彩色透水混凝土生产及施工工艺

习海平 柴天红 张建强

（江西省建筑材料工业科学研究设计院 南昌）

1 透水混凝土研究及使用情况简介

彩色透水混凝土是由特定粒径范围的集料、水泥、水、添加剂和颜料等按特定比例经特殊工艺制成的具有连续孔隙的多孔混凝土，是生态混凝土的重要品种之一。与普通混凝土相比，彩色透水混凝土具有透水、透气、吸声降噪、净化水体、改善地表土壤生态环境、缓解地表径流和城市热岛效应等优良的使用性能，并且可以根据实际要求，调配成不同的色彩，实现完美装饰效果。

彩色透水混凝土相关指标如下：表观密度一般为1600kg/m3～2100kg/m3，28d抗压强度10MPa～40MPa，抗折强度2MPa～7MPa，透水系数0.5mm/s以上，有效孔隙率为18%～22%。

出于保护城市生态环境、维护生态平衡等方面考虑，欧美、日韩等一些发达国家在50多年前就开始了对透水混凝土的研究与应用。并且已将其广泛的应用于道路工程、园林工程和环境工程等多个领域，取得了良好的社会、环境和生态效应[1]。以日本、美国为代表的国家是世界上对透水混凝土路面材料研究与应用最为先进的国家和地区[2]。1995年，中国建筑材料科学研究院率先在国内成功研制出透水混凝土。我国彩色透水混凝土的理论研究和应用虽仍处于起步阶段，但也得到了一定范围的工程应用。在北京奥林匹克公园和上海世博园区等很多实际工程中，彩色透水混凝土都得到很好的应用，其优良的透水性能和质朴美观的视觉效果，使之成为工程应用领域中的—个亮点，并推动了彩色透水混凝土在我国研究及应用的热潮[1]。

由于国内对透水混凝土的研究及应用起步较晚，在推广应用过程中也存在一些问题。主要有以下两个方面：一方面彩色透水混凝土目前还缺乏相关国家级标准，目前所使用的指导性标准主要有行业标准：CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》[4]以及上海市市政工程管理局行业标准：《透水性水泥混凝土人行道应用技术规程》。另一方面，关于透水混凝土的理论研究与应用工作有待完善，许多机理还有待阐明，相关的长期性能以及老化机理还有待验证。这使得彩色透水混凝土的推广应用受到了一定的限制。

2 彩色透水混凝土生产工艺

2.1 原材料及性能要求

2.1.1 水泥

彩色透水混凝土用水泥应采用符合国家标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。对于某些颜色（如白色、蓝色、绿色）的彩色透水混凝土，需采用白水泥。水泥的强度应符合表1的规定。

表1 水泥各龄期的抗压强度、抗折强度

彩色透水混凝土选用水泥时，除应满足相关国家标准要求外，还应通过混凝土配合比试验，根据其透水系数、强度、色彩等指标优选适宜的水泥品种和强度等级。

2.1.2 集料

透水混凝土采用的集料为粒径2.5～13范围内的碎石，按其颗粒大小范围分1#、2#、3#三号。具体的颗粒范围见表2。

表2 透水混凝土碎石分类

彩色透水混凝土应使用质地坚硬、耐久、洁净的集料。其含泥量需控制在0.5以内，不含泥块和其余杂质，堆积密度1350kg/m3以上，压碎值需在15%以内。碎石的品质直接影响到透水混凝土性能，碎石质量的控制对透水混凝土质量控制至关重要。

2.1.3 添加剂

彩色透水混凝土添加剂一般称为增强剂，在彩色透水混凝土中主要起到保水、缓凝、提高强度、改善施工性能等功效。增强剂分有机材料和无机材料两类。有机材料以苯丙乳液为主；无机材料以无定形二氧化硅为主。目前市面出售的透水混凝土增强剂多为复合性粉状添加剂，其实际使用效果各有差异，实际选用时，应根据实际试配过程中拌合物性能及强度、透水率等指标对增强剂进行选择。

2.1.4 水

自来水可直接用作透水性水泥混凝土搅拌和养护用水。如采用非自来水时，应检验下列指标，符合要求方可使用。

（1）硫酸盐含量（按SO42-计）小于0.0027mg/mm3。

（2）含盐量不得超过 0.005mg/mm3。

（3）pH值不得小于4。

2.2 透水混凝土制备工艺

2.2.1 原料配比

透水性水泥混凝土的集灰比、水灰比及单位体积的水泥用量由透水性水泥混凝土的透水系数、强度和空隙率通过混凝土试配来确定。大量实验结果表明，彩色透水混凝土原料配比可参考表3。

表3 彩色透水混凝土原材料取值

2.2.2 制备工艺

实际应用过程中，出于节约成本考虑，彩色透水混凝土一般分为两层，底层为素色层，不添加颜料，面层为彩色层，添加相应颜料进行拌制。

对于素色层，一般采用5mm～13mm粒径碎石，搅拌工艺为：先将碎石与水泥、增强剂混合搅拌不少于30s，再加入拌合用水量的50%～80%进行搅拌，视拌合物情况加入剩余拌合用水。总搅拌时间以3min左右为宜。

对于彩色面层，一般采用2.5mm～5mm或5mm～10mm粒径碎石。为上色牢固均匀，应先将碎石与颜料粉搅拌约30s，再加入水泥和增强剂进行搅拌30s，最后加入拌合用水量的50%～80%进行搅拌，视拌合物情况加入剩余拌合用水。总搅拌时间以3min左右为宜。

搅拌完成后卸料过程中应保持平稳，不应使拌合物之间产生较大的冲击而导致拌合物浆料与骨料出现离析。

3 彩色透水混凝土施工工艺

3.1 运输

彩色透水混凝土的运输宜采用大吨位运料车，同时注意保湿，运至施工现场的时间不应大于1h，最大运输半径不宜超过20km。总运输能力应比总拌和能力略有富余。确保新拌透水性水泥混凝土在规定时间内运到摊铺现场。由于透水混凝土拌合物孔隙较多，水分容易快速蒸发，高温长距离运输过程中采取相应措施减少水分流失。

3.2 摊铺

拌合物运送到摊铺地点后，应立即进行摊铺，底层素色层与面层彩色层摊铺时间间隔不宜超过初凝时间的二分之一，拌合物松铺系数K宜控制在1.05～1.20之间，当气温低于5℃或高于35℃时应暂停施工，不宜在雨天进行摊铺。

拌合物由辊轴整平后，用平板振动器纵横交错两遍振实，当平板振动器移动时，应重叠100mm～200mm，平板振动器在一个位置的持续振捣时间不应少于15s。缺料的部位，应辅以人工补料找平。

3.3 养护

由于彩色透水混凝土拌合物疏松多孔，水分极易流失，因此保湿养护至关重要。彩色透水混凝土养护宜使用保湿膜，土工布等覆盖物保湿养护并及时洒水，保持透水混凝土表面始终处于潮湿状态，并由此确定每天的洒水遍数。昼夜温差大于10℃以上的地区或平均温度小于等于5℃时施工的透水性水泥混凝土人行道应采用保温措施。养护时间应根据施工温度而定，一般养护期为14d~21d，高温时不少于14d，低温时不少于21d。

3.4 表面处理

待彩色透水混凝土路面充分水化（摊铺后约3天左右）后，将双丙聚氨酯封闭剂均匀喷涂于混凝土表面并静置8 小时以上，对透水混凝土表面进行封闭处理，以增强其耐久性和美观性。根据颜色要求，也可在透明封闭剂中添加少许颜料对其进行补色。

3.5 伸缩缝设置

依据项目实际情况，伸缩缝设置胀缝和缩缝，当混凝土强度达到设计强度的25%～30%时采用路面专用切割机进行切缝施工。胀缝要求贯穿透水混凝土，达到基层，胀缝宽度15mm～20mm，每18m设置一道胀缝，胀缝内放置泡沫棒，表面用聚胺脂低模量嵌缝油膏处理。缩缝深不小于混凝土浇筑厚度的1/3，缩缝宽度5mm～8mm，每6m设置一道[5]。

[1] 张贤超，尹健，池漪，透水混凝土性能研究综述[J]．混凝土，2010(12)：47-50

[2] YANG Jing;JIANG Guo-liang Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials [外文期刊] 2003(03)

[3] 蒋正武，孙振平，王培铭，若干因素对多孔透水混凝土性能的影响们[J]．建筑材料学报，2005(5)：51

[4] CJJ/T135-2009 .透水水泥混凝土路面技术规程[S]

[5] SZ-C-B06-2007. 透水性水泥混凝土人行道应用技术规程[S]