不同成型方法对透水混凝土性能的影响研究

2020-02-17丰瑛

四川水泥 2020年9期

丰瑛

（陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南 714099）

透水混凝土又称多孔混凝土、无砂混凝土、透水地坪，是由再生粗骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，内部结构呈现蜂窝状，孔穴均匀分布，表面粗糙、多棱角、表面积大。透水混凝土相比较传统路面更加透气、透水，而且重量较轻，不但有利于城市排水、噪音污染等情况，而且有助于改善城市生态系统平衡。由于现代建筑工程中的混凝土材料所形成的密闭环境，影响空气和水的自然流通，从而使得工程项目与空间和自然环境的适应性较差，透水混凝土的出现是传统混凝土的创新技术工艺。以道路交通路面项目为主的混凝土路面就是由于暴雨、阵雨天气难以通过地表径流排尽路面积水，一方面行驶车辆与积水路面会存在交通安全风险；另一方面，由于传统混凝土路面透水性能较差，地面深处土壤成分长期缺水，湿度不足，难以保持稳定结构，地面出现沉降。传统混凝土路面的密闭性会影响周围环境的温度、湿度，是城市热岛效应出现的主要影响因素，为了迎合可持续生态化发展，透水混凝土作为环境友好型材料更加适应现代道路交通路面发展和持续的新需求。

1 透水混凝土性能的影响因素

1.1 原材料对透水混凝土性能的影响

透水混凝土的制备是由粗骨料、水泥和增强剂混合制备，透水混凝土的强度与水泥的强度相匹配，不同的制备方法在一定程度上会使混凝土的内部受力结构有细微的差别，从而使得水泥的分布比例和强度有所差异。再者，粗骨料的抗变形拉伸性能有一定上限，也使得混凝土强度会受到不同成形方法的影响，比如压力成形法就会由于制备时的压力大小和模具差异有所差异。粗骨料的品种和表面粗糙会使得液压时难度加大，要想克服相应的问题，必须根据混凝土原材料采取相应的成型方法，以确保质量合格，结构稳定的同时，保证表面平整。比如在配置透水混凝土时对骨料的选用形状不规则的碎石,而不是表面光滑的卵石,反而能够在插捣和振压过程中较大提升混凝土的强度。

除此之外,透水混凝土强度还会受到添加剂的影响,比如减水剂能够减少混凝土中水分的流动,增强性能，引气剂在搅拌混凝土过程能引入大量均匀分布，稳定而封闭的的微小气泡的外加剂，但是不同成型方法会使得添加剂的使用很难完全起到成效，所以具体制备要考虑到模具情况，适度调整。

1.2 配合比参数对透水混凝土性能的影响

透水混凝土中,水灰比,浆集比和孔隙率的参数都是保持混凝土性能强度的重要依据，不同成型方法则会一定程度上改变混凝土局部的水灰、浆集比，使得混凝土的水泥和水的重量、骨料体积产生细微变化，对透气透水性能都有影响。因此把握一个适当的量非常重要和比例十分重要，相关参数必须要考虑到制备工艺，根据机械设备的强度和流程合理规划，防止配置配置透水混凝土时的孔隙率变化影响混凝土性能。

1.3 不同成型工艺的养护对透水混凝土性能的影响

透水混凝土有一个十分显著的特点，就是如果注重透气透水性能，那么其他散热、结构稳定性、疲劳强度等性能就会有所降低，因此，制备工艺在平衡性能方面是有一定考量的。具体的成形工艺会根据工程项目需求来设计相应规格质量的混凝土，包括后续不同成形工艺的养护措施也要因地、因时制宜，合理保护不同成型方法下的透水混凝土优势性能。

2 不同成型方法对透水混凝土性能概述

2.1 压路机法

压路机法是利用小型压路机对混凝土贴层进行碾压成型，这种机械化施工能够应对大规模面积的混凝土路面，有效提高施工效率和速度，能够保持透水混凝土的液压过程的一致性。适用于较长的车行路和小区直线路施工,但在解决模板拼接缝上效果不好,整体路面平整度不足，且局部需要提高强度的路面也不够专精。压路机法还有一种常用方式就是与橡胶板配合施工[1]。这种方法压路机技术人员和施工人员的操作水平要求较高，需要人工布置橡胶板，协同压路机进行平面液压，这种方法能够避免压路机直接接触混凝土表面产生的摩擦力，成型的路面密实，骨料粘结牢固，虽然不能完全保证橡胶板衔接处的平整度，但是整体施工质量较高，尤其适用于透水混凝土的路面修补施工，对其强度、结构稳定性能、抗变形拉伸、透水透气等性能都有较好的保障。但是由于机械化要求高，施工技术标准上限高，仅能用于承载路面和大量即时制备混凝土的情况，比如在预拌混凝土站集中生产，采用混凝土罐装车运输和大型摊铺机摊铺施工，大型摊铺机实现了布料、整平和碾压-体化，大大提高了施工效率，且更有效地保证工程质量[2]。

2.2 碾压辊法

碾压辊法对透水混凝土性能的影响主要取决于具体的工具和施工技术，施工工具包括振动碾压辊和手动推拉辊，振动碾压辊主要由行走桁架、振动器、变速齿轮、轴承和碾压钢管组成。手动推拉辊由钢管、推拉杆和轴承组成。手动推拉辊适合用于一次摊铺厚度小于200mm 的透水混凝土碾压，施工时由一人控制推拉，一人负责在辊子表面喷水,防止辊子粘料。如果辊子粘料，会改变局部混凝土的水泥、灰、水浆比例，在后续静置、液压过程中会改变局部路面的承载力，降低透气透水性。振动碾压辊适合于路面厚度大于200mm 的混凝土碾压，施工时先在透水混凝土表覆盖薄膜,然后由-人控制辊子的行走和振动开关，两人辅助操作即可[3]。振动辊的碾压次数由试验确定,只在一个方向盘上施加振动，即向前行走时加振动,回退时不加振动。振动辊行走过程中严禁中途停顿或加速。要及时更换破损的薄膜、及时清除薄膜上的粗骨料，以免行成凹坑,影响路面观感。

2.3 低频振动压实法

低频振动压实法是利用低频振动滚压机进行透水混凝士的施工。低频振动滚压机由滚筒、液压动力站和液压油管组成。施工时由液压动力站将液压油泵送到轴承，带动滚筒旋转，在刮平混凝士的同时进行碾压。这种设备的特点是组装灵活、操作简便，滚筒可调节长度，自供动力[4]。但是这种成型法需要施工人员及时补料找平，检验程序较为繁琐，人工找平还要避免对成型的混凝土造成人为受损。如果出现问题，第一时间要检查模板是否出现质量问题，根据下沉情况、变形情况、稳定情况和密实情况找到根源问题。低频振动压实法适合较为平旷且人流量少的局部中等面积透水混凝土路面施工，诸如小区路面、停车场、休闲广场等，面对大规模公路路面、坡度路面、山区公路等工程来说会出现较多问题[5]。

2.4 模板压印法

不同种类的透水混凝土有不同的成型方法。仿石材纹理彩色透水混凝土为了保证纹理的清晰与美面，采用了与以上不同的方法进行成型，这种混凝土要求在表面制作出具有装饰性效果的石材纹理。仿石材纹理模板采用橡胶压印模板，这种模板采用硅橡胶制作，可以根据现场情况设计不同的纹理。因此，这种成型方法能够最大限度地保持一些优势性能，诸如透气透水、散热、疲劳强度、抗变形拉伸等性能。仿石材纹理透水混凝土的起模方式有两种，一是借助脱模剂，二是在混凝土表面覆盖薄膜[6]。采用第一种方法后，模板与混凝士间无粘结，但脱膜剂对路面产生了颜色污染，施工后路面颜色不均，并且脱膜剂的厚度不易控制;第二种方法则很好的解决了颜色污染和脱模问题。模板的压印，采用了滚压和夯实两种方法,滚压施工速度较快，但由于模板是小块拼接而成,加振动会使模板错动,不仅影响纹理的连续性，而且混凝土的密实度不能保证。夯实虽然施工速度较慢，但施工后效果好，大面积施工时可采用多班组施工。超模时应平起平放，避免模板起动时对混凝土边角的磕碰。