广东电力工程局混凝土分公司
摘要：本文研究配制强度为C15，孔隙率为10%的透水混凝土的配合比；采用42.5普通硅酸盐水泥、中砂、5-10mm碎石和缓凝高性能减水剂，以0.26、0.31、0.36三种水胶比和不同砂率进行研究试配。
关键词：透水混凝土；缓凝高性能减水剂；砂率；孔隙率
1、前言
随着我国经济的飞速发展，城市化和工业化进程的加快，大量人口涌入城市，高楼大厦如雨后春笋般拔地而起，造成地表水为下降，污染急剧增加，生态破坏严重。目前我国城市的路面都是水泥或沥青混凝土路面，这些路面铺装强调的是地面的坚固耐用及使用性但都是不透水的，当城市有暴雨出现时，路面会积累大量的雨水造成城市内涝，尤其像我国广州、深圳、长沙、武汉等降雨量大的城市，每年因为内涝造成大量人员伤亡以及财产损失的案例屡见不鲜。
透水性混凝土是一种生态型环保混凝土，它是一种经过特殊工艺制成的具有连续空隙的混凝土，它采用单粒极粗骨料作为骨架，水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成孔隙结构的多孔混凝土材料。透水混凝土既有一定的强度，又具有一定的透气透水性，可以很好的缓解不透水铺装对环境造成的影响。与不透水的混凝土路面铺装材料相比，它的优点具体表现在以下几个方面：①透水性铺装对于地下水资源保护的作用；②透水性地面在吸声降噪方面的作用；③透水性地面对于城市热环境的改善作用；④透水性地面铺装对于城市地表土壤生态环境的改善作用；⑤透水性铺装在水体净化及缓解地表径流方面的作用。
2、试验
2.1 原材料
（1）水泥：金羊牌 P.O42.5R。
（2）粗集料：级配为5-10mm花岗岩碎石，表光密度为2730kg/m3，堆积密度为1610kg/m3。
（3）细集料：砂细度模数为2.7，表光密度为2630kg/m3，堆积密度为1440kg/m3，含泥量小于 1%。
（4）外加剂：红墙CSP-11聚羧酸高性能减水剂，浓度为20 %，减水率为32%。
（5）水：符合国家标准的自来水。
2.2 试验方法
2.2.1孔隙率的测定
将试件在水中浸泡24 h 后，在水中测试试件的质量m1，然后将试件风干24 h，测其质量m2，根据式（1）计算混凝土的孔隙率Ρ。
Ρ=[1-（m2-m1）/V·ρ水]×100% （1）
式中：V———试件的体积；
ρ水———水的密度。
2.2.2成型方式
机械振捣时间越长，孔隙率越小，堆积越紧密，强度越高，但孔隙率越小，透水系数越小，振动时间取8s将能够获得较高的强度。本试验采用手工插捣和机械振捣二者相结合的方式可以保证不降低强度的情况下提高其孔隙率。
2.2.3 抗压强度的测定
透水混凝土的抗压强度测试按照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，测定成型150mm×150mm×150mm立方体试块的抗压强度。
2.3配合比设计
本试验采用粒径为5-10 mm 的碎石，设计透水混凝土的孔隙率为10%，抗压强度为15MPa，当水胶比分别为0.26、0.31、0.36时，砂率分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%比见表1、表2、表3。
图1可见，随着砂率的增大，不同水胶比透水混凝土的强度出现不同的变化：水胶比为0.26和0.31的透水混凝土强度随着砂率的增大逐渐降低，然后趋于平缓；而水胶比为0.36的透水混凝土强度随着砂率的增大出现降低后增大又降低的现象。图1中也可以看出，透水混凝土的强度随着水胶比的增大而增大。
图2可见，随着砂率的增大，不同水胶比透水混凝土的孔隙率出现不同的变化：水胶比为0.26和0.31的透水混凝土孔隙率随着砂率的增大逐渐增大，然后趋于平缓；而水胶比为0.36的透水混凝土孔隙率随着砂率的增大出现降低后增大又降低的现象。图2中也可以看出，水胶比为0.26和0.31的透水混凝土的孔隙率基本相似，后者略高于前者，但两者均高于水胶比为0.36的透水混凝土的孔隙率。
因为本次试验研究的透水混凝土需要达到C15的抗压强度，10%的孔隙率，综合试验结果比较分析，达标的有编号为2、8和18的透水混凝土配合比。
4、结论
（1）采用单级配为5-10mm的粗骨料，编号为2、8和18透水混凝土配合比方法，可以配制出强度为15MPa，孔隙率为10%的透水混凝土。
（2）对于不同水胶比而言，水胶比为0.26和0.31的透水混凝土强度随着砂率的增大逐渐降低，然后趋于平缓；而水胶比为0.36的透水混凝土强度随着砂率的增大出现降低后增大又降低的现象。
（3）对于不同水胶比而言，透水混凝土的强度随着水胶比的增大而增大。
（4）对于不同水胶比而言，水胶比为0.26和0.31的透水混凝土孔隙率随着砂率的增大逐渐增大，然后趋于平缓；而水胶比为0.36的透水混凝土孔隙率随着砂率的增大出现降低后增大又降低的现象。
（5）对于不同水胶比而言，水胶比为0.26和0.31的透水混凝土的孔隙率基本相似，后者略高于前者，但两者均高于水胶比为0.36的透水混凝土的孔隙率。
（6）透水混凝土的孔隙率与强度存在矛盾，强度增大，则孔隙率降低，在设计中应先满足孔隙率，然后再获得最大强度。
（7）虽然我们成功研究出比较合适的C15强度、孔隙率为10%的透水混凝土配合比，C20强度的混凝土透水率未能达到预期要求，所以如何得到强度更高、孔隙率更大的透水混凝土是今后我们继续研究的方向。
参考文献
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[4]王波.透水性铺装的生态环境效益[C].全国首届博士生学术论坛论文集（建筑分册），北
论文作者:观鹏程,陈笑生
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/25
标签：透水论文; 混凝土论文; 孔隙论文; 透水性论文; 强度论文; 比为论文; 骨料论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;