透水混凝土的配制

透水混凝土的配制

透水混凝土具有良好的透气性和透水性。试验中采用单粒级和双粒级卵石粗骨料，结果表明：透水混凝土的透水性和抗压强度与混凝土的孔隙率有关；单粒级粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土强度越高，透水性越差；双粒级粗骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级粗骨料，双粒级粗骨料的掺配存在最佳比例。
生态环境友好型混凝土是指既能减少对地球环境的负荷，同时又能与自然生态系统协调共生，为人类构筑舒适环境的混凝土材料。透水混凝土是生态环境友好型混凝土之一，与传统的混凝土相比，其最大特点是有 !&KL’%K的连通孔隙，具有透气性和透水性。将这种混凝土用于铺筑道路、广场、人行道路等，能扩大城市的透水、透气面积，增加行人、行车的舒适性和安全性，减少交通噪声，对调节城市空气的温度和湿度、维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用。

世纪年代以来，欧、美、日等国家和地区开始研究开发透水性混凝土，并将其应用于广场、步行街道路的两侧和中央隔离带、公园内道路及停车场等，以增加城市的透水、透气空间，调节城市微气候、保持生态平衡效果良好；/% 年代以来，国内开始对透水性混凝土进行研究，但由于其抗压强度较低，以及地基状况、施工方法等原因，至今仍未达到实际应用的程度。本试验主要研究透水混凝土，采用单粒级和双粒级天然粗骨料，在不掺入矿物细掺料及外加剂的情况下，通过优化颗粒粒径和调整配合比，运用常规施工方法，在满足必要透水性的情况下提高混凝土的强度，达到实际应用的程度。

透水混凝土原料
透水混凝土的结构特征
透水混凝土是由水、水泥、粗骨料组成的，采用单粒级粗骨料作为骨架，水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，骨料颗粒通过硬化的水泥浆薄层胶结而形成多孔的堆积结构，因此混凝土内部存在着大量的连通孔隙，且多为直径超过 !AA 的大孔。在雨天或路
面积水时，水能沿这些贯通的孔隙通道顺利渗入地下，因此具有良好的透水性和透气性。透水混凝土内部结构模型如图 ! 所示。
根据结构模型可知，透水性混凝土受力时通过骨料间的胶结点传递力的作用，由于骨料本身的强度较高，水泥凝胶层很薄，水泥凝胶体与粗骨料界面之间的胶结面积小，其破坏特征是骨料颗粒间的连接点处被破坏，因此在保证一定空隙率的前提下，增加交接点的面积，提高交接层的强度是提高透水性混凝土强度的关键。
试验配制

原材料的品种与选择

在透水混凝土中，水泥石与骨料界面的粘结强度是混凝土的最薄弱环节，是决定混凝土强度的关键因素，因此水泥的活性、品种、数量的选择尤为重要。透水混凝土要采用强度较高、混合材料掺量较少的水泥或普通硅酸盐水泥。水泥浆的用量以刚能完全包裹骨料的表面为最佳，形成一种均匀的水泥浆膜层，并采用最小水泥用量为原则；因过大的水泥用量不仅会造成透水性的减弱、增加成本，还会造成水泥石收缩量增大，形成裂缝，使混凝土的强度反而降低。

粗骨料是透水混凝土的结构骨架，骨料粒径的大小视透水混凝土结构的厚度、强度、透水性而定。试验资料表明，透水混凝土的颗粒级配是决定其强度和透水的主要因素之一，为保证透水混凝土强度及其透水功能，粗骨料常用颗粒较小的单粒径。骨料粒径越小，骨料的堆积密度越大且颗粒间的接触点越多，配制的透水混凝土强度高，透水性能会降低。骨料粒径越小，其比表面积越大，所形成的结构骨架单位体积内骨料颗粒之间接触点数量越多，胶结面积越大，可提高混凝土的强度，但须同时调整水泥用量。骨料粒径越大，比表面积越小，所形成的结构骨料单位体积内骨料颗粒之间接触点数量少，胶结面积越小，从而可提高透水性，但会降低强度。
透水混凝土的透水性和抗压强度均与混凝土的孔隙率有关，孔隙率越大，透水性能越好，强度较低；相反，孔隙率越小，透水性能变差，强度提高。由表 可知：透水混凝土在骨灰比不变的情况下，随水灰比的改变，混凝土的孔隙率、强度、透水系数也发生变化，对一定粒径的骨料而言，存在着最佳配合比。表中采用了两种单粒级粗骨料，最大粒径相同，但其中公称粒径上下限的幅差不同，幅差越大，骨料有一定的大小搭配，接触点比幅差小的骨料要多，孔隙率较小，强度高，透水差。
表表明几种骨料在不同的配合比配制下的混凝土性能指标，从表中数据可看出双粒级骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级骨料。这是由于两种粒级相互填充，它比单粒级骨料孔隙率小，骨料间接触点的数量较多，故强度较高；又由于两种粒级的相互填充，骨料的比表面积较小，水泥用量少，水泥浆包裹在骨料的表面，使混凝土内部存在一定数量的连通孔，故透水性也较好；在拌制过程中，双粒级骨大小搭配，使混凝土不易发生离析，便于施工控制与操作。
配制过程中，双粒级骨料的掺配比例非常重要，若小粒径骨料用量过多，则混凝土填充较密实，虽强度高，但透水差，水泥用量多；反之，透水高，强度低。试验过程中根据大骨料的体积空隙率，小骨料填充率一般为确定小骨料用量。对一定粒径的骨料而言，也存在着最佳掺配比例。
结论

透水混凝土的透水性和抗压强度均与混凝土的孔隙率有关。
单粒级粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土强度较高，透水越差。
双粒级骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级骨料，双粒级骨料的掺配存在着最佳比例。
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