透水混凝土的性能和应用

2020-05-11谢高强

建材与装饰 2020年12期

谢高强

（海南中南标质量科学研究院海南海口 571152）

建筑工程中使用的混凝土材料传统的往往具有不透水性等劣势。为了保证施工项目更好的排水促进结构耐久性，混凝土必须具备一定的透水性能。传统的材料使用过程中带来的负面影响如雨水难以通过传统的路面渗入地下，土壤由于难以保持湿度，导致地面塌陷，地下水位下降。建筑由于地表、空间、温度、湿度等条件影响下，产生所谓的热岛现象，给居住舒适度带来影响等等。因此传统的混凝土建筑材料已经不具备生态要求，一种新型的能够与生态环境友好的新型材料出现了，这就是透水性混凝土。

1 透水性混凝土的性能分析

20世纪一些发达国家开始进行透水材料的研究，从维持生态平衡、保护地球走可持续技术发展的角度进行了材料的研发。随着技术水平不断提升，新型的环保建筑材料透水性混凝土应运而生。透水性混凝土大致可定义为不加或加入少量的集骨料，采用单一级配或添加一定的外加剂、掺合料形成的较大连通孔隙的多孔混凝土。从种类上分，透水性混凝土目前包含了水泥透水性混凝土、高分子透水性混凝土以及烧结透水性制品等[1]。

以水泥透水性混凝土为例，这种混凝土的水胶比一般为0.25~0.5，骨灰比为3~4，硬化后的混凝土内部一般包含20%左右的连通孔隙，表观密度比普通混凝土要低，在应用上其具有较好的透水性和防滑性，但是抗冻性较差，高分子透水性混凝土是一种使用胶结材料，形成的透水性混凝土采用单粒级骨料形成沥青透水性混凝土，而使用有机胶凝材料的混凝土，其性质随温度变化较敏感，以高分子树脂为胶结材料配制的透水混凝土，美观性强、耐磨性强，但其成本较高。烧结透水性制品以黏土为代表，这一类透水性材料，耐磨性好、强度高，适用于高档建筑表面部位施工。

透水性混凝土的原材料包括水泥、骨料、外加剂等。透水性混凝土不用或者少用细骨料，采用强度较高的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，水泥标号一般在42.5以上。透水性混凝土使用外加剂提高水泥浆和骨料间的界面强度.目前透水性混凝土配合比设计尚不常熟。原则是将骨料颗粒进行水泥浆的包裹之后，使得水泥浆膜具有一定的强度和透水能力。成型方式包括压制和振动两种。

2 透水混凝土应用分析

原材料选用：

水泥采用硅酸盐水泥等必须符合现行国家保准，外加剂符合混凝土外加剂的标准要求，透水水泥混凝土采用的增强料分为有机和无机材料。采用的集料应选质地坚硬和洁净的碎石料。

（1）制备透水水泥混凝土。首先从浆体的用量和孔隙率开始，依据水胶比进行胶凝材料用量和用水量的计算，根据粗集料的体积分数和密度进行拌合，需要注意的是，透水性混凝土不能使用普通水泥混凝土的强度关系和水胶比，流动性能对空隙率会发生影响。制备过程中，将集料和拌合水预搅拌1min，将剩余的胶凝材料与拌合水混合[2]。应采用搅拌机进行拌合，现场拌合应根据工程量、工程进度进行，作业运输时间不宜超过30min。

（2）成型时每层用16mm铁棒进行插振捣，振动的同时施加0.8MPa的压力，试件成型后进行标准条件养护。透水混凝土在配合比设计的时候要综合考虑混凝土空隙率和强度，保证透水水泥混凝土的透水性能。例如在透水沥青混凝土的制备上，选择原材料确定及料及配-确定最优沥青用量-提高混凝土的抗冻融能力为常见的配比设计步骤。搅拌工艺根据设计情况进行选择，将所有材料放入搅拌机，搅拌时间为2-4min，预拌水泥浆时如果骨料上的水泥浆较多，通过振动筛子将多余的水泥浆筛出，保证搅拌均匀性。

图1 透水水泥施工排水设施横断面

（3）在排水方式上结合区域的降雨特征和排水体积来进行透水混凝土的合理布置。面层基层构成的透水混凝土结构一般采用轻度压实的机具进行成型，压实程度要依据建筑负荷和排水能力来确定。透水混凝土在运用中常见有开裂、沉降、保表面、磨损等破坏形式。应根据气温变化和面层支撑的情况，进行粗集料颗粒之间强度的设计，对于透水混凝土制备过程中使用引气剂时注意，在水泥净浆覆盖层中，应有均匀分布的小气泡，以助其提高抗冻融能力。在透水混凝土的水泥混凝土的维护上，保护区域混凝土施工现场排水过程中，水流中携带的细小颗粒会堵塞混凝土的孔隙。应以一定的时间间隔做好孔隙的通透性的维护。维护周期随着环境的不同，对于混凝土的维护方法各有差异。常见有使用高压水冲洗和大功率真空吸尘的方式，将表面孔隙中的大颗粒冲洗出。同时为防止对透水混凝土本身造成破坏，也可以使用负压的方式使用真空吸尘，将颗粒加以吸出。理想的维护手段是可以结合两种方法，实现冲洗和真空吸尘同步进行提升混凝土面层高度，在混凝土面层周边建造路沿，并对混凝土施工周边的部分进行维护等措施，也能有效的防止水流带来的冲击力造成孔隙堵塞[3]。与普通混凝土相比，透水混凝土的强度也会随水泥的强度增加而增加，而混凝土透水系数会随胶凝材料用量增大导致孔隙被浆体填充而减小，可以掺加适量增强剂，在保证透水混凝土强度的情况降低浆体用量提升其透水性能。