透水混凝土使用性能及影响因素分析

2018-02-16邱建军

建筑与装饰 2018年6期

邱建军

江苏苏博特新材料股份有限公司江苏南京 211100

前言

透水混凝土被称为环保材料，由于透水混凝土中具有较大的孔隙从而使得透水混凝土的透气性较强，能够对于城市中的热岛效应进行有效的改善，做好透水混凝土的配比及性能试验能够掌握影响透水混凝土应用的各项影响因素，从而为透水混凝土的应用打下良好的基础[1]。

1 透水混凝土的主要性能

1.1 透水性

透水混凝土路面具有较好的透水性，是由单一粒径粗骨料、水泥、水、增强剂和无机原料等按特定配合比经特殊工艺制备而成的骨架孔隙结构，其内部孔隙率一般为15%～30%，多数孔径大于1mm，透水系数为0.5～20mm/s。当降雨发生时，初期雨水会自然渗入至其内部的孔隙中，当降雨量小于孔隙率时，雨水会蓄积在透水面层和基层中；当降雨量较大超出其总孔隙率时，可透水路面就会产生地表径流。因此，透水混凝土路面透水和蓄水能力的决定因素是透水面层和基层的孔隙率。

1.2 强度

透水混凝土强度特性和透水性与其组成材料密切相关。黏结料用量越多，抗压、劈裂、抗弯强度越大;集料尺寸越大，强度越小。随着混凝土孔隙率的增大，其强度逐渐降低，不含细骨料混凝土的强度为1.4～13.7MPa。研究发现，提高透水混凝土强度，必然会减小孔隙率，导致其渗透系数降低，因此，透水混凝土受其强度的限制，主要应用于公园、人行道、轻量级车道、停车场以及各种体育场地[2]。

2 影响因素

2.1 透水混凝土中所使用的原材料的品种及性能分析

（1）透水混凝土中所使用的水泥材料性能分析

水泥是混凝土中主要的胶结材料，在透水混凝土中主要使用水泥来包裹粗骨料来实现对于材料的胶结，在这一过程中，水泥与粗骨料界面之间的黏结强度是透水混凝土中力学性能的关键，同时也是透水混凝土中的力学性能的薄弱一环，因此需要做好透水混凝土中所使用的水泥材料的试验以找出符合要求的混凝土型号。通过研究表明在透水混凝土中应当使用强度较高的普通硅酸盐水泥作为主要的材料，从而使得透水混凝土能够具有较强的胶结性以确保透水混凝土浇筑完成后不会出现流浆和滴浆的问题。

（2）透水混凝土配比中所使用的粗骨料分析

理论上来说，增强透水混凝土的胶结的力学性能需要确保透水混凝土中所使用的粗骨料的粒径越小越好，粗骨料的粒径越小则其粒子的表面积则相对越大，从而使得透水混凝土在使用水泥胶结的过程中各骨粒之间的胶结接触点也越多，从而使得水泥的胶结效果越强。但是透水混凝土中所使用的粗骨料的粒径越小则会使得透水混凝土中的孔隙也越小越少从而影响到透水混凝土的透水等效果，但是如透水混凝土中所使用的粗骨料的粒径越大则会影响透水混凝土的结构强度，因此需要做好透水混凝土中所使用的粗骨料的粒径试验分析以确定符合使用要求的透水混凝土粗骨料的粒径范围。

2.2 透水混凝土中不同的材料及配合比对透水混凝土性能的试验

（1）透水混凝土配比中选用不同的粗骨料粒径对于透水混凝土性能的影响分析

在透水混凝土试验中选用1：0.35：4.0的配合比，其中在透水混凝土中所使用的粗骨料的粒径上分别使用5～25mm、5～16mm以及10～16mm三个层级，通过对拌和好的透水混凝土进行抗压强度、孔隙率及渗透系数的试验分析其中，在7d抗压强度这一试验指标上，5～25mm的抗压能力最高达到了14.7MPa而10～16mm粒径的试验指标最低为10.4MPa，在28d抗压强度的试验指标上则为5～16mm最高而10～16mm的仍然最低，在孔隙率和渗透系数这两项试验指标上为10～16mm粒径所获得的透水混凝土的性能最高。通过对于透水混凝土进行粒径试验表明，在透水混凝土的材料的选择上选用不同的粗骨料粒径会对透水混凝土的强度和透水性能产生极大的影响，为确保透水混凝土取得良好的使用性能需要从透水混凝土的强度和透水性能进行综合的考虑，根据施工现场的实际使用情况来在透水混凝土的强度和透水性上做出合理的选择。

（2）透水混凝土配比中水灰比不同对于透水混凝土性能的影响

在透水混凝土的配比中通过对水泥、水、骨料使用三种不同的配合比：1：0.4：4.0、1：0.35：4.0、1：0.3：4.0来对透水混凝土的性能进行分析，通过对试验后的数据进行分析后发现，透水混凝土与常规混凝土相类同，水灰比对于透水混凝土的强度性能会产生较大的影响，随着透水混凝土配比中的水灰比的逐渐降低会使得透水混凝土的强度逐渐增强，透水混凝土在施工的过程中会受到诸多因素的影响，因此在透水混凝土水灰比的选择上需要根据施工现场的实际情况来进行选择并制定较为合理的施工方案。

通过对透水混凝土进行试验后发现，透水混凝土中的透水能力与透水混凝土中的孔隙率呈正比，而与透水混凝土的抗压强度呈反比，因此在透水混凝土的透水及强度的选择上需要结合现场的实际情况进行选择。透水混凝土的孔隙率与粗骨料的级配关系较大，无砂单粒级配孔隙率较高，透水混凝土的强度与孔隙率及水泥用量关系较大而与水胶比的关系较低。