無砂透水混凝土配合比設(shè)計(jì)探究

陽春雄

（深圳市龍崗大工業(yè)區(qū)混凝土有限公司， 廣東 深圳 518116）

0 前言

通過水泥、粗骨料以及水等原料攪拌而成的無砂透水混凝土，是輕骨料混凝土的形式之一，因?yàn)椴话?xì)骨料，因此在混凝土的內(nèi)部，存在著大量貫通的空隙，能夠讓水在已經(jīng)硬化的混凝土空隙中進(jìn)行流動(dòng)，正是水在內(nèi)部的流動(dòng)，使無砂透水混凝土具備了獨(dú)特的特點(diǎn)，即透水性高、承載力強(qiáng)，易維護(hù)等，無砂透水混凝土憑借這些優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)廣泛的應(yīng)用于林景觀道路及城市廣場(chǎng)施工中。所以為了有效的在施工中對(duì)混凝土進(jìn)行合理選型，并有效提高施工控制水平，對(duì)無砂透水混凝土的設(shè)計(jì)研究，對(duì)林景觀道路及城市廣場(chǎng)混凝土施工技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。

1 原材料和試驗(yàn)方法

對(duì)無砂透水混凝土的配比設(shè)計(jì)，需要嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的要求，分別考慮透水性以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行原材料的選取，并需要確保施工性能以及原材料的經(jīng)濟(jì)性。

1.1 原材料

水泥選用:光大P.O42.5R，其比表面積342m2/kg，初凝時(shí)間156min，終凝時(shí)間241min，28d抗壓強(qiáng)度49.3MPa,28d抗折強(qiáng)度8.2MPa，CL-含量0.038%，含堿量0.46%，SO2含量2.51%；

外加劑選用科隆STH-20聚羧酸緩凝型減水劑：減水率28%，固含量10.2%，凈漿流動(dòng)度270mm，C1-含量0.043%，28d抗壓強(qiáng)度比140%，含堿量3.0%,硫酸鈉含量2.24%，收縮比103%；

水：PH值7.2，可溶物量39mg/L,氯化物含量34.6mg/L,堿含量67.9mg/L,不溶物量54mg/L,硫酸鹽含量49.9mg/L；

碎石5-10mm：含泥量0.20%、、泥塊含量0.10%，針片狀含量4.6%；

碎石10-20mm：含泥量0.10%、針片狀含量4.2%、泥塊含量0.10%、壓碎值9.2%，含堿量0.04%，C1-含量0.005%。

1.2 試驗(yàn)方法

（1）透水系數(shù)試驗(yàn)

對(duì)混凝土進(jìn)行透水系數(shù)試驗(yàn)，可以采用頂水位透水系數(shù)測(cè)定法，透水系數(shù)，是指水流過混凝土期間速度，計(jì)算單位取mm/s，通過變水位測(cè)定方法，將變水柱的高度下，試件豎向滲流速度用來表示試樣的透水性，將成型面垂直的兩側(cè)作為試驗(yàn)透水面，在非成型面的中間放置透水儀，對(duì)另外4面以及測(cè)試面當(dāng)中超出透水儀尺寸的面積采取抹漿處理，同時(shí)需要密封試件、透水儀的接縫部位，并對(duì)透水儀中進(jìn)行加水操作，直到試件的下側(cè)有水滲出，記錄水柱的自然下降刻度300mm到0的具體時(shí)間，時(shí)間數(shù)值要求精確到0.1s。式1為透水技術(shù)的計(jì)算公式：

在式1中，混凝土的透水系數(shù)=K，單位為mm/s，其中水位變化的高度=h，Δt則表示水位下降到一定高度期間所用的時(shí)間。

（2）測(cè)定孔隙率試驗(yàn)

首先，將試樣采用烘干或是冷凍的方式進(jìn)行脫水處理，將試樣放在真空干燥器中抽真空4～6小時(shí)，確保干燥器中氣壓為5Pa左右，隨后在真空狀態(tài)下滴入無水甲醇，將試樣淹沒后浸泡過夜，第二日測(cè)試懸吊在甲醇中試樣的稱重（Wsusp）以及試樣表面干干燥期間的稱重（WSSD），隨后再進(jìn)行孔隙率p的計(jì)算，如式2：

2 無砂透水混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 水灰比

水灰比在無砂混凝土拌制期間，不僅影響混凝土拌制的強(qiáng)度，也影響著混凝土的透水性，通常，水灰比的具體數(shù)值，都是隨著水泥用量的增減決定減少或是增加，不過一般波動(dòng)范圍都較小，某一級(jí)配的骨料，都有與其對(duì)應(yīng)的最佳水灰比值，一旦水灰比的值低于最佳水灰比值，就會(huì)造成水泥漿難以均勻包裹骨料的現(xiàn)象，即混凝土無法達(dá)到要求密實(shí)度。如果水灰比的值高于最佳水灰比值，就會(huì)導(dǎo)致混凝土不均勻，易于離析現(xiàn)象，對(duì)透水和強(qiáng)度的提高也十分不利，一般情況下，無砂透水混凝土的水灰比，其設(shè)定值介于0.25～0.40范圍內(nèi)[2]。

2.2 水泥和骨料

以1m3無砂混凝土為例，1m3無砂透水混凝土表觀體積，由骨料進(jìn)行堆積，在設(shè)計(jì)期間，確保水泥可以將骨料進(jìn)行包裹即可達(dá)到要求，無需確保骨料之間的縫隙密實(shí)填充，所以，1m3無砂透水混凝土的骨料用料為1300kg/m3。在設(shè)計(jì)中，可選用粒徑小，單一級(jí)配的骨料原料，從而讓堆積骨料中有大量的空隙，更好的實(shí)現(xiàn)透水性要求，并且小粒徑骨料比表面積大，與水泥漿的交界面積較大，在確保一定的骨料空隙基礎(chǔ)上，增加水泥用量，可以有效提高硬化后的強(qiáng)度。

2.3 性能

取W/C=0.25；0.28；0.31；0.34,水泥漿膜厚度取600/700/800/900μm，隨著水泥漿膜厚度不斷增加，無砂透水混凝土的強(qiáng)度逐步增大，厚度達(dá)到800μm期間，相比600μm的水泥漿膜厚度提高了1.5倍，其透水系數(shù)降低1.6倍，隨著水泥漿的增多，混凝土空隙率越來越低，連通孔數(shù)量減少，整體結(jié)構(gòu)逐步趨于密實(shí)和均勻。同時(shí)，因水灰比增加，透水系數(shù)和強(qiáng)度都會(huì)出現(xiàn)先大后小的現(xiàn)象，該現(xiàn)象是因?yàn)樗冶葘?duì)拌和物的和易性影響十分明顯，因此會(huì)對(duì)混凝土孔隙率和強(qiáng)度造成一定影響。

3 施工過程控制

無砂透水混凝土的施工過程包括了拌和，混凝土澆筑以及后期養(yǎng)護(hù)過程。

3.1 拌和的過程

在拌和期間，由于無砂透水混凝土屬于感應(yīng)性質(zhì)的混凝土，水泥漿的稠度很大，并且數(shù)量很少，因此為了確保骨料可以順利的被水泥漿進(jìn)行包裹，需要采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土攪拌，同時(shí)相比普通混凝土，要加長(zhǎng)攪拌時(shí)間，推薦時(shí)間＞3min。其次，在投料期間，投料的順序應(yīng)該是水泥——骨料——水——外加劑，在攪拌均勻的基礎(chǔ)上，再加入水和外加劑進(jìn)行攪拌均勻。

3.2 混凝土澆筑

在澆筑期間，首先對(duì)澆筑面灑水滋潤(rùn)，澆筑期間不能采用強(qiáng)搗實(shí)，以避免底部在下沉后形成不透水的水泥層，影響透水性。完成澆筑后，用壓路機(jī)靜壓、壓平作業(yè)。

3.3 養(yǎng)護(hù)階段

無砂透水混凝土具有很大的空隙，十分容易失水，因此澆筑后，施工人員需要及時(shí)用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，同時(shí)定期灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證水分。

4 結(jié)束語

無砂透水混凝土是我國(guó)林景觀道路及城市廣場(chǎng)中十分常用混凝土技術(shù)，除上述分析外，在使用期間，還可以摻加適當(dāng)?shù)臏p水劑，有效控制水灰比。對(duì)于水泥的用量需要良好把握，水泥太多，泥漿過厚影響透水性，若用的過少，將會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，其次，嚴(yán)格控制水灰比和水泥、骨料的用量，將水灰比控制在于0.25～0.40之內(nèi)，確保是最佳水灰比值，以保障施工期間良好的對(duì)無砂透水混凝土進(jìn)行控制，保證施工質(zhì)量。