透水混凝土施工工藝及性能研究

苗世軍

摘? 要：近年來，越來越多的城市開始建設海綿城市，要建設生態型城市，那么在城市建設的過程中對于透水混凝土的需求將是巨大的，因此進行透水混凝土的施工工藝和性能研究對于透水混凝土的科學化應用有著很重要的作用。該文首先對透水混凝土的原材料選擇、透水混凝土配合比設計和優化、透水混凝土試驗進行了分析，然后在分析結果的基礎上提出透水混凝土的施工工藝，最后對透水混凝土的目前應用以及研究前景進行介紹，希望在這篇文章中能夠帶給讀者一些收獲。

關鍵詞：透水混凝土? ?施工工藝? ?性能研究? ?應用

中圖分類號：G804.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）06（c）-0022-03

Study on Construction Technology and Performance of Pervious Concrete

MIAO Shijun

（CCCC Second Highway Engineering Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710000 China）

Abstract： In recent years， more and more cities begin to build sponge city. To build ecological cities， the demand for pervious concrete will be huge in the process of urban construction. Therefore， the research on the construction technology and performance of permeable concrete plays a very important role in the scientific application of permeable concrete. This paper first analyzes the selection of raw materials， mix design and optimization of pervious concrete， pervious concrete test， then puts forward the construction technology of pervious concrete on the basis of the analysis results， and finally introduces the current application and research prospects of pervious concrete， hoping to bring readers some harvest in this article.

Key Words： Pervious concrete; Construction technology; Performance study; Application

在當前的城市建設中，規劃者和建設者不再僅僅是追求高樓大廈，也不追求更多的外在的政績，而是在城市建設中使用更加科學的理論進行城市規劃，這對于城市的發展來說是很重要的。在目前，城市熱島效應、城市地下水補給等問題在困擾著一些城市，很多地區的城市降水量是非常大的，但是城市地下水的水位卻不見增長，這對于城市的可持續發展存在一定的影響，究其原因，主要是在城市建設過程中選擇的建筑材料不具有透氣性和透水性，而以上的問題都可以通過透水混凝土的使用來緩解。透水混凝土具有透氣透水、重量輕的特點，研究透水混凝土在一定程度上能夠有效地提升城市建設的水平，對于城市的發展有著很大的利好。

1? 原材料的選擇

透水混凝土的主要原料是膠凝材料、粗骨料、微量或者無細骨料、水、外加劑和摻合料等，它們需要按照一定的比例進行攪拌，因此在原材料的選擇上必須進行把控。不同的工程對于透水混凝土的需求是不一樣的，因此需要的原材料也是不一樣的，那么在進行原材料的選擇的時候也就不一樣。在該研究中，為了能夠符合大部分的施工場景，會選擇比較通用的原材料進行研究，并在一般化的施工場景中進行數據的獲取和分析[1]。

透水混凝土的原材料主要有PO42.5的普通硅酸鹽水泥，礦物摻合料選擇使用S95級礦粉，粗骨料選擇直徑在4.70～9.50 mm的碎石，外摻料主要使用透水混凝土專用的增強劑和粉劑增強料。這樣的原材料組合在一定程度上能夠滿足大部分的施工需要。

2? 透水混凝土配合比設計及優化

2.1 配合比設計

透水混凝土的配合比設計以及優化對于透水混凝土的質量有著決定性的作用，因此必須對此進行研究。首先是確定水膠比的范圍。在以往是試驗中，混凝土的水膠比一般在0.25～0.35之間，那么在選擇樣本的時候可以將水膠比的值設定在0.25、0.275、0.30、0.325、0.35，這樣就能夠覆蓋全部范圍，這能夠給以后的更加精細化的研究打好基礎。然后是確定骨料用量。1 m3的粗骨料用量可根據緊密堆積狀態下的碎石質量來推定，一般控制在1 500～1 600 kg/m3，如果在透水混凝土中使用過多的粗骨料，那么灰骨比會過大，影響其透水性和孔隙率。最后就是確定膠凝材料的用量，在以往的試驗中膠凝材料的用量一般控制在200～400 kg/m3，此次采用5個水泥用量水平來控制。當所有的材料都確定好以后，就可以將原材料放入攪拌機中攪拌成型[2]。在攪拌的過程中應當邊攪拌邊加水，根據攪拌過程中的透水混凝土的成型特點掌控水的用量，一般來說透水混凝土的攪拌時間比普通商品混凝土的攪拌時間要長。最終，當碎石表面出現濕漿膜時停止加水，這個時間一般為2～3 min。

2.2 透水系數和孔隙率測定

2.2.1 透水系數

透水系數的測定是有具體的經驗公式的，在進行測定的時候也是有專業的工具的。透水系數的測定公式為：

式中，kt是透水系數，單位是mm/s，精確到1 mm/s;Q為在t時間內滲出的水量，單位是mm3;L為試件厚度，單位是mm;A為試樣上表面積，單位是mm2;H為水位差，單位是mm;t為滲水時間，單位是s。

2.2.2 孔隙率

孔隙率的測定一般使用的是靜水力學方法，其公式為：

式中，m為孔隙率;V為試件的體積;ρ水為水的密度;m1為試件浸水飽和狀態下在水中的質量，單位為g;m2為試件從水中拿出后烘干至恒重的重量，單位為g。

3? 透水混凝土試驗結果分析

在進行透水混凝土試件試驗以后，對數據進行了匯總和分析，然后總結出了以下的影響因素。

3.1 對抗壓強度的影響

水膠比對抗壓強度的影響是比較大的，在合適的水膠比范圍內，透水混凝土的抗壓強度是隨著水膠比的減少來增強的，當水灰比的值比較小時，攪拌混凝土的時候會導致拌料不均勻，水泥漿不能很好地包裹在碎石上，導致其密度不當;當水灰比過大的時候，導致水泥漿的粘性較小，很容易從骨料上滑落下來，這樣不僅不利于強度的提高，還會影響透水混凝土的質量。礦粉對于抗壓強度的影響是比較明顯的，如果是相同的骨料，直接加入礦粉即可，這就能很好地提高透水混凝土的強度[3]。

3.2 對孔隙率的影響

透水混凝土的孔隙率一般受水泥和骨料影響，孔隙率的變化與漿集比有著很大的關系，孔隙率與漿集比成反比。當透水混凝土的漿集比越高的時候，其孔隙率越低。

4? 透水混凝土配合比

根據當前的試驗結果，可以總結出一份透水混凝土配合比表，具體見表1。

5? 透水混凝土施工工藝

道路的基準厚度一般為8 cm，在這個厚度的基礎上會根據道路的不同功能來設計不同的厚度，但是在透水混凝土施工工藝方面基本是一致的，都會有攪拌、攤鋪、澆筑成型、養護、涂覆透明封閉劑等步驟，下面將對這些步驟進行具體的闡述。

5.1 攪拌

攪拌一般是使用攪拌機來進行，機械攪拌的透明混凝土更加均勻，而人工攪拌的則會出現各種各樣的質量問題。從攪拌機到施工現場的時間應當盡量縮短，這樣才能夠保證透明混凝土的質量。在攪拌的過程中應當按照規定的比例以及涂料的順序將原材料投放到攪拌機內，并且在規定的時間內分別投入膠結料和碎石，在加水的過程中應當分多次加入[4]。

5.2 攤鋪、澆筑成型

透水混凝土是屬于干性混凝土材料，在凝結的時候初期是比較快的，因此在攤鋪的過程中必須要能夠及時和準確，在大面積施工的時候可以采用分塊隔倉的方式對透水混凝土進行平鋪，這樣能夠在最短的時間內來攤鋪混凝土。攤鋪透水混凝土的基層應當是清潔的、濕潤的，這對于施工來說是非常重要的。關于澆筑成型過程中的天氣，如果當天的氣溫高于35 ℃時，施工作業應當暫停，并且當處于高溫的環境時，在平鋪透水混凝土的過程中應當保持透水混凝土的表面濕潤。

5.3 養護

在透水混凝土平鋪結束以后，應當立即將塑料薄膜覆蓋到已經完成的路面上，這樣可以保證透水混凝土的表面濕潤度，讓透水混凝土的強度更高。

6? 透水混凝土應用概述

透水混凝土的應用是非常廣泛的，從20世紀70年代開始，人們就對土水混凝土進行了廣泛的研究，經過了幾十年的研究，透水混凝土的應用范圍已經從工程建設發展到了家庭道路建設、植物養護、水質凈化等多個方面等，其配合比設計、攪拌工藝、施工工藝、成型工藝等各個方面已經擁有了非常成熟的技術，從實驗研究階段已經開始了實用。

6.1 透水混凝土在工程建設方面的應用

透水混凝土具有透水性、透氣性、重量輕的特點，這樣的特點能夠將它們廣泛地應用于工程建設方面。在城市建設的過程中，有很多的場景需要建筑材料具備透氣透水的特性，比如人行道、步行街、輕量級道路等，透水混凝土的使用可以有效地提升水滲透的效率，不僅可以解決城市內澇的問題，也能夠提升城市的整體美觀度，對于城市的發展是非常有用的。

在城市建設的其他方面，透水混凝土也能夠發揮非常大的作用。現在越來越多的企業選擇使用透水性更好的透水混凝土來作為地下停車場的路面鋪設材料，這樣搭配下水道來進行排水，就可以很好地加快排水的效率，從而更好地保護人民群眾的財產。這樣的使用方式在很多的地下建筑工程、大型的體育場、大型廣場中都會有所涉及，這對于城市的建設來說是非常便利的[5]。

6.2 透水混凝土在環境保護方面的應用

在以往的城市建設中，很多建筑物和路面使用的混凝土都是普通的混凝土，這種混凝土的透水性和透氣性是非常差的，這就導致了城市內的水資源的循環利用出現了問題，地面上的水無法滲透到地下，導致水資源的浪費。并且城市熱島效應近年來也成為了很多人熱議的話題，這是因為城市的熱量只能夠向天空發散，無法被大地吸收，這對于城市的發展來說是非常不利的。透水性材料的使用對于從事的環境保護方面有著非常大的促進作用，透水混凝土有著非常好的透水和透氣特性，能夠讓地面上的水快速地滲透到地下，從而完成水的凈化和循環，也能夠補充地下水[6]。透水混凝土的透氣特性可以讓土壤更多地吸收城市中的熱量，為環境保護貢獻極大的力量。

7? 結語

總之，透水混凝土的強度和所使用的材料有著極大的關系，其孔隙率和透水性會隨著水泥用量的增大而降低，因此在研究的過程中應當找到平衡點，使透水混凝土更好地服務于城市的建設，為城市的環境保護貢獻出更多的力量。

參考文獻

[1] 曹英弟.透水混凝土性能評價方法研究[J].國防交通工程與技術，2017，15（4）：32-34.

[2] 楊玉杰.透水混凝土路面質量問題原因分析與防控對策[J].四川水泥，2021（1）：23-24.

[3] 劉俊茹，賈換.透水混凝土的制備與施工工藝[J].建材與裝飾，2018（7）：23.

[4] 陳永鈞.透水混凝土的性能優化及應用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2019.

[5] 倪凱翔.透水混凝土基本性能試驗研究[D].南京：東南大學，2018.

[6] 鄧景月.透水混凝土結構性能研究[J].西部交通科技，2020（12）：70-73.