高鈦渣透水混凝土應用情況研究

徐雪艷

摘 要：透水混凝土是一種具有呼吸性的新型路面，綠色環保。本文運用攀西地區高鈦渣砂石制作具有優秀物理力學性能和透水性能的高鈦渣透水混凝土，通過研究確定高鈦渣透水混凝土骨料粒徑范圍（0.6～20mm）和用量，設計確定配合比;通過成功應用取得了良好的效果，具有長期的經濟和環保效益。

關鍵詞：高鈦渣混凝土;配合比;性能

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0107-02

Study on the Application of Permeable Concrete with High Titanium Slag

XU Xueyan

（Engineering Technology of Panzhihua Iron and Steel Group Co.， Ltd.，Panzhihua Sichuan 617000）

Abstract： Pervious concrete is a new type of pavement with breathability， green and environmental protection. The high titanium slag pervious concrete with excellent physical and mechanical properties and water permeability was made from high titanium slag sand and stone in Panxi area. The aggregate size range （0.6～20mm） and amount of high titanium slag pervious concrete were determined by research， and the mix ratio was determined by design. Good results were obtained through successful application， which has long-term economic and environmental benefits.

Keywords： high titanium slag concrete;mix ratio;performance

1 背景及現狀

1.1 密實混凝土與透水混凝土比較

我國城市混凝土道路覆蓋率已達到7%～15%，絕大多數路面仍以不透水的石板材和混凝土為首選。與自然的土壤相比，密實的混凝土路面會給城市環境帶來以下問題。

①不透水的路面使得滲入地下的雨水明顯減少，地下水得不到應有的補充，導致地下水位下降。

②致密的地面很難與空氣進行熱量和水分的交換，使城市地表空間的溫濕度等氣候條件的調節能力下降，產生熱島效應。

③當短時間內集中降雨時，由于大量雨水來不及滲入地表，極易造成城市內澇。

由此，需要一種具有呼吸性的新型路面，透水混凝土應運而生。透水混凝土又稱多孔混凝土、透水地坪，是由骨料、水泥和水劑一起攪拌而成的一種多孔輕質混凝土。它不含細粉骨料，由骨料表面包覆一薄層水泥漿相互黏結而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結構，具有透氣、透水和重量輕的特點。與普通混凝土地面相比，具有以下優點[1]。

①透入性路面能夠使雨水迅速滲入地表，大大降低了城市內澇的風險，有效補充了地下水資源，可以保持土壤濕度。

②透水性路面具有較大的空隙率，并且與土壤相通，能夠積蓄較多的熱量，有利于調節城市空間的溫度和濕度，減輕熱島效應。

1.2 高鈦渣透水混凝土研究

透水混凝土在全國范圍內的應用并不是一個新穎的課題，但在攀西地區運用高鈦渣砂石制作透水混凝土還沒有先例。高鈦渣是高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時產生的熔融礦渣在空氣中自然冷卻或水冷形成的一種以鈦輝石、鈣鈦礦等礦物為主的石質材料。運用高鈦渣砂石制作透水混凝土，不僅是因為其變廢為寶的環保價值，還因為其物理性能完全滿足混凝土的需求。并且，高鈦重礦渣砂石相比天然砂石有多孔的特性，具有較高的吸水率，是制作透水混凝土主體的優勢。經過前期的了解，攀枝花幾乎沒有使用透水混凝土的先例，而在市政改造的條件下，透水混凝土具有一定的市場前景[2]。

2 研究目標

①確定高鈦渣透水混凝土骨料粒徑范圍（0.6～20mm）及用量，設計確定配合比。

②配制C15、C20高鈦渣透水混凝土，研究其力學性能（抗壓強度）、透水性能（透水系數達到0.5mm/s）。

③研究高鈦渣透水混凝土攪拌及施工方案。

3 研究項目主要實施過程

3.1 選取材料

透水混凝土對于砂石原料的成分有一定要求，粗骨料粒徑不宜太大，細骨料宜少含粉或不含，粒徑范圍一般在0.6～20mm。

3.2 根據選取的砂石配制出最佳高鈦渣透水混凝土配合比

為了兼顧高鈦渣透水混凝土的力學性能和透水性能，試驗室對礦渣透水混凝土進行實驗試配，以尋找兼顧這兩種性能的混凝土生產配合比，具體試驗過程如下。

3.2.1 試驗用原材料的化學成分及主要技術指標。①水泥：試驗用水泥為攀煤水泥廠42.5R普通硅酸鹽水泥。②集料：細集料為高鈦重礦渣砂，0.6～4.75mm連續級配（自然風干，含水量≤1%）;粗集料為高鈦重礦渣碎石，5～20mm連續級配（自然風干，含水量≤1%）。③外加劑：瑞信精工生產的RX-15型高效緩凝減水劑，減水率16.0%。④拌合水：普通生活水。

3.2.2 高鈦重礦渣透水混凝土配合比設計。高鈦重礦渣透水混凝土配合比設計是將其組成的材料，即水泥、水、粗細骨料、外摻劑及料漿等合理配比，使所配制的混凝土滿足。滿足工程所需的抗壓強度及透水性能，且和易性滿足施工要求。通過混凝土試配情況可知：①高鈦渣透水混凝土中粉料的使用不宜過多，粉料、骨料和水的比例最好為1∶3.5∶0.25，其中用水量根據拌和物狀態控制，以表面反光但無明顯富余漿體為宜;②礦渣骨料通過篩選，整體外觀質量較好，透水性能更佳;③高鈦渣透水混凝土從攪拌到成型完畢，時間宜控制在45min之內;④攪拌時應先將骨料混合攪拌10s，再混合粉料攪拌15～20s，最后加入水劑攪拌60s左右;⑤直接將粗細骨料一起拌和的高鈦渣透水混凝土28d抗壓強度達到24.0MPa，透水率大于50mm/s，且制作成型較為簡便，但考慮美觀還是建議使用單獨的面層透水混凝土進行鋪設[3]。

4 實際工程應用

2016年3月在攀鋼工程建安分公司辦公樓室外地坪進行了高鈦重礦渣透水混凝土的鋪裝。

4.1 實際應用效果分析

①透水路基土面需夯實平整，應穩定、均質，并能為路面結構提供均勻的支撐。

②高鈦渣透水混凝土為干硬性混凝土，由于采用的是高鈦重礦渣砂石，砂石本身具有多孔特性，吸水性強，長距離運輸易造成混凝土變干，從拌和站到施工澆注點的距離不宜過長，運輸時間宜控制在10min之內，宜現場或者就近拌和高鈦重礦渣透水混凝土。

③礦渣透水混凝土在商砼站攪拌，坍落度小甚至無坍落度，進料卸料困難，靠人工上車疏通，人工成本高。

④礦渣透水混凝土面層施工前，應對底層做清潔處理，處理后的底層表面應粗糙、清潔、無積水并保持一定潤濕度。

⑤高鈦渣透水混凝土為干硬性混凝土，攤鋪必須及時，對于大面積施工的透水混凝土，應采用分塊隔倉時進行攤鋪，攤鋪應迅速而正確，在斷面進行粗糙處理并用少量水潤濕以便于繼續施工時后續的混凝土黏結緊密。

⑥高鈦渣透水混凝土應采用低頻平板振動器或者人工搗實平整，待其初步凝結后采用滾筒滾壓并用抹合拍平，抹合不能有明水。平板振動器頻率不能過高且振動時間不宜過長。

⑦高鈦渣透水混凝土澆筑完成后，應立即采用薄膜養護或灑水養護，灑水時不宜直接用水沖混凝土表面，宜從上到下淋灑，養護時間不宜小于7d。另外，高鈦渣透水混凝土的施工應盡量選擇在早晚時間避開氣溫高的午后。

⑧透水路面在養護期內需切割脹縮縫，路面縮縫切割深度宜為1/2～1/3路面厚度，路面脹縫應與路面厚度相同，施工中施工縫可代替縮縫。

4.2 經濟效益

通過對高鈦重礦渣透水混凝土應用技術攻關，根據實際生產應用，該工程總共使用面層透水砼21m3，底層透水砼134m3，混凝土運費42元/m3，加工費60元/m3，總成本178.67×21+175.88×134+155×102=43 129.99元。若計100元/m3的利潤，總經濟效益為100×155=15 500元。同時，該技術的使用具有長期的經濟及環保效益。

5 結論

目前，攀枝花市場透水混凝土是一個新的領域，推銷透水混凝土有一定的市場前景，具有一定的經濟效益。工程應用也是一個逐步踐行的過程，還需要一定的銷售途徑，進行大力宣傳，讓用戶所接受。

參考文獻：

[1]住房城鄉建設部.混凝土結構工程施工質量驗收規范：GB 50204—2015[S].北京：中國建筑工業出版社，2015.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.預拌混凝土：GB/T 14902—2003[S].北京：中國標準出版社，2003.

[3]中華人民共和國建設部，國家質量監督檢驗檢疫總局.普通混凝土拌合物性能試驗方法標準：GB/T 50080—2002[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.