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　　摘要：透水混凝土的应用尚属于起步阶段，但由于透水混凝土铺装面有利于解决城市内涝和热岛效应，保护生态环境及水资源的持续利用，其应用场合可以现场拌制或集中供应，应用范围也超过透水砖、透水沥青铺面，因此透水混凝土在未来的城市建设中具有更广阔的前景。基于此，本文主要分析透水水泥混凝土配合比设计与技术性能。

　　关键词: 透水水泥混凝土; 配合比设计; 技术性能

　　引言

　　透水混凝土适用于城镇轻荷载道路、园林中的轻型荷载道路。在实际应用过程中经过多方的研究，其施工应用技术已取得了一定的成就，但是由于我国相关研究时间较短，透水混凝土推广还有一定的局限性。该试验受检测条件限制透水系数、抗冻性能等指标缺少数据支撑，对于透水混凝土相关设计与施工参数等还需完善。

　　1配合比设计概述

　　原材料性能、水胶比、胶骨比、骨料级配、外加剂对透水混凝土的强度、透水性影响较大，因此也是决定透水混凝土性能的主要因素，虽然各自的影响程度不尽相同，但在拌制透水混凝土时都要考虑充分。

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　　透水混凝土往往在透水性和强度上是矛盾的统一体，达到高透水性就会损失强度，满足高强度又要牺牲透水性。除此之外，在保证透水混凝土强度和透水率的前提下，还要避免开裂、耐久性差等问题。为解决上述问题在配合比设计时应注意如下几点：

　　(1)做好原材料的质量控制，如水泥的强度、安定性、烧失量、比表面积、标准稠度用水量、碱含量等;

　　(2)应根据不同透水混凝土的抗压强度、抗弯强度、透水性等指标来设计骨料粒径与级配;

　　(3)为提高混凝土的综合性能可掺加一些矿物掺合料，如硅粉、矿粉、粉煤灰等;

　　(4)对于单粒径级配，可合理增加连续级配粒径并适当降低胶凝材料的用量，以达到强度与透水性的最佳匹配;

　　(5)因外加剂与胶凝材料存在适应性问题，当更换胶凝材料的品种，或材料配方有较大调整时，在使用前都应先进行适应性分析;

　　(6)配合比在采用前应先进行试配和验证[1]。

　　2 透水混凝土材料配合比设计研究

　　2.1孔隙率

　　为了快速排出雨水,有必要确保透水性混凝土具有足够的孔隙。然而,太多或几乎太大的孔误差会直接导致建筑材料机械强度显著降低和材料耐久性差。收缩性就是说泛指主体扣除原有实体建筑骨架后混凝土总建筑体积的剩余一小部分,由三个小部分结合组成:连通孔、半连通孔和半封闭孔。连通的孔隙是相互连的孔;而半封闭孔隙是与其他没有孔隙、不连通相连的孔隙的孤立部分;半连通没有孔隙的又称半连死孔,一端与其它孔孔隙相连,另外的一端完全封闭。从地下水流体运动的力学角度分析来看,半连通孔隙管道中的截流水相对水体停滞和流动无效,但它也可以作为水体排水的重要缓冲,因此它也是有效的。因此,有效封闭孔隙由连通孔隙和半连通孔隙两个小部分孔隙组成,而其半封闭孔隙则正是因为无效孔隙[2]。

　　2. 2 强度

　　强度和半透水基层混凝土由不透水、水泥、粗料和骨料部分组成。采用单粒或颗粒粗粒细骨料砂浆作为在细骨架间的水泥层砂浆,或在粗粒细骨料间与颗粒间的表面预先包裹一层小薄层后再添加少量细粒粗骨料的骨架砂浆,作为在细骨料间与颗粒间的骨架胶水粘结保护层。骨料中的颗粒被一定的薄层使用硬化后的水泥或砂浆与橡胶层粘结,形成多孔孔隙堆积整体结构,因此钢筋混凝土中还存有大量孔隙连通的孔隙,大多数孔隙是一个直径宽度大于1 毫米的大圆形孔隙。

　　3透水混凝土的性能要求

　　3.1透水性

　　透水混凝土的透水性一般以渗透系数、连续孔隙率表示，渗透系数与孔径分布及孔隙率有关。一般洁净的碎石透水系数约1~100 cm/s，粗砂透水系数约0.01~1 cm/s，细砂透水系数约0.001~0.01 cm/s，粉土透水系数约1×10–5~1×10–3 cm/s，粘土的透水系数小于1×10–6 cm/s，透水性设计时应考虑上述影响，一般透水混凝土的透水系数与粗砂相接近。设计和使用透水混凝土铺装的目的是在保证路面的强度使用功能前提下，提高铺装层的透气性及透水性，保持路面雨水快速渗透地下，改善路面生态环境。因此透水性通常是衡量透水混凝土的一个重要指标。在我国CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技术规程》、CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》中，都要求透水系数不小于0.5 mm/s,连续孔隙率不小于10%[3]。

　　3.2强度

　　透水混凝土的强度是指抗压强度和抗弯强度，抗压强度与普通混凝土一样，应符合JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》的规定，在配合比设计时按混凝土的强度保证率为95% 配制。抗弯强度：C20 不小于2.5 MPa，C30不小于3.5 MPa。实际工程中，抗弯强度对透水混凝土配合比设计有非常高的要求，抗弯强度除受透水混凝土原材料影响外，骨料级配也是影响抗弯强度的一个非常重要的因素。特别是单粒径透水混凝土，对其抗弯强度也是一个考验。

　　4透水混凝的技术性能研究

　　4.1 骨料

　　粗骨料是透水混凝土的骨架。骨料的种类、形状、尺寸、级配都影响着透水混凝土的强度。常用的骨料是碎石和卵石。其中，碎石由于其不规则的形态和粗糙的表面，在制备过程中可以增加骨料之间的摩擦，增强透水混凝土的稳定性。骨料的粒径也是强度的重要影响因素，粒径小的骨料在堆积过程中具有较大的堆积密度，使制得的透水混凝土拥有较高的强度，但也由于其密实度较高，透水性相对较差;粒径较大的骨料比表面积较小，骨料间缝隙较大，故而透水性较好，但强度较低。因此，在制备过程中选择级配连续的骨料能够有较高的咬合度。

　　4.2 水灰比和骨灰比

　　水灰比和骨灰比的选择对透水混凝土的强度起着重要的作用。当水灰比较低时，骨料密实度不足，会降低透水混凝土的强度;当水灰比较高时，流动性增强，易发生泥浆灌孔，影响透水混凝土的透水性。对水灰比不变的条件下不同骨灰比对透水混凝土强度的影响进行了研究，结果表明，水灰比不变的情况下，骨灰比越小，透水混凝土的强度越高。研究表明水灰比和骨灰比会影响透水混凝土的孔隙率，从而对强度产生影响。

　　4.3 成型方式

　　成型方式对透水混凝土的性能有着重要影响。在对比了手工插捣和机械振捣等不同成型方式对透水混凝土性能的影响后，发现成型方式会对透水混凝土的透水性产生影响。机械振动成型的透水混凝土具有较好的密实度和较高的强度，但由于浆体容易沉积在下层造成堵孔现象，故透水性较差。手工插捣成型的透水混凝土具有较好的透水性，但由于上下层均匀松散，不够密实，故强度相对较低。

　　通过对插捣成型法、振动成型法、压力成型法、振压成型法4 种成型方法进行了对比研究，结果发现，插捣成型法制得的透水混凝土强度较低。振动成型法中，透水混凝土的强度随振动时间呈先增大后减小的变化趋势，说明振动时间会影响混凝土的强度。同时伴随振动作用，水泥浆体会不断向振动面流动，导致沉浆堵孔。在压力成型法中，透水混凝土的强度对成型压力呈先增大后减小的趋势。振压成型法制得的透水混凝土强度较高[4]。

　　结束语

　　透水混凝土是针对现有城市路面的缺陷而开发和使用的一种优良路面材料。渗透性好的混凝土可以有效让城市雨水彻底流入城市地面,有效彻底补充城市地下水,缓解整个城市地下水位置的急剧下降等，整个城市的水环境污染问题,有效消除城市地面上石油类有机化合物对城市环境的严重危害。透水混凝土对我国的好处还有很多，如果我们对于透水混凝土的研究不断加深,能够促进我国经济的发展，同时间接地维持我国的生态平衡。——论文作者：赵金峰