透水混凝土在某项目的应用

涂跃亚

摘要：比较分析了透水混凝土道路较传统硬化道路的优缺点，介绍了透水混凝土配合比设计原则，详述了透水混凝土的施工工艺，通过实际工程的应用，表明透水混凝土能够较好的应用于工程实际，并针对透水混凝土易孔隙堵塞的缺点提出了建议。

关键词：透水混凝土; 海绵城市; 配合比;施工工艺; 孔隙堵塞

目前，国内广泛使用釉面砖、混凝土、柏油、石料等不透水材料进行道路硬化，给城市环境带来诸多危害：1）日益严重的地下水资源枯竭——城市建筑物及不透水的硬化地面阻断了部分地下水的补给路径;2）内涝现象频发——由于封闭型，如遇特大暴雨或管网堵塞，易造成城市内涝;3）加重城市热岛效应——封闭的城市地表改变了原有地表的吸收、蒸发、热传导等结构特征，导致雨水蒸发快、地表干燥，最终城市相对湿度小、天气干燥[1]。

“海绵城市”这一概念首次在2012年4月的《低碳城市与区域发展科技论坛》中被提出，目的是如何能使城市建设自主的具备渗、滞、蓄、净、用等能力。透水混凝土是海绵城市发展建设中的一种新型地面铺装材料，具有高透水性、透气性、生态环保、吸能、减噪等特性，得到了广泛的应用。

本文依托某项目彩色透水混凝土技术的应用，对该技术的施工工艺及应用情况进行了分析、说明。

1 透水混凝土的特点

透水混凝土是由间断级配粗骨料、水泥、水和外加剂组成。经拌合后，粗骨料表面在水泥净浆的胶结作用下，形成多孔的蜂窝状结构，整个混凝土结构孔隙率很高。根据用途不同，粗骨料的粒径大小不尽相同，连通孔隙率范围为15%-30%，为避免单一级配造成的离析现象，应选用双粒级粗骨料[2]。

2 透水混凝土的配制

透水混凝土由于自身结构的限制，存在透水系数与结构强度的矛盾关系：为使强度提高，应减小骨料粒径，骨料间的间隙减少，造成透水系数减小;为使透水系数增大，应增大骨料的粒径，造成胶结面积小，孔隙大，造成强度降低。因此，透水混凝土的配置应根据用途区别对待。

2.1 水泥用量

一般，透水混凝土应选用强度较高的42.5级普通硅酸盐水泥。水泥用量以完全包裹粗骨料的表面为宜，在保证最佳用水量的前提下，适当增加水泥的用量，能够增加水泥浆的稠度，增强透水混凝土强度。

根据粗骨料的体积孔隙率及胶凝材料的填充率25%-50%，水泥用量通常定为300-450kg/m3为宜[3]。

2.2 用水量

根据相关试验数据，一般透水混凝土水灰比介于0.25-0.40之间，实际进行拌合过程中，以粗骨料在水泥浆中包裹均匀，且无水泥浆下滴时为宜，用水量一般为80-120kg/m3。

2.3 骨料用量

根据所要求的孔隙率和强度特征，以1m3透水混凝土的质量（水泥用量、用水量与粗骨料用量之和）约在1600-2100kg的范围内，以此方式來确定的骨料用量[4]。

2.4 外加剂

根据施工现场环境、气温、透水混凝土运距等，可以适当添加外加剂。外加剂主要作用为减少用水量及调节混凝土的凝结时间，达到相同孔隙率的条件下提高混凝土强度的目的。

3 透水混凝土的应用

为响应国家“海绵城市”建设，某项目在广场、校区道路、市政景观、教学楼中庭等处广泛应用彩色透水混凝土。

3.1 透水混凝土的配合比及相关参数

彩色透水混凝土配合比为水泥：碎石：水胶比=1：3.08：0.30，水泥用量为480Kg/m3。彩色透水混凝土的相关技术参数要求：耐磨性≤35mm，透水系数为0.5mm/s，25次冻融循环后抗压强度损失率≤20%，25次冻融循环后质量强度损失率≤5%，孔隙率为11-17%，强度等级为C30。

3.2 透水混凝土的施工工艺

3.2.1 土基层处理

基层应进行素土夯实，要求密实度≥93%。

3.2.2 铺级配层

将20-50mm粒径的碎石集料，按比例拌合后，在土基层上摊铺、平整，并通过振动碾压，达到200mm的厚度及要求的压实度。

3.2.3 铺中砂结合层

摊铺10mm厚的中砂层，用于结合、填缝和人工找平，浇水使中砂湿润再进行碾压。

3.2.4 测量支模

根据设计图纸，在中砂结合层上标示出高程、中线或边线等进行标示。支模时，应注意坡度、垂直度、高程等问题。

3..5 混凝土搅拌

混凝土搅拌采用JS500强制式搅拌机进行。由于拌合料干硬性的特点，搅拌机应设置于离施工现场运距30min以内的位置。粗骨料、水泥及添加剂采用人工称量、投放，拌合用水为自来水，通过自动供水装置，按量进行进水并拌合。依次将粗骨料、水泥、颜料和添加剂按计划好的比例加入搅拌机的升降斗中，先进行搅拌20-30秒，使其混个均匀后，再通过自动供水装置加水拌合。

3.2.6 运输及摊铺

拌合后的透水混凝土的装料及运输控制在35min以内，运输采用运输车或装载机进行。由人工完成初整平后，宜采用低频平板振动器振实找平，对边角等机械无法覆盖及边缘等易出现缺料的地方，采用人工补料找平，其底层振实找平后，再摊铺彩色透水混凝土面层。彩色透水混凝土面层摊铺振实后，宜使用抹平机对面层抹平收浆，摊铺时松浦系数宜为1.2。

3.2.7 混凝土养护

透水混凝土摊铺完毕后，及时设置围栏、警示带等保护措施，宜在24h后进行养护，养护期间应避免堆放重物及通行车辆。路面养护可采用定期洒水保湿，或洒水后采用塑料薄膜进行覆盖。气温较低时应减少洒水次数，气温较高时，应采用其它覆盖措施避免水分过快蒸发。

3.2.8 喷涂封闭剂

一般透水混凝土养护5-7d后喷涂封闭剂。封闭剂的色彩应与透水混凝土颜色一致，增强美观性和耐久性，防止透水混凝土长时间使用后因孔隙受污而堵塞。喷涂封闭剂完成12h后，透水混凝土方可投入使用。

3.3 强度检测

为检测透水混凝土相关性能指标，在透水混凝土摊铺过程中，进行现场取样，经过28d标准养护后送质检中心进行相关性能测试。得出的试验结果为，28d抗压强度：试件1为35.53MPa，试件2为35.24MPa，试件3为33.95MPa;28d弯拉强度：试件4为3.18MPa，试件5为3.20MPa，试件6为3.17MPa。

可以得出，现场取样的彩色透水混凝土强度可靠，能完全满足设计要求。

4 结语

本文通过对传统硬化地面的缺陷分析，提出了透水混凝土在“海绵城市”应用的优势，结合某项目彩色透水混凝土的应用情况，得出以下结论：

4.1 由于透水混凝土的透水性和强度与骨料级配密切相关，透水混凝土骨料的级配应根据设计需求区别对待;

4.2 透水混凝土相较单粒级配，双粒级配能更好的避免离析现象的发生;

4.3 通过实际工程的应用，表明相关参数均满足设计需要，能够较好的用于工程实际。

需要注意，由于透水混凝土蓄、排水的能力有限，透水混凝土应与地下排水官网的建设配合使用，如果路侧设置排水沟、地下设置排水总管，则蓄、排水的能力将大大提高;透水混凝土主要依靠粗骨料间的孔隙蓄、排水，因此摊铺后除涂刷封闭剂外，应定期进行维护清洗路面，保证孔隙不被堵塞。

参考文献：

[1] 江信登. 透水混凝土的应用与发展[J]. 福建建筑， 2009， 12： 43-44， 59.

[2] 孟宏睿， 陈丽红， 薛丽皎. 透水混凝土的配置[J]. 建筑技术， 2005， 36（1）： 29-33.

[3] 程娟， 杨杨， 陈卫忠. 透水混凝土配合比设计的研究[J]. 混凝土， 2006， 10： 81-84.

[4] 刘霞， 王加荣等. 透水混凝土在奥林匹克森林公园的工程应用[J]. 混凝土， 2008， 10： 120-122.