摘要：本文阐述了钢渣及其作为主要原料所制拌的透水混凝土和透水路面砖等半成品在建设海绵城市中所发挥的积极作用，结合工程实例，阐述了钢渣透水混凝土的性能特点，原材料要求、配合比，结合施工的可操作性确定一整套详细的施工工艺参数及要求。从而保证成型后的钢渣混凝土及钢渣路面砖既能满足设计强度的要求，又可保证其具有一定的透水性能。可供类似工程借鉴参考。
关键词：钢渣；透水混凝土；透水路面砖；施工工艺；质量控制；“海绵城市”
随着国家城市化进程的推进，每年都要消耗掉大量的钢材，然而伴随而来的就是炼钢所产生的大量钢渣废料，每年数以万吨的钢渣废料不仅占用了大量宝贵的土地资源，也对我们的生活环境产生了极大的污染破坏。与此同时，城市化建设过程中所需要的大量基础性材料（黄砂、石子等）伴随着开采力度的加大也越来越少，价格随之高涨。如果能够将炼钢的所产生的钢渣废料加以甄选、加工，使其具备替代基础性材料的性能，不仅可以降低对土地、环境的污染，还具有一定的经济性，真正达到变废为宝的目的。
一、钢渣透水混凝土钢渣集料的性能要求
钢渣是炼钢过程中加入石灰、萤石等造渣溶剂而形成的复合固溶体，它属于碱性集料，具有多孔的物理特征，用于拌制钢渣混凝土的钢渣在使用前应经滚筒处理，经二次加工处理（破碎、磁选、烘干、筛分）而制成的稳定性合格的钢渣集料。通过处理后的钢渣集料的物理性能及筛分、化学成份及安定性、无害性及放射性应满足下表1、表2、表3之要求。
表1 钢渣集料的物理性能及筛分要求
表2 钢渣集料的化学成份及安定性要求
表3 钢渣集料的无害性及放射性要求
二、钢渣透水混凝土（路面砖）的性能特性
钢渣透水混凝土（路面砖）是由钢渣粗集料及水泥胶凝材料加适量外加剂经拌合形成的、具有连续空隙结构的混凝土。钢渣透水混凝土的主要性能特征如下：
（1）高透水性：成型后钢渣混凝土连续孔隙率大于15%，透水系数大于3.0×10-2cm/s。透水速度达到30~50L/（m·h-1），透水性能非常优越。当遭遇强降雨天气时，雨水可通过钢渣混凝土的连续空隙快速渗透至地面以下，通过排水盲管收集系统进行收集再利用，不仅减少环境污染，更效地缓解城市排水设施的泄洪压力，对城市防洪具有积极意义。
（2）高承载力：根据设计要求通过试验确定适用的配合比，现场拌制的钢渣透水混凝土最高可达到C35混凝土的强度标准，而通过专用设备标准制作流程厂出的钢渣透水砖强度可达C50Mpa。皆可满足一般道路基层或面层对承载力强度的要求。
（3）吸音降噪性能：钢渣透水混凝土（路面砖）因其自身的多孔结构特点，能降低在路面行驶的车辆轮胎引起的空气喷排噪声、路表面的撞击噪声等，一般至少能降低噪音3dB左右，在雨天条件下，钢渣混凝土的降噪效果更加明显。是一种静音环保型路面。
（4）优良的防滑性能：钢渣透水混凝土（路面砖）得益于钢渣粗颗粒的表面，构造深度大，抗滑性能好。在雨天行车时能有效减少刹车距离，提高了安全性和舒适性。有调查显示采用透水性好的路面结构雨天事故率可减少80%。
（5）改善城市热岛效应：城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。雨后在太阳的辐射下，钢渣透水路面下垫层土壤中的水份在热力作用下通过路面的空隙自然蒸腾，蒸发过程中吸收路面的热能，地表的温度就降低了，城市的“热岛现象”就得到了缓解。蒸腾的水蒸气会增加空气的湿度，缓解“城市干燥化”，减少城市地面的扬尘危害。
三、工程实例
3.1工程概况
京杭大运河苏州段【姑苏区】堤防加固工程防汛大堤堤顶道路设计融入“海绵城市”理念，采用26cm级配碎石（积水盲管）+15cm钢渣透水混凝土基层+3cm钢渣调平层+8cm钢渣路面砖。因防汛堤防要求具有防汛的不透水性的特殊性，设计时在堤顶道路结构层与堤身之间用400g/m2防水土工布隔离。防止雨水渗透至堤身，影响防汛性能。断面图如图一所示。
3.2技术指标
钢渣透水混凝土基层及钢渣透水路面砖面层的技术指标符合表4要求
表4 钢渣透水混凝土基层（钢渣透水砖面层）设计指标
3.3施工工艺
堤顶道路结构层施工工艺流程见图1。
图1 堤顶道路结构层施工工艺流程见
（1）前期准备。
正式施工前对进场的钢渣、水泥、积水盲管、防水土工布等原材进行试验检测，按照设计指标要求进行钢渣透水混凝土的配合比试验，以确保施工各项指标均能满足设计指标要求。本工程通过试验确定最终施工配合比如下见表5
表5 基层钢渣透水混凝土施工配比单
（2）基础面处理
本工程设计钢渣透水混凝土基层的下承面为26cm级配碎石（内铺积水盲管），级配碎石摊铺前按设计图纸安装积水盲管，管道环刚度8级，级配碎石压实度≥96%。横坡1.5%（单坡），完成后级配碎石表面平整、坚实、高程、横坡等质量控制指标符合设计及规范要求。
（3）模板安装
选用质地坚硬、变形小、刚度大的材料，模板高度与钢渣透水混凝土的浇筑高度一致。在模板与透水混凝土接触的表面涂刷隔离剂，安装固定后的模板位置和高程经验收符合设计规定。
（4）钢渣透水混凝土的拌合
本工程钢渣透水混凝土的拌合设备为特别定制的专用搅拌设备（封闭式全自动拌合系统），封闭式料仓，进料计量及搅拌时间电脑自动控制，不仅大大提高拌制钢渣透水混凝土的质量可靠性，同时也大幅度减少了敞开式拌合产生的扬尘对周围环境的污染。拌合系统如图2。
图2 封闭式全自动钢渣透水混凝土小型拌合站
（5）钢渣透水混凝土的运输
采用小型三轮车配合铲车运输，注意运输过程中保持拌合物的湿度，必要时采取遮盖措施。钢渣透水混凝土拌合物从搅拌完成出料后至施工地点进行摊铺、压实直到浇筑完成的最长允许时间应符合表6中的规定。
表6 钢渣透水混凝土出料至浇筑完成的允许最长时间表
注：室外气温达到32℃以上时，不宜施工。
（6）钢渣透水混凝土的摊铺
钢渣透水混凝土用人工摊铺，采用木方或直尺进行刮平，平整度和排水坡度符合要求，摊铺厚度考虑松铺厚度，其松铺系数按1：1。压实采用小型低频平板振动器分层压实，或用小型双钢轮振动压路机（厚度超过20cm时采用），压实过程中辅以人工补料及找平。
（7）钢渣透水混凝土的养护
钢渣透水混凝土浇筑完成后，立即用塑料薄膜进行覆盖保湿养护，养护时间不少于14天，在其强度达到设计强度的70%以上方可进行下道工序施工。
（8）钢渣透水混凝土的切缝
按照设计及规范要求，钢渣混凝需设置伸缝合缩缝，缩缝一般间距为5~6米设置一条，缝宽3mm、深度为（1/2~1/3）h（h为面板厚度）；缩缝采用切割机切割的方式施工，伸缝为每60米设置一条，缝宽20mm、缝深与钢渣混凝土面板厚度相同，伸缝可在混凝土浇筑施工时预留，伸缝、缩缝中间均应设置弹性嵌缝材料，如双组份聚氨酯嵌缝材料。
（9）钢渣透水砖的铺筑
钢渣混凝土基层强度达到一定要求后，才可进行钢渣透水路面砖的铺设，铺设前首先应将养护钢渣混凝土用的塑料薄膜清除干净，以防在钢渣砖铺设完成后影响整体透水效果，钢渣混凝土基层清理干净后，人工摊铺3cm厚度钢渣细料用于找平钢渣砖路面，细料粒径3~5mm，铺砌钢渣路面砖时应错缝铺砌，横平竖直，拼缝齐整，路面砖的颜色应均匀一致，无明显色差现象。铺砌完成后清理路面砖表面的一切杂物，用水冲洗干净，再用1~3mm的钢渣细料进行面砖扫缝处理，确保砖与砖之间的缝隙填充饱满，嵌挤牢固。
（10）钢渣透水混凝土面砖的日常维护
钢渣透水路面一定要定期进行养护，才能充分发挥其应有的功效。养护时一般可用高压水冲刷空隙，洗净空隙内的堵塞物，或用压缩空气冲刷空隙去除堵塞物，或使用真空泵将空隙内的杂物吸出，不管那种方法，目的就是清理掉钢渣透水混凝土空隙内的堵塞杂物，使其连续空隙保持通畅，养护时空隙及表面清理干净后，可及时喷洒一层氟碳漆，其具有增加透水砖的油层亮光，隔离紫外线，防止后期砖面产生色差的作用。
四、结束语
根据工程实际的应用效果，基于“海绵城市”建设的基本理念，钢渣透水混凝土路面是改善城市道路排水能力、预防城市内涝的有利措施，是改善城市“热岛效应”、治理城市雾霾环境的关键举措。本文通过工程实例对钢渣透水混凝土施工工艺及质量控制进行分析总结后取得的经验，可供类似工程借鉴使用。
钢渣透水混凝土在实际应用过程中也存在着一些问题与不足，如钢渣透水混凝土的抗压强度还略低，还不能满足高等级路面对强度的要求，需要采用措施加以提高。钢渣透水混凝土的蜂窝结构存在空隙容易被堵塞或堵塞后的清堵问题，需要经常养护，钢渣透水混凝土的抗冻性低于常规混凝土，冻融损失较大，这些都需要更深一步探索研究，不断的加以优化。
参考文献：
[1]钢渣透水沥青混凝土路面在“海绵城市”中的应用.信息技术，1008-4428（2016）12-166-02。
[2]苏州市水利局.关于《钢渣透水路面系统建设要求的指导意见》的通知.苏市水【2018】258号。
[3]钢渣集料制备透水性水泥混凝土性能研究.华中科技大学学报（自然科学版）1671-4512（2010）02-0091-03。
[4]透水混凝土在海绵城市建设中的应用研究.四川水利发电.1001-2184（2017）02-0005-02。
论文作者:陈建
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：钢渣论文; 透水论文; 混凝土论文; 路面论文; 城市论文; 空隙论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第7期论文;