行整平，抹光機無法整平的細部凹缺部分，人工進行修平、補缺，如遇翻漿則翻挖再平整。彩色透水混凝土的抹面操作一般不小于4次。

4.4 養護

相比常規混凝土，彩色透水混凝土拌合物疏松多孔，水分更易流失。因此，為減少水分蒸發，不僅要用薄膜類覆蓋物覆蓋，而高頻次灑水保濕，使透水混凝土表面始終處于潮濕狀態。與此同時，當環境溫度變化大、溫度過低時，還要采取一定的保溫措施。彩色透水混凝土濕養護時間一般不小于7 d，總養護時間在14～28 d之間，實際具體值依據施工地點環境溫度確定。

4.5 處理表面

在彩色透水混凝土成型后的3 d左右，將透明或添加了顏料（用于補色）的封閉劑[8]，如雙丙聚氨酯，均勻噴涂或涂刷于其表面，以增強其美觀性和耐久性。表面處理時間不宜拖后，防止彩色透水混凝土被污染。

4.6 設置伸縮縫

完成養護14 d或強度達到大于等于設計強度25%時，用路用切割機切出脹縫和縮縫。脹縫貫穿2層透水混凝土，達到基層，寬度在15～20 mm之間，每18～20 m設置一道脹縫，縫內用泡沫棒、嵌縫油膏或瀝青處理；縮縫深不小于混凝土澆筑厚度的1/3，縮縫寬度在5～8 mm，每5～6 m設置一道縮縫。

5 結語

相比傳統混凝土，彩色透水混凝土對原材料、施工等方面要求的標準更高，尤其隨著材料科學的不斷發展，如顏料選擇由無機變為有機或復合，這就要求該領域的從業人員不斷學習、研究、掌握和應用日益更新的技術與工藝，應對人們對彩色透水混凝土視覺美感的不斷追求。

[1]戢文占,石云興,張濤，等.大興新城濱河森林公園透水混凝土路面施工技術[J].施工技術,2014,43(21)：99-101.

[2]王杰林.彩色透水混凝土路面在海綿城市建設非機動車道中的應用[J].建筑與裝飾,2011,(3)：219-220.

[3]馬健萍.彩色透水混凝土路面工程管理實踐[J].廣東公路交通,2011,(3)：52-54.

[4]職曉云,胡保剛.鄭州國際會展中心停車場彩色透水混凝土路面施工技術[J].施工技術,2011,40(345)：84-86.

[5]李美娟.再生骨料附著砂漿含量對路用透水型彩色再生混凝土性能的試驗研究[J].四川建筑科學研究,2014,40(4)：258-259.

[6]代錚.彩色露骨料透水混凝土研制及在景觀工程的應用 [J].混凝土,2016,(12)：158-160.

[7]李鴿.透水混凝土的試驗研究[D].淮南：安徽理工大學,2013.

[8]張列.透水混凝土施工工藝及材料的探討[J].建設科技,2017,(16)：97-98.