无砂透水混凝土配合比设计与研究

白羽

【摘要】通过对无砂透水混凝土配合比的设计过程，得出了水泥用量对抗压强度、透水系数的影响，确定了较理想的理论配合比。对无砂透水混凝土的试验方法、施工工艺进行了总结，对今后无砂透水混凝土的配制、选定、施工控制具有一定的参考价值。

【关键词】无砂透水混凝土；配合比设计

引言

无砂混凝土是轻骨料混凝土的一种形式，仅由水、水泥和粗骨料拌和而成。由于没有细骨料，所以在混凝土内部存在着大量较大的孔隙，水可以在硬化的混凝土孔隙中流动。正是由于这些孔隙的存在，使得无砂混凝土具有与其它种类混凝土所不同的特点：容重小，水的毛细现象不显著，透水性大，水泥用量少等等。因此这种新型的建筑材料的优越性不断为人所知，并在道路建设领域逐渐得到应用。在施工中，多用于大坝、挡墙、桥涵台背回填等一些排水或反渗的结构，以代替施工复杂的反滤层和渗水结构，具有良好的透水性和过滤性，并可承受一定负荷，施工简便，经济等优点。

1、配合比设计思路

根据铁建设[2010]241号《铁路混凝土工程施工技术指南》和TB 10424-2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》中的要求，从抗压强度和透水性能两方面进行研究，并综合考虑施工性能和经济性等相关因素。

2、原材料性能指标

水泥选用鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司P·O42.5水泥，技术指标见表1。

粗骨料选用岚县宏利石料厂生产的碎石，分别采用5mm～10mm的单粒级、10mm～20mm的单粒级的两种碎石，其技术指标见表2。

外加剂选用山西铁力TL-A聚羧酸高效减水剂，技术指标见表3。

水选用饮用水，技术指标见表4。

3、无砂透水混凝土的设计过程

铁建设[2010]241号《铁路混凝土工程施工技术指南》中要求，无砂透水混凝土配制水泥用量宜为（250～350）kg/m3，粗骨料用量宜为（1400～1600）kg/m3，水胶比不宜大于0.50。

根据以往经验及技术、经济等方面综合考虑，采用表5方案进行正交试验。

由于粒径大的粗骨料比表面积小，需水量也相对较小，故外加剂掺量按0.5%加入。

对每个配合比进行试配，注意在试件成型时切忌在振动台上振动，应采用捣棒分层捣实即可，拆模后养护至28d龄期进行立方体抗压强度试验和渗透试验，强度试验在压力试验机上进行，渗透试验采用JC/T 945-2005《透水砖》中透水系数检验方法规定的装置进行（如图1所示）。

1——供水系统；

2——溢流口；

3——溢流水槽：具有排水口并保持一定水位的水槽；

4——支架；

5——试样；

6——量筒；

7——水位差；

8——透水圆筒：具有溢流口并能保持一定的水位的圆筒。

最终试验结果如下：

依据表6绘制图2 水泥用量对抗压强度的影响曲线：

从图2可以看出，无砂透水混凝土强度随水泥用量的增加而增大，但到一定用量后强度增长幅度变小。水泥用量相同时，骨料粒径小的强度略高，是因为粒径小，水泥浆与骨料结合面多的原因。

依据表6绘制透水系数曲线：

从图3可以看出，无砂透水混凝土透水系数随水泥用量的增加而减小，是因为更多的水泥浆将骨料间的孔隙填充所致。水泥用量相同时，骨料粒径小的透水系数低，是因为其孔隙率相对较小的原因。

4、选定配合比

根据试验结果综合分析，选定以下配合比为最终配合比：

经计算，每m3混凝土总碱含量为2.05kg，氯离子总含量为胶材用量的0.06%，三氧化硫含量为胶材用量的2.5%，故耐久性指标均满足要求。

5、施工过程控制

（1）无砂透水混凝土是干硬性混凝土，由于水泥浆的稠度较大且数量较少，为保证水泥浆能够均匀的包裹在骨料上，应采用强制式搅拌机搅拌，较普通混凝土适当延长搅拌时间，宜为3min以上。

（2）投料顺序宜为水泥+水+外加剂，搅拌均匀后再加入粗骨料继续搅拌均匀。

（3）浇筑。浇筑前，先用水湿润浇筑面，防止无砂透水混凝土水分流失加速水泥凝结。浇筑时不得采用强烈振捣或夯实，否则水泥浆下沉后在底部形成不透水层，影响结构的透水性能。浇筑完后用轻型压路机静压压平即可。

（4）养护。由于无砂透水混凝土孔隙大，易失水，所以浇筑完后及时用塑料薄膜覆盖并洒水养护，养护时间不少于7d。

6、结论

无砂透水混凝土为提高抗压强度，可以掺加适量的减水剂以减小水灰比。水泥用量要适宜，过大水泥浆会太厚，影响透水性；过小强度值偏低。骨料粒径大的因为孔隙率大而透水性较好，但强度略低。

施工时要适当延长搅拌时间；浇筑后用压路机静压压平即可；要及时洒水养护。

參考文献

[1]铁建设[2010]241号.《铁路混凝土工程施工技术指南》[S].中国铁道出版社，2011.

[2]TB 10424-2010.《铁路混凝土工程施工质量验收标准》[S].中国铁道出版社，2011.

[3]JC/T 945-2005.《透水砖》[S].2005

[4]乐震.无砂混凝土的配合比设计及质量控制[J].

[5]徐立新.无砂混凝土在道桥工程中的应用[J].