〔摘要〕本文依據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外對透水性混凝土的研究現(xiàn)狀，利用高強水泥、外加劑和特殊的成型方法配制了透水性混凝 土 。 實 驗 結(jié) 果 表明，其抗壓強度可達混凝土標(biāo)號中的C40，不但滿足《凝土路面磚》JC/T446-2000性能，而 且 還 滿 足 透 水 性混凝土的技術(shù)要求。
〔關(guān)鍵詞〕透水性混凝土;抗壓強度;透水系數(shù);空隙率
[中圖分類號〕TU528.59;TU528.33 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1(X)9-0142(2007)06-0028-02
1 前言
我國是人口最多，自然水資源極度缺乏的國家。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展地下水大量地被抽取，而補充地下水的地表面日益被不透水的瀝青或水泥混凝土材料所覆蓋，使日益減少的水資源越來越趨于枯竭。如果這種情況持續(xù)下去，必將引起地表下沉，導(dǎo)致地面結(jié)構(gòu)物的變形和破壞，直接影響人類的生存空間。而且，每逢雨季降落在不透水地面上的雨水，不但加重城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，而且集中排放在江河里，即浪費了水資源又成了洪水泛濫的原因之一。
為解決這些問題，發(fā)這國家從上世紀(jì)80年代開始研究透水性混凝土，試圖將其研究成果試用在公園、人行道、停車場及各種體育場地。由于透水性混凝土具有空隙率大、連通空隙多的特點，因而在雨季可以積蓄大量的地下水，也可以調(diào)節(jié)城市里的溫度和濕度。但關(guān)鍵問題在于這種混凝土普遍存在抗壓強度小的缺點。目前，國內(nèi)研制的透水性混凝土路面磚的抗壓強度一般在加-25MPa，與國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)葫昆凝土路面嘟JC廠1媽46-2(X)0規(guī)定的抗壓強度最低值(30Mpa)尚有差距。
2 試驗概要
2.1 原材料
本實驗所用原材料分別為:42.5級普通硅酸鹽水泥;粒徑分別為10.0-13.omm、5.0-10.omm、2.5-5.0mm的碎石;NNO型減水劑和JM一SCA型增強劑。
2.2 配合比
表 1表 示 了本試驗配合比。其中，為考察不同水灰比對透水性混凝土強度的影響，編號為CI-C3的WIC分別采用了20%、25%及30%。同時，為探討骨料顆粒粒徑與透水性混凝土強度的關(guān)系，分別采用了3種不同的骨料配合比方式。
2.3 試件制作與養(yǎng)護
C1- C4 是 根據(jù)配合比現(xiàn)配制水泥漿，再倒入骨料并強制
攪拌3min后，利用中l(wèi)ommxZomm模具加壓成型的方法制作了試件。至于第三種配合比(CS)，則采用先用粒徑為2.5一5.0mm的碎石混凝土攤鋪在模具底面50mm 后，再用粒徑為5一10mm 的碎石混凝土填滿模具，并一次性加壓成型的方法來制作了試件。成型后的試件在溫度20玖℃，濕度50%的條件下養(yǎng)護ld后，在標(biāo)準(zhǔn)條件下分別養(yǎng)護了3、7、28d.
2.4 試驗內(nèi)容
(1) 透 水 系數(shù):
依據(jù) 日本 道路協(xié)會“透水性瀝青混合物的透水試驗方法”，利用自制透水儀器，計量3個透水性混凝土為一組的透水量并取用其平均值計算了透水系數(shù)。圖1表示適水性混凝的N/C與抗壓強度關(guān)系。
Kt=QL//[HA（T2-T1]
其中，Kt:透水系數(shù)(cIn/s)，H:水頭差(cm)。Q: (九一習(xí)時間內(nèi)流出的平均透水量(cm/s) ;A: 試 件 截面積(cm2) ;嘰:測量開始時間(s);兀: 測 量 終了時間(s);L:試件高度(cm);(2) 抗 壓 強度:
參照 規(guī) 范 輥凝土路面嘟JC鄺科6一20(X)測定了試件抗壓強度。表2表示了透水性混凝土的主要物理力學(xué)性能要求。
(3) 空 隙 率:
P=1-[（W1-W2）/V]其中，p:孔隙率;wl:試件在空氣中的質(zhì)量(kg);w2:試件在水中的質(zhì)量(g);v:試件體積(cm3)。
3 結(jié)果與分析
圖2 透水性混凝土的骨料粒徑與抗壓強度3.， 相對密度、空隙率與透水系數(shù)在本 試 驗 中，透水性混凝土的平均密度為2040kg/m3，為普通混凝土密度(240kg/m3)的84%左右;平均空隙率為29%;系數(shù)為18.4mm/s(見表3)，均滿足表2所規(guī)定的技術(shù)要求。
3.2 強度
3.2.， W/C影響
圖 1表 示 了研7C與透水性混凝土強度之間的關(guān)系。W尹C為25% (C2) 的抗壓強度大于WIC為20% (CI)和30%(C3) 的抗壓強度。如果采用過小的W/C，就不能有效地包裹骨料顆粒表面而降低顆粒之間的粘結(jié)力，從而導(dǎo)致強度降低。WIC為20%(CI)的情況屬于這一類;隨著水灰比的增加，水泥漿體逐漸變稠，當(dāng)稠度達到均勻包裹骨料表面而不淌流時，密實度以及骨料間的粘接力達到最大值，因而強度也隨之提高WZC為25% (C2) 的情況屬于這一類;但水灰
比過大將會出現(xiàn)水泥漿體湯流到時間底面，不但減少水泥漿體的數(shù)量，還影響到骨料之間的粘結(jié)力，也同樣導(dǎo)致強度降低。30% (C3) 的情祝屬于這一類。
3.2.2 骨料粒徑影響
圖 2表 示 了透水性混凝土的骨料粒徑和強度之間的關(guān)系。由于透水性混凝土中沒有使用細(xì)骨料，骨料顆粒間是以點式接觸形成混凝土骨架，包裹在骨料表面上的水泥漿起到膠結(jié)作用而形成多孔堆積結(jié)構(gòu)。所以，當(dāng)外部荷載作用在透水J幽昆凝土?xí)r，其內(nèi)部的受力是通過骨料之間的膠結(jié)點來傳遞的。
由于骨料本身的強變較高，骨料之間的水泥凝膠層很薄且膠結(jié)面移刊、，所以破壞面就發(fā)生在骨料顆粒之間的連接點處。
3.2.3 提高強度的方法
因此 ， 在 保證一定空襲率的前提下，增加膠結(jié)點的數(shù)量和面積，提高膠結(jié)強度是提高透水性混凝土強度的關(guān)鍵。骨料粒徑越小，單位體積內(nèi)骨料顆粒之間的接觸點數(shù)量就越多，所形成的結(jié)果骨架越密，膠結(jié)面積就越大，從而提高透水性混凝土的整體強度。這就是編號C4、CS的抗壓強度遠遠高于編號C1-C3的抗壓強度的原因。
其次 ，本試驗用了利用強制式攪拌機預(yù)先拌好比需要量大3-4倍的水泥漿后，將骨料放進去一起攪拌，再利用具有一定頻率的振動篩除去多余的水泥漿，只留骨料顆粒表面所需的水泥漿。這樣，不但保證攪拌均勻性，提高了透水性混凝土的強度，而且又提高了水泥漿的有效利用率。
再次 ， 作 為路面材料，通常要求表層具有良好的耐磨性和平整度，由于透水性混凝土的表層顆粒間的結(jié)合面長期受到摩擦力，很容易發(fā)生骨料脫落，使道路表面出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象，不但影響市容，增加噪音，而月加速汽車輪胎 的 磨 損。若采用不同粒徑兩次布料，一次成型的方法，就能克服透水性混凝土的這些缺點，滿足心昆凝土路面石郭JC汀46-2O0()規(guī)范的技術(shù)要求，抗壓強度可高達C40以上的標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)論
經(jīng)以上分析，要配制高強透水性混凝土應(yīng)采取如下方法:
(1) 為 保 證骨料顆粒表面充分地被水泥漿所包裹，應(yīng)采用充足的水泥漿。
(2) 為 保 證骨料顆粒表面均勻地被水泥漿所包裹，應(yīng)篩去多余的水泥漿。
(3) 應(yīng) 采 用不同粒徑兩次布料，一次成型的方法。
參考文獻:
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