透水混凝土在某項(xiàng)目的應(yīng)用

涂躍亞

摘要：比較分析了透水混凝土道路較傳統(tǒng)硬化道路的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了透水混凝土配合比設(shè)計(jì)原則，詳述了透水混凝土的施工工藝，通過(guò)實(shí)際工程的應(yīng)用，表明透水混凝土能夠較好的應(yīng)用于工程實(shí)際，并針對(duì)透水混凝土易孔隙堵塞的缺點(diǎn)提出了建議。

關(guān)鍵詞：透水混凝土; 海綿城市; 配合比;施工工藝; 孔隙堵塞

目前，國(guó)內(nèi)廣泛使用釉面磚、混凝土、柏油、石料等不透水材料進(jìn)行道路硬化，給城市環(huán)境帶來(lái)諸多危害：1）日益嚴(yán)重的地下水資源枯竭——城市建筑物及不透水的硬化地面阻斷了部分地下水的補(bǔ)給路徑;2）內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā)——由于封閉型，如遇特大暴雨或管網(wǎng)堵塞，易造成城市內(nèi)澇;3）加重城市熱島效應(yīng)——封閉的城市地表改變了原有地表的吸收、蒸發(fā)、熱傳導(dǎo)等結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)致雨水蒸發(fā)快、地表干燥，最終城市相對(duì)濕度小、天氣干燥[1]。

“海綿城市”這一概念首次在2012年4月的《低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中被提出，目的是如何能使城市建設(shè)自主的具備滲、滯、蓄、凈、用等能力。透水混凝土是海綿城市發(fā)展建設(shè)中的一種新型地面鋪裝材料，具有高透水性、透氣性、生態(tài)環(huán)保、吸能、減噪等特性，得到了廣泛的應(yīng)用。

本文依托某項(xiàng)目彩色透水混凝土技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)該技術(shù)的施工工藝及應(yīng)用情況進(jìn)行了分析、說(shuō)明。

1 透水混凝土的特點(diǎn)

透水混凝土是由間斷級(jí)配粗骨料、水泥、水和外加劑組成。經(jīng)拌合后，粗骨料表面在水泥凈漿的膠結(jié)作用下，形成多孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)孔隙率很高。根據(jù)用途不同，粗骨料的粒徑大小不盡相同，連通孔隙率范圍為15%-30%，為避免單一級(jí)配造成的離析現(xiàn)象，應(yīng)選用雙粒級(jí)粗骨料[2]。

2 透水混凝土的配制

透水混凝土由于自身結(jié)構(gòu)的限制，存在透水系數(shù)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的矛盾關(guān)系：為使強(qiáng)度提高，應(yīng)減小骨料粒徑，骨料間的間隙減少，造成透水系數(shù)減小;為使透水系數(shù)增大，應(yīng)增大骨料的粒徑，造成膠結(jié)面積小，孔隙大，造成強(qiáng)度降低。因此，透水混凝土的配置應(yīng)根據(jù)用途區(qū)別對(duì)待。

2.1 水泥用量

一般，透水混凝土應(yīng)選用強(qiáng)度較高的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥用量以完全包裹粗骨料的表面為宜，在保證最佳用水量的前提下，適當(dāng)增加水泥的用量，能夠增加水泥漿的稠度，增強(qiáng)透水混凝土強(qiáng)度。

根據(jù)粗骨料的體積孔隙率及膠凝材料的填充率25%-50%，水泥用量通常定為300-450kg/m3為宜[3]。

2.2 用水量

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般透水混凝土水灰比介于0.25-0.40之間，實(shí)際進(jìn)行拌合過(guò)程中，以粗骨料在水泥漿中包裹均勻，且無(wú)水泥漿下滴時(shí)為宜，用水量一般為80-120kg/m3。

2.3 骨料用量

根據(jù)所要求的孔隙率和強(qiáng)度特征，以1m3透水混凝土的質(zhì)量（水泥用量、用水量與粗骨料用量之和）約在1600-2100kg的范圍內(nèi)，以此方式來(lái)確定的骨料用量[4]。

2.4 外加劑

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、氣溫、透水混凝土運(yùn)距等，可以適當(dāng)添加外加劑。外加劑主要作用為減少用水量及調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，達(dá)到相同孔隙率的條件下提高混凝土強(qiáng)度的目的。

3 透水混凝土的應(yīng)用

為響應(yīng)國(guó)家“海綿城市”建設(shè)，某項(xiàng)目在廣場(chǎng)、校區(qū)道路、市政景觀、教學(xué)樓中庭等處廣泛應(yīng)用彩色透水混凝土。

3.1 透水混凝土的配合比及相關(guān)參數(shù)

彩色透水混凝土配合比為水泥：碎石：水膠比=1：3.08：0.30，水泥用量為480Kg/m3。彩色透水混凝土的相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求：耐磨性≤35mm，透水系數(shù)為0.5mm/s，25次凍融循環(huán)后抗壓強(qiáng)度損失率≤20%，25次凍融循環(huán)后質(zhì)量強(qiáng)度損失率≤5%，孔隙率為11-17%，強(qiáng)度等級(jí)為C30。

3.2 透水混凝土的施工工藝

3.2.1 土基層處理

基層應(yīng)進(jìn)行素土夯實(shí)，要求密實(shí)度≥93%。

3.2.2 鋪級(jí)配層

將20-50mm粒徑的碎石集料，按比例拌合后，在土基層上攤鋪、平整，并通過(guò)振動(dòng)碾壓，達(dá)到200mm的厚度及要求的壓實(shí)度。

3.2.3 鋪中砂結(jié)合層

攤鋪10mm厚的中砂層，用于結(jié)合、填縫和人工找平，澆水使中砂濕潤(rùn)再進(jìn)行碾壓。

3.2.4 測(cè)量支模

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在中砂結(jié)合層上標(biāo)示出高程、中線或邊線等進(jìn)行標(biāo)示。支模時(shí)，應(yīng)注意坡度、垂直度、高程等問(wèn)題。

3..5 混凝土攪拌

混凝土攪拌采用JS500強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行。由于拌合料干硬性的特點(diǎn)，攪拌機(jī)應(yīng)設(shè)置于離施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)距30min以內(nèi)的位置。粗骨料、水泥及添加劑采用人工稱量、投放，拌合用水為自來(lái)水，通過(guò)自動(dòng)供水裝置，按量進(jìn)行進(jìn)水并拌合。依次將粗骨料、水泥、顏料和添加劑按計(jì)劃好的比例加入攪拌機(jī)的升降斗中，先進(jìn)行攪拌20-30秒，使其混個(gè)均勻后，再通過(guò)自動(dòng)供水裝置加水拌合。

3.2.6 運(yùn)輸及攤鋪

拌合后的透水混凝土的裝料及運(yùn)輸控制在35min以內(nèi)，運(yùn)輸采用運(yùn)輸車或裝載機(jī)進(jìn)行。由人工完成初整平后，宜采用低頻平板振動(dòng)器振實(shí)找平，對(duì)邊角等機(jī)械無(wú)法覆蓋及邊緣等易出現(xiàn)缺料的地方，采用人工補(bǔ)料找平，其底層振實(shí)找平后，再攤鋪彩色透水混凝土面層。彩色透水混凝土面層攤鋪振實(shí)后，宜使用抹平機(jī)對(duì)面層抹平收漿，攤鋪時(shí)松浦系數(shù)宜為1.2。

3.2.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

透水混凝土攤鋪完畢后，及時(shí)設(shè)置圍欄、警示帶等保護(hù)措施，宜在24h后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免堆放重物及通行車輛。路面養(yǎng)護(hù)可采用定期灑水保濕，或?yàn)⑺蟛捎盟芰媳∧みM(jìn)行覆蓋。氣溫較低時(shí)應(yīng)減少灑水次數(shù)，氣溫較高時(shí)，應(yīng)采用其它覆蓋措施避免水分過(guò)快蒸發(fā)。

3.2.8 噴涂封閉劑

一般透水混凝土養(yǎng)護(hù)5-7d后噴涂封閉劑。封閉劑的色彩應(yīng)與透水混凝土顏色一致，增強(qiáng)美觀性和耐久性，防止透水混凝土長(zhǎng)時(shí)間使用后因孔隙受污而堵塞。噴涂封閉劑完成12h后，透水混凝土方可投入使用。

3.3 強(qiáng)度檢測(cè)

為檢測(cè)透水混凝土相關(guān)性能指標(biāo)，在透水混凝土攤鋪過(guò)程中，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，經(jīng)過(guò)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后送質(zhì)檢中心進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試。得出的試驗(yàn)結(jié)果為，28d抗壓強(qiáng)度：試件1為35.53MPa，試件2為35.24MPa，試件3為33.95MPa;28d彎拉強(qiáng)度：試件4為3.18MPa，試件5為3.20MPa，試件6為3.17MPa。

可以得出，現(xiàn)場(chǎng)取樣的彩色透水混凝土強(qiáng)度可靠，能完全滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)硬化地面的缺陷分析，提出了透水混凝土在“海綿城市”應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合某項(xiàng)目彩色透水混凝土的應(yīng)用情況，得出以下結(jié)論：

4.1 由于透水混凝土的透水性和強(qiáng)度與骨料級(jí)配密切相關(guān)，透水混凝土骨料的級(jí)配應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求區(qū)別對(duì)待;

4.2 透水混凝土相較單粒級(jí)配，雙粒級(jí)配能更好的避免離析現(xiàn)象的發(fā)生;

4.3 通過(guò)實(shí)際工程的應(yīng)用，表明相關(guān)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)需要，能夠較好的用于工程實(shí)際。

需要注意，由于透水混凝土蓄、排水的能力有限，透水混凝土應(yīng)與地下排水官網(wǎng)的建設(shè)配合使用，如果路側(cè)設(shè)置排水溝、地下設(shè)置排水總管，則蓄、排水的能力將大大提高;透水混凝土主要依靠粗骨料間的孔隙蓄、排水，因此攤鋪后除涂刷封閉劑外，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)清洗路面，保證孔隙不被堵塞。

參考文獻(xiàn)：

[1] 江信登. 透水混凝土的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 福建建筑， 2009， 12： 43-44， 59.

[2] 孟宏睿， 陳麗紅， 薛麗皎. 透水混凝土的配置[J]. 建筑技術(shù)， 2005， 36（1）： 29-33.

[3] 程娟， 楊楊， 陳衛(wèi)忠. 透水混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究[J]. 混凝土， 2006， 10： 81-84.

[4] 劉霞， 王加榮等. 透水混凝土在奧林匹克森林公園的工程應(yīng)用[J]. 混凝土， 2008， 10： 120-122.