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摘要：透水混凝土的强度主要由骨料的密实度和水泥浆与骨料之间的接触面的界面力来决定。在保证透水混凝土孔隙率的前提下，提高骨料的密实度可以有效的提高混凝土的强度。选用（4.75-9.5）mm粒径的石子，其抗压强度相比较选用（9.5-16）mm粒径的石子提高80%左右。掺用强效剂，可以改善水泥颗粒的分散性，提高外加剂对水泥颗粒的吸附能力，骨料分散性也得到提高，改善了混凝土匀质性，透水混凝土的抗压强度可以提高30%左右。掺用强效剂的透水混凝土，在标准条件下养护28d，其试块抗压强度可以达到21.9MPa。
关键词：透水混凝土；密实度；界面；强效剂
1前言
近些年，随着城市化的速度日益加快，各地区的热岛效应和地下水位的下降日益明显，特别是人口密集的一线城市。热岛效应的出现，很大一部分原因是由于城市混凝土路面对于热量的吸收和储存多于热量的散发。地下水位的下降是由于对地下水需求量过大，普通混凝土和沥青路面对于雨水的阻隔，导致土壤及地下水层的水量得不到补充。同时，由于混凝土和沥青路面的不透水性，一些城市多次由于暴雨而发生内涝。面对此种种情况，国家已经提出海绵城市的概念。
和普通混凝土、沥青混凝土等传统的混凝土路面相比，透水混凝土具有较好的透水性和透气性，能较大程度的减少对于热量的吸收和储存，能及时的把自然降水传送到土层中，能够在一定程度上降低由于暴雨导致内涝的可能性，且透水混凝土所用骨料除正常生产用的石子外，还可以全部选用或者部分掺用适当粒径的建筑垃圾破碎颗粒，对于固体建筑废弃物的处理有一定的促进作用。透水混凝土还具有吸声降噪功能，现在路上车流量不断增大，从而产生越来越多的噪音，而透水混凝土的吸音功能，可以减少车流带来的的噪音。另外，透水混凝土还具有生态环保和排水防滑功能，可以在一定程度上减小雨天发生交通事故的概率。
相比较于普通混凝土，透水混凝土强度偏低，其可用范围的局限性比较大，目前大多是用于人行道、公园路面、市民活动广场以及停车场等对强度要求不高的场所。因此，寻找有效的方法提高透水混凝土的强度，优化透水混凝土的配合比，是目前我们急需解决的问题。针对这个问题，很多具体可行的方案也相继提出，一些添加剂也应运而生。本试验主要研究不同颗粒级配的骨料对透水混凝土强度的影响，以及混凝土强效剂对透水混凝土强度的增幅。
2试验
2.1原材料
本实验选用江苏鹤林水泥有限公司生产的P•O 42.5水泥，具体参数见表1；江苏博思通新材料有限公司的BST-PCA高效减水剂；选用（4.75-9.5）mm粒径和（9.5-16）mm粒径的石子进行对比试验；选用本地自来水作为试验拌和用水；另外掺基业长青强效剂。
图1 强度试验数据统计
Figure.1 Data statistics of strength test
3结果与分析
3.1石子粒径对透水混凝土强度的影响
由表3试验数据，通过①和③，②和④的试验数据比较，掺用（4.75-9.5）mm粒径石子的透水混凝土，其抗压强度远大于掺用（9.5-16）mm粒径石子的透水混凝土。选用（4.75-9.5）mm粒径的石子，其抗压强度相比较选用（9.5-16）mm粒径的石子提高80%左右。
其主要原因为（9.5-16）mm粒径的石子之间接触面相对而言较小，石子之间的孔隙率大于（4.75-9.5）mm粒径的石子，混凝土中的水泥浆用于填充石子之间孔隙率的比例加大，用于粘结石子的水泥浆比例减少，导致了石子间的结合力下降，抗压强度减小。同时，由于（9.5-16）mm粒径石子本身密实度较低，所以掺用（9.5-16）mm粒径石子的透水混凝土抗压强度小于掺用（4.75-9.5）mm粒径石子的透水混凝土。
3.2强效剂对透水混凝土强度的影响
由表3试验数据，通过①和②，③和④的试验数据比较，掺用强效剂的透水混凝土其抗压强度大于未掺用强效剂的透水混凝土。掺用强效剂，可以改善水泥颗粒的分散性，提高外加剂对水泥颗粒的吸附能力，提高了水泥浆的粘聚性，透水混凝土的抗压强度可以提高30%左右。
由于透水混凝土中存在着较多的孔隙，因此水泥浆和骨料的接触面的作用就显得远比在普通混凝土中重要。强效剂主要是让水泥颗粒充分地分散，防止团聚在一起，使水泥颗粒对减水剂的有效吸附能力增强，增强减水剂的使用效果。由于强效剂对水泥颗粒分散性好，因为空间位阻的原因，骨料分散也得到提高，改善了透水混凝土均匀性，从而提高了水泥浆与骨料表面的结合力，提高了透水混凝土的抗压强度。
4展望
通过本次试验可以发现，通过调整透水混凝土的骨料的颗粒粒级可以有效地提高混凝土的强度，其主要原因是提高混凝土中骨料的密实度，合理降低孔隙率，另一方面，提高水泥浆和骨料之间的界面结合力，可以更加有效地提高透水混凝土的强度。
因此，在保证透水混凝土孔隙率的前提下，提高水泥浆和骨料之间的界面结合力是我们需要大力研究的方向。一方面，改善胶结料体系，如传统的混凝土生产以水泥为主，掺入一定量的矿物掺合料来取代水泥，可以改为掺入适量的矿物活性超细粉和高分子聚合物改性剂。另一方面，研究层次由传统的宏观层次，进入到分子结构的微观层次，从水泥等活性材料的水化反应开始研究。同时，可使用高性能减水剂来代替高效减水剂，进一步提高混凝土的粘聚性。
参考文献
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作者简介：赵金虎（1992-），男，助理工程师
单位地址：江苏省淮安市淮安区新材料产业园北环路以南，淮金路以东淮安中兴绿色建筑科技有限公司（223200）
论文作者:赵金虎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：混凝土论文; 透水论文; 强效论文; 粒径论文; 骨料论文; 石子论文; 抗压强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;