預拌透水混凝土的研究及應用

張力，張林

（南京標美生態環境科技有限公司，江蘇 南京 210036）

0 引言

隨著全國海綿城市建設的廣泛開展，透水混凝土作為一種生態環保的綠色鋪地材料越來越多地得到廣泛的運用。與普通混凝土路面相比，透水混凝土具有連續的孔隙，具有消除路面積水、減小城市暴雨季節的路面徑流、降低城市熱島效應、降低路面噪音、防滑、美觀的功能。是實現海綿城市關于雨水“滲、滯、蓄、凈、用、排”的關建功能性材料。

目前國內透水混凝土的施工基本上采用現場拌和與現場攤鋪施工的模式，這主要是由于透水混凝土材料的特殊要求造成的。為保證透水混凝土的孔隙率，采用低水灰比設計，這樣才能保證從施工到終凝期間料漿不下沉堵塞孔隙。而低水灰比會造成初凝時間減短，從拌和料出料到施工結束的時間一般在1個小時以內，如果采用拌站預拌，加上運輸所用的時間，材料到現場可能會來不及施工，所以采用現場攪拌。另外初凝時間減小會造成終凝時間減小。材料初凝后粘度增加，放不干凈的材料會粘附在罐內，清除很因難。因此有必要研制適合預拌透水專用外加劑以適合市場的要求。本文通過研究，對外加劑進行復配和調整，從延長初凝時間、提高透水混凝土強度入手研制出適合做預拌透水混凝土的外加材料。通過試驗，混凝土初凝時間為 2～3 小時并且混凝土力學性能達到規范要求，為透水混凝土預拌化提供技術了支持。

1 試驗方法及原料

1.1 試驗原材料

水泥采用南京中聯水泥廠 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，石子采用粒徑為 5～9mm 的玄武巖石子，透水混凝土專用外加劑為南京標美生態環境科技有限公司生產的 JY-300 普通透水混凝土膠結料（摻量為水泥重量的2%）和 JY-A 型預拌透水混凝土專用膠結料。

1.2 試驗方法

1.2.1 水泥外摻膠結料凈漿凝結時間試驗

分別對 JY-300 和 JY-A 做水泥凈漿凝結時間試驗。因為透水混凝土屬單一級配的混凝土，石子粒徑較大且不具有流動性，所以不能采用貫入阻力的方法測定凝結時間。本試驗采用水泥凈漿的方法來測定凝結時間，分別試驗添加 JY-300 材料和 JY-A 材料的水泥凈漿的初凝時間和終凝時間。

試驗配合比見表1。試驗前按標準稠度用水量確定用水量及水灰比，試驗膠結料用量為水泥用量的 2%（重量百分比），經試驗得出標準用水量時水灰比為0.27。

表1 水泥外摻膠結料凈漿凝結時間試驗配合比

分別取 P·O42.5普通硅酸鹽水泥各 1000g，向其中分別加入 20g JY-300 和 JY-A 膠結料干拌均勻待用，向攪拌鍋內加入 270g 水，在攪拌機上攪拌 5s。再加入待用的水泥膠結料混合料，慢速攪拌 120s，停 15s 后快速攪拌 120s。停機，取出攪拌鍋，將鍋中漿料裝入試模，放入標養箱，30 分鐘后開始測初凝時間和終凝時間。

1.2.2 透水混凝土基本性能試驗

透水混凝土配合比見表2。

表2 透水混凝土配合比

透水混凝土制備方法及養護：

配制：根據配合比計算，準確稱取水泥、石子、水、膠結料，將水泥與膠結料先在容器里干拌均勻，制備成均勻的混合粉料。 先將稱量好的石子全部投入攪拌機，加入一半的水攪拌 30s，然后將混合粉料投入攪拌機，再攪拌 30s，最后加入另一半混合水溶液，攪拌180s，透水混凝土拌合物應攪拌均勻。

成型：本試驗采用鋼試模，工具為抹刀、搗棒，分層裝填，每層裝料高度不超過試模高度的 1/2； 每層用搗棒均勻插搗，做到邊、角、中心插密實，每次插搗不少于12次。裝填插搗完畢后，物料略高出試模。開啟振動臺，振動時間不超過 15s。振動時用抹刀按壓試件表面，以防物料外溢。振動完成后，四邊收干凈，去除模具上口多余的拌合料，用抹刀將試件表面抹平。

養護：試件成型后，用薄膜覆蓋表面，在(20±2)℃的條件下養護24小時后拆模，拆模后立即放入溫度為 (20±2)℃，相對濕度大于 95% 的標準養護室或標準養護箱養護至規定齡期。

2 試驗結果與討論

2.1 水泥外摻膠結料凈漿凝結時間（表3）

表3 不同膠結料的凝結時間

從表3可以看出，加入 JY-A 型透水混凝土膠結料水泥凈漿初凝時間要比加入 JY-300 普通透水混凝土膠結料的水泥凈漿初凝時間推后3小時，這樣就可以克服普通透水混凝土膠結料施工時間短的缺點，滿足了預拌透水混凝土對緩凝時間的要求。

2.2 透水混凝土基本性能

測試透水混凝土的 7d 抗壓強度、28d 抗壓強度，連續孔隙率和透水系數。結果見表4、表5。

表4 透水混凝基本性能（添加 JY-300 膠結料）

通過試驗可以看出，加入 JY-300 透水混凝土膠結料的透水混凝土，比加入 JY-A 透水混凝土膠結料的透水混凝土 7d 抗壓強度略高，原因是 JY-A 型膠結料緩凝時間較長，對早期強度增長有影響。但兩種材料的 7d抗壓強度都超過 28d 齡期的抗壓強度值的 70%。

從 28d 齡期的抗壓強度來看，兩種材料之間無顯著差異。無論是抗壓強度還是透水率都滿足 CJJ 135—2009《透水混凝土路面技術規程要求》。

表5 透水混凝土基本性能（添加 JY-A 膠結料）

3 結論與運用

（1）加入 JY-A 透水混凝土膠結料的透水混凝土可以和加入 JY-300 透水混凝土膠結料的透水混凝土一樣，滿足 CJJ 135—2009《透水混凝土路面技術規程要求》對透水混凝土性的各項能指標的要求。

（2）加入 JY-A 膠結料可以使透水凝凝土的初凝時間延長3小時，可以實現預拌透水混凝土的生產。保證透水混凝土在2小時的運輸時間后仍可以施工。

（3）JY-A 膠結料可以消除因延長透水混凝土的初凝時間對孔隙凝和透水率的負面影響。

（4）在生產預拌透水混凝土時要驗證膠結料與水泥的適應性。

（5）增加水灰比可增加緩凝時間，在保證不沉漿的條件下，可根據不同地區的氣候條件和運輸距離來調節水灰比。

透水混凝土預拌化生產是未來的發展趨勢。隨著各地對環境保護的加強，和對透水混凝土質量要求的提高，會有越來越多的地方要求使用預拌透水混凝土。