摘要：由于透水混凝土是一种生态友好型混凝土，是经过特殊工艺制成的具有连续孔隙率的混凝土，广泛应用于路面、绿化、污水净化及吸声材料等领域。本文通过透水性试验，研究相同水胶比（本次试验采用0.35）不同骨料粒径条件下，透水混凝土的透水性的变化规律。
关键词：透水混凝土；变化规律；骨料粒径；透水性
透水混凝土是针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题的混凝土。并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；同时，是保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料；其有利于人类生存环境的良性发展，在城市雨水管理与水污染防治等工作上具有特殊的重要意义。
一、透水性水泥混凝土的定义
透水性混凝土一般定义为一种含有单级配的粗骨料、微量或无细骨料、少量水泥浆的混凝土材料，通过配合设计与优化原材料性能来达到较高强度、高透水性、无离析等工程要求。透水性水泥混凝土是一种新型的路面结构，具有雨天路面无滞水、无水膜，以及吸音降噪等诸多优良特性。该类型水泥混凝土的配合比采用间断级配骨料，形成粗骨料颗粒含量多、细骨料含量适当减少、孔隙率大的构造特点。与一般混凝土相比，它具有导热系数小、水泥用量少、水的毛细现象不明显、较干硬、一般成型时需一定的成型压力等特点。
二、透水性混凝土的研究现状
1．配合比设计。与普通混凝土配合比计算不同，透水性混凝土在进行配合比设计时，首先考虑的是孔隙率。一般以骨料被浆体包裹且没有较多水泥浆流出最为恰当，常见的方法有质量法、体积法和比表面积法。质量法是利用经验图表，快速计算各材料用量，易于现场拌和施工，但填浆量没有可遵循的目标；体积法是设定目标孔隙率，再以粗骨料原有孔隙率为基础进行详细计算，以控制填浆体积；比表面积法是用骨料的表面积乘以浆体厚度得出所需的水泥浆量。透水水泥混凝土路面技术规程中虽然介绍了透水性混凝土的配合比设计方法，但未知参数较多，不易进行准确计算，所以一般经过试验的方法调整透水性混凝土的配合比。
以骨料有效粒径和均匀系数作为骨料级配的控制指标，通过正交试验，考察水泥用量、水灰比及集料级配三方面对透水性混凝土性能的影响，提出了透水混凝土配合比设计的经验公式法。从透水性混凝土的结构特性出发，提出了以总孔
隙率为第一设计参数，抗压强度为第二参数的配合比设计方法，并通过试验证实，采用该方法制备的混凝土能够满足设计要求。研究设计孔隙率、骨料级配与粒径、体积砂率对透水性混凝土性能的影响，并指出以此为设计参数的透水混凝土配合比设计方法能够配制出满足设计要求的透水混凝土，可有效指导透水混凝土的配合比设计。
2.成型工艺。透水性混凝土的成型工艺主要有振动成型、静压成型、插捣成型、振压成型等。通过试验对比了透水混凝土的各种室内成型方法，最理想方法为振动压实法，该方法制备的试件孔隙率离散性小，孔隙分布比较均匀，没有明显的粗颗粒破碎现象，而且能较好地模拟当前路面工程常用的施工机械设备和固结方式。研究四种成型方法对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响，结果表明：随着振动时间和成型压力的增加，透水混凝土的抗压强度先增大后减小，而透水系数则逐渐降低，最佳振动时间为8 s12 s，成型压力宜为60 kN80 kN；插捣成型法可以使透水混凝土获得较高的透水系数但会降低抗压强度；振压成型法可以使透水混凝土同时获得较优的抗压强度和透水性能。对比了振动成型、压制成型、振动/压力复合成型三种方法对透水性混凝土28 d抗压强度和透水系数的影响。其中振动成型的试件底部比较密实，但表面密实性不够；压制成型的试件表面比较密实，试件下层易存在大的空洞等缺陷；振动/压力复合成型能使透水混凝土集料紧密啮合，形成均匀的多孔结构，达到较高的强度和较好的透水性。
3.强度与透水性。透水性混凝土的强度和透水性是两个矛盾的性能，如何调整配合比使其强度和透水性都能达到较好效果，不少学者进行了相关的研究。采用水泥裹石法拌和透水性混凝土，并采用静压成型工艺，研究了不同水灰比、浆集比、孔隙率的透水混凝土强度，研究结果表明，在不同的孔隙率和浆集比条件下，水灰比取0．31时混凝土强度最高；当孔隙率为18%时，混凝土的和易性良好，并且强度较高。水胶比、骨料粒径、目标孔隙率对透水性混凝土强度和透水性的影响，研究结果表明：随着水胶比的增大，透水性混凝土的强度先增大后减小，透水系数逐渐减小；粗骨料粒径越大，透水性混凝土强度越小，透水系数也减小；随着目标孔隙率的增大，透水性混凝土的强度减小，但透水系数增大。用粉煤灰和钢渣部分取代水泥，研究其掺量对透水性混凝土强度和透水性的影响。结果表明：单掺粉煤灰使透水性混凝土的早期抗压强度降低，后期抗压强度升高，但对透水系数没有明显影响；单掺钢渣使透水性混凝土的早期抗压强度降低，后期抗压强度先升高后降低，透水系数随钢渣掺量的增加而减小；粉煤灰和钢渣的双掺能显著提高透水性混凝土的强度。当粉煤灰掺量为15%20%，钢渣掺量为10%15%时，透水性混凝土的抗压强度较高。在混凝土中加入适量纤维可以提高混凝土的力学性能，但是对透水性混凝土的透水性有不利影响。王在高透水性混
凝土中加入了不同体积掺量的聚丙烯纤维，发现混凝土的透水性系数有小幅度降低。用再生粗骨料取代天然骨料制备的再生透水性混凝土，其90 d龄期的抗压强度可高于普通透水性混凝土，28 d龄期的抗压强度可达28．8 MPa，透水系数为9．6 mm/s，性能较好。
三、透水混凝土透水性试验分析
1.原材料与试验方法。（1）原材料。水泥：425普通硅酸盐水泥。骨料：粒径为2.5mm~5mm、5mm~10mm、10mm~15mm的碎石。砂：黄砂。水：自来水。（2）试验方法。透水系数是透水混凝土最重要的指标之一，目前，对透水系数的测定方法大致分为两大类：固定水位法和固定水量法，本次透水试验采用固定水量法。固定水量法的测试步骤为：将混凝土。试件四周用水泥净浆密封，使成型面和底面作为透水测试面；按照图1安装测试装置，并将透明套筒底部边缘与透水混凝土试件顶部边缘密封，使水只能通过透水混凝土试件；向透明套筒内注满水，测试套筒中水位由h降至0mm所用时间t；根据公式（1）计算透水系数。透水系数计算公式v=h/t（1）
2.试验结果。
表1
试验结果如表1与图2所示，透水系数的大小与骨料粒径的大小之间存在着联系。
四、展望
透水混凝土由于多孔性，导致混凝土强度不高，正是因为它的强度相对比较低，我国还没有将透水混凝土路面广泛的应用到实际工程中，只是在公园的小路上、一些步行街的人行道、学校的体育场地等进行了小范围示范性应用。透水混凝土的强度和透水性是一对矛盾，我们需要进行全面系统的研究，调整两者的关系，使其性能达到最优，才满足大多数路面的需求，在实际工程中得到广泛应用。
本次试验，相同粒径的混凝土试件做三组试验取其平均值，共九组试验，从试验结果可以看出，在水胶比相同的情况下，随着骨料粒径的增大，混凝土试件的透水系数也相应增大，而且增大的幅度也较大，当骨料粒径在10~15mm的区间时，试块的透水系数最高，而骨料粒径在2.5~5mm区间时透水系数最低，可以看出，骨料粒径的大小对透水混凝土的透水性影响很大。
参考文献：
[1]张堰．透水混凝土的研究进展综述[J]．广东：广东建材，2016，32（8）：72-75．
[2]王晓茹．透水混凝土制备及性能研究综述[J]．硅酸盐通报，2016，36（3）：864-869．
论文作者:陈康
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：透水性论文; 混凝土论文; 透水论文; 骨料论文; 系数论文; 抗压强度论文; 粒径论文; 《基层建设》2019年第10期论文;