1.安徽理工大学 土木建筑学院 安徽淮南 232001；
2.安徽理工大学 材料科学与工程学院 安徽淮南 232001
摘要：本文主要研究C30透水混凝土配合比设计问题。在体积法的基础上，考虑孔隙率、水胶比、矿物掺合料和外加剂掺量这些设计参数，建立透水混凝土配合比设计模型，并实际以多组配合比方案进行试配，得到最佳配合比，最后对透水混凝土的性能简要论述。
关键词：透水混凝土；透水性能；配合比；C30
1引言
随着我国现代化进程的深入发展，地面硬化率越来越高，大部分是被水泥混凝土或者沥青路面所代替。这些路面缺乏吸收热量、渗透雨水的能力，容易形成大量积水，阻碍人们出行甚至引发交通事故。为了解决以上问题，我们研发出一种透水混凝土，它是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水、重量轻和耐磨性差的特点。但目前我国所研制的透水混凝土强度较低，难以满足部分生产、生活需求。本文旨在研究基于30MPa下的高性能透水混凝土配合比设计，望在高强透水混凝土设计方面为同行提供参考。
2原材料及试验方法
2.1原材料
水泥：安徽省凤台海螺水泥厂生产的海螺牌P.O 52.5普通硅酸盐水泥。
矿物掺合料：硅粉，山西东义铁合金厂生产的硅粉，平均粒径：0.1-0.15μm，最小粒径：0.01μm，小于1μm的占80%以上，比表面积250000-350000cm2/g。粉煤灰：淮南平圩电厂生产的Ⅱ级粉煤灰。
高效减水剂：江苏苏博特新材料有限公司生产的PCA-Ⅰ型聚羧酸高效减水剂。减水率＞30%。
骨料：粗骨料，采用粒径较小的单一粒级（5～10mm）的玄武岩碎石；细骨料，河南潢川天然河砂，细度模数：Mx＝2.56，属于中砂，偏细。
水：饮用自来水。
2.2试验方法
2.2.1抗压强度的测定
按照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定，将混凝土制成150mm×150mm×150mm立方体试块，然后放在压力机上进行加压测定。
2.2.1孔隙率的测定
2.2.3透水系数的测定
采用“固定水位高度法”测试透水混凝土的透水系数。事先将试块的四个侧面用塑料薄膜密封，使成型面作为测试面，测试透水仪中水位由200mm降至0mm时所用时间t，通过公式
计算透水系数
。
3配合比设计
采用体积法进行配合比设计。体积法认为透水混凝土的表观体积由骨料紧密堆积而成，水泥等胶凝材料充分包裹骨料并填充骨料间的孔隙，材料在硬化后形成了多孔堆聚结构，未被胶凝材料填充的孔隙即为设计的目标孔隙。透水混凝土的体积可认为是各材料的表观体积与孔隙体积之和，其单位体积的质量为集料的紧密堆积密度与
胶凝材料用量相加。
把上面计算的值带入式（7）中可得每立方米透水混凝土中水泥的用量，进而可求得每立方米透水混凝土中水的用量、粉煤灰的用量、硅灰的用量、外加剂的用量。
根据以上透水混凝土配合比设计方法，利用不同的水胶比进行试配对比，见表2。
根据以上实验方法，得到不同水胶比混凝土7天后的各项指标测试结果，见表3.
从实验结果可以看出，增加水泥用量，即增加了骨料周围所包裹的水泥薄层厚度，增大粘结力，可以有效地提高透水混凝土的强度。但水泥用量过多，则会导致骨料之间的缝隙被填满，降低孔隙率，会使混凝土透水性变差。经多方因素比较，可以得到P2组的透水混凝土配合比达到理想的效果。
4.性能简述
4.1力学性能
透水混凝土主要承受受压荷载，故主要分析它的抗压强度和抗折强度。透水混凝土的抗压强度介于透水砖和普通混凝土之间，大概为20-40MPa。因透水混凝土结构中存在较多的空隙，故其抗折强度比普通混凝土要差。
4.2透水性能
这是透水混凝土的一大特点，普通混凝土因过于密实透水性较差甚至不具有透水性，而透水混凝土因内部具有较大空隙能使水快速透过。不同的透水混凝土因水胶比不同而透水性各异，但在保证强度的情况下基本上不会超过20mm/s.
4.3耐久性能
透水混凝土的耐久性主要分析抗磨能力、抗腐蚀能力和抗冻能力。透水混凝土的耐磨性能与水灰比和再生骨料取代率两者关系密切，耐磨性随水灰比和再生骨料取代率的提高呈下降趋势。透水混凝土的抗腐蚀能力与掺合料有关，例如粉煤灰和矿渣粉均可提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力，同时强度损失更少。透水混凝土在相同工况下经历相同冻融循环次数后其质量损失较普通混凝土更大，破坏更为严重，证明透水混凝土的抗冻性能差与普通混凝土，且粉煤灰等掺合料可以提高透水混凝土的抗冻性能。
5.结语
目前我国透水混凝土主要应用于小区人行道、小型机动车道上，但更希望应用于高速公路等特殊场地。透水混凝土具有独特的优势，其成功应用会带来巨大的社会效益。然而由于强度和透水性等问题题始终无法取得突破大大制约了其推广应用。本文主要研究了30MPa透水混凝土的配合比设计方法，并得到了一组理想的配合比方案，同时简要分析了透水混凝土的性能，为我们区别于普通混凝土打好基础。C30透水混凝土的研究只是个开端，指引着我们向高强透水混凝土的研究方向迈进。
参考文献：
[1]杨静，蒋国梁. 透水混凝土路面材料强度的研究[J]. 混凝土. 2000（10）：27-30.
[2]《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）.
[3]孙宏友.基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究[D].西南交通大学.2016.
[4]朱仁旺.高透水性水泥混凝土的强度性能研究[D].合肥工业大学.2016.
[5]冯冀平. C20透水混凝土配合比设计研究[J].中国新技术新产品.2017（06）：67-69.
论文作者:陈林松1,周扬锋1,赵阿虎1,吴川俊2,李梦闪2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：透水论文; 混凝土论文; 骨料论文; 透水性论文; 孔隙论文; 用量论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第8期论文;