试述透水混凝土增强剂对透水混凝土性能的影响

朱昌祺

（科之杰新材料集团福建有限公司，福建 厦门 361000）

1 引言

透水混凝土主要是指一种多孔结构混凝土，通常由单一级配骨料、水、外加剂和相关的胶凝材料按照具体比例配置拌合而成。透水混凝土具有吸声降噪、透气透水等作用，广泛应用于人行道、广场、非机动车道和停车场建设等相关工程中，可有效解决城市雨水内涝和地下水回补释放等问题。透水混凝土在具体生产、运输以及浇筑成型等过程中会受到震动、颠簸等因素影响，导致浆体出现下沉或无法对骨料进行包裹等现象，使透水混凝土无法有效满足相关使用要求。透水混凝土的强度相对较低，通常在15～30MPa，具体工程应用时强度更低。透水混凝土主要在一些沿海地区使用，在饱水条件下，不具有较强的抗冻融破坏能力，需要在透水混凝土中使用主要由增稠、增强、助剂等相关成分组成的增强剂，可有效改善透水混凝土的耐久性能、力学性能等。

2 相关试验

2.1 原材料配比

本次实验使用的水泥主要来源于福建建福公司的P·O 42.5水泥，碎石选择福建三明5～10mm玄武岩碎石,水使用自来水，增强剂使用科之杰新材料集团有限公司研发的透水混凝土增强剂。减水剂来自于科之杰新材料集团有限公司研制的高性能聚羧酸碱水剂。

2.2 试验方法

（1）浆体流动度。透水混凝土的工作性能优劣与其骨料表面浆体的工作状态有直接关系。制备透水混凝土后，可使用相关的圆孔筛在震动台上将混凝土的筛体筛出，其自身的流动度相对较小，可结合相关流动度测定方法测试透水混凝土浆体流动度。

（2）抗分层性。根据自密实混凝土离析的相关标准方法和实验装置，研究出对新拌透水混凝土抗分层性实验的评价方法。在具体测试过程中，将新拌透水混凝土装入装置中，要高出PVC管顶端大约4～5cm,之后开启震动台，震动2min后关闭。使用抹刀将管上多余透水混凝土刮去，同时做好抹平处理。将PVC管上层与下层的混凝土分别取出称重，计算其离析指数。通过离析指数可有效反映新拌透水混凝土在受到外力震动作用后浆体从骨料表面剥离的难易程度。

（3）抗压强度。主要参照普通混凝土力学性能试验方法标准中的相关规定，有效测试透水混凝土的抗压强度。

（4）透水性能。可根据透水混凝土路面技术规程中的相关规定，有效测试透水混凝土的透水系数。

（5）抗冻性。透水混凝土的抗冻性能，可结合普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法中的相关标准，选择快冻法进行具体测试。

（6）物相组成。在测试浆体流动度后，需要收集相关检测试样装入塑料瓶内密封，直到规定龄期。然后，将试样中的中心部分进行破碎，并浸泡在乙醇中，使水化中止，用X射线衍射仪测试不同水化龄期净浆中的晶相成分。

3 结果与讨论

3.1 工作性能

通过上述实验，可得到透水混凝土工作性能的相关测试结果。具体制备时，通过调整减水剂用量控制透水混凝土降低的流动度在同一水平，同时，通过对比透水混凝土的各分层指数，可得到具体结果。当透水混凝土强度等级提升，后期分级指数也有所提高，这主要由于浆体量增多后，经过具体震动从上层剥落到下层进行流动的浆体也会增多。而掺入透水混凝土增强剂，可使各强度等级的透水混凝土分层指数有所下降，使混凝土晶体的抗震动剥落能力得到有效提升。根据各组配合比可知，透水混凝土上下层的密度测试结果在经过具体震动后，透水混凝土的上下层由于浆体剥落，导致其下流密度产生差异。从大量透水混凝土密度和基本性能之间的关系可看出，透水混凝土的密度与透水系数之间存在着与幂函数相似的关系，而与抗压强度表现近似线性函数的关系。所以，当透水混凝土在具体制备、运输以及浇筑成型等过程中，由于受到震动颠簸等作用，使混凝土自身的性能出现波动。结合试验结果可以发现，通过加入增强剂，可有效提升新拌透水混凝土中墙体的抗分层离析能力，使混凝土在具体运输过程中保持均匀，避免在浇筑成型时其上下层间的性能出现过大差异。

3.2 透水性能与力学性能

透水混凝土7d抗压强度可以达90%以上。浆体用量的不断增加，使透水混凝土强度也得到有效提高，而胶材用量则可以维持在340～420kg。当胶材用量每增加40kg，透水混凝土强度提高约一个强度等级。与此同时，透水混凝土的连通孔隙率和透水系数也会随着浆体增加而有所下降，同时，混凝土骨料之间的孔隙可以被相关浆体堵塞，导致孔隙率下降，其透水性能也有所降低。当浆体用量配合比相同时，其透水混凝土连通孔隙率明显小于设计孔隙率，这主要是由于在制备时无法避免出现少量封闭孔所致。将增强剂加入透水混凝土后，可有效提高透水混凝土的连通孔隙率和透水系数，而且抗压强度也会出现不同程度提升，当浆体用量越高时，增强剂对透水混凝土的抗压强度所具有的提升作用也会变得更加明显。

3.3 抗冻性能

根据结果可有效反映透水混凝土在冻融环境中质量所出现的损失变化情况。而透水混凝土在此环境中，质量损失往往随着冻融循环出现提高，具体表现为在初始时混凝土浆体和碎石剥落，当混凝土发生破坏后，其会进入加速劣化阶段，而当混凝土严重破坏后会导致其整体断裂。

3.4 物相组成

掺加透水混凝土增强剂的相关浆体试样和基准样中各物相组成，通过具体对比可以看出，透水混凝土增强剂对其浆体在水化早期对比水化后期所具有的影响更为明显。在1d时，透水混凝土增强剂中的活性组分能使浆体中水泥水化产生的Ca（OH）2得到有效消耗，并产生许多水化产物，促进水化反应，使透水混凝土早期强度得到提高。而在5d时水化逐渐稳定，水泥水化程度也十分接近，而增强剂可以抑制Ca（OH）2的生长结晶，避免浆体和界面过渡区出现微观缺陷，提升透水混凝土后期强度和耐久性能。

4 结语

本次实验研究了透水混凝土增强剂对混凝土性能产生的影响，具体分析了混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能，并得出具体结论。通过透水混凝土抗分层性试验方法发现，增强剂能使透水混凝土在相同浆体流动度下，有效改善其在震动时浆体离析沉底现象，提高混凝土在运输时的稳定性。通过掺入增强剂，可增强透水混凝土的力学性能。增强剂还能使透水混凝土的抗冻性能在一定程度上得到有效提升。