透水混凝土的设计及工程应用

透水混凝土的设计及工程应用

梁福财

广东江门华润混凝土棠下有限公司529000

摘要：本文简单介绍透水混凝土配合比设计，重点说明了透水混凝土施工技术的工程应用。

关键词：透水混凝土；配合比设计；工程应用

引言

透水混凝土是由粗集料及水泥基胶结料经拌合形成的具有连续孔结构的混凝土。透水混凝土又称为多孔混凝土、无砂大孔混凝土等，是一种新型环保的混凝土产品，可以使地表水渗入地下，有效缓解城市地下水位下降，形成良好的水资源循环体系；其优异的透水性能可以降低雨季城市内涝的风险，还可以缓解城市热岛效应等，对保护自然环境、改善城市生态环境具有重要的意义。

1透水混凝土配合比设计

透水混凝土配合比设计的主要方法有质量法、体积法和比表面积法等，每种方法各有其优缺点。质量法的优点是配和比计算简单，便于现场操作，缺点是主要依据经验，浆体量的大小没有科学依据；体积法的优点是便于控制浆体体积，以目标孔隙率为配合比设计的重要参数，其缺点是实测孔隙率与目标孔隙率差别可能较大；比表面积法的优点是与传统混凝土浆体包裹骨料的理论相符合，缺点是操作困难，需提前计算骨料的比表面积，浆体膜厚度的确定需反复试验确定。

在实际工程应用中透水混凝土配合比设计应主要参照《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T135-2009）和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）等标准规范及设计文件等要求进行。透水混凝土配合比设计应注意以下问题：

（1）根据工程设计要求明确强度等级、目标孔隙率、耐磨性、抗冻性等技术指标要求；

（2）为了获得较大的孔隙率集料应采用粒型较好、杂质含量低（含泥量、泥块含量、石粉含量低）的单级配集料；

（3）透水混凝土的试配强度可根据《普通混凝土配合比设计规程》

（JGJ55-2011）进行确定；

（4）水胶比应经试验确定，可控制在0.25～0.35的经验范围内；

（5）为了获得良好的透水效果，透水混凝土的浆体体积应在满足力学性能要求的基础上尽量降低浆体体积；

（6）如需应用增强材料其种类和掺量应根据试验确定；

（7）透水混凝土的耐磨性、抗冻性、透水系数等技术指标必须经试验确定；

2透水混凝土施工技术的工程应用

某地区公园景观带规划长5公里，占地约10万平方米，以“自然生态”为主题，是一个由自然水系、喷泉、植物造景、建筑小品、购物休闲为主组成的景观政园林绿化工程，建成后提升了公园绿化的整体景观效果。园路路面采用透水混凝土面积约9000m。

3施工工艺和施工操作要点

3.1施工工艺流程

准备工作→施工放样→基层平整→模板支设、同时进行透水混凝土的拌制和运输→混凝土摊铺、浇筑刮平→振动碾压→表面处理→修整→覆盖养护→涂覆透明封闭剂→锯缝、填缝。

3.2施工操作要点

3.2.1施工准备

由于透水混凝土是水灰比较低的拌合物，运输到现场后应立即进行施工，各个工序紧密衔接，最后表面进行覆盖养护。施工前由测量小组根据设计要求的标高，每隔10米设置一个标高控制桩，为防止基层过多积水而影响地基，需在基层设置专用透水管道，通向道路边的排水系统，用于排除过量的雨水。

3.2.2测量放线及立模

首先对基层的标高、宽度、平整度、线位进行复核，重点控制线位和标高及平整度。铺筑前对基层进行清扫，对松散部分和其他一些有问题的位置进行及时的处理。测量放线采用水准仪，要求中心线及边线全部放出，并经监理工程师检测合格后方可施工；施工人员首先须按设计要求进行分隔立模及区域立模，立模过程中须注意高度、垂直度、泛水坡度等问题。

3.2.3透水混凝土的原材料选择

透水混凝土的原材料选择主要依据是：水泥强度等级和粗骨料的类型、粒径及级配。

（1）水泥采用尖峰牌强度等级42.5级的普通硅酸盐水泥。

（2）外加剂应符合GB8076—2008《混凝土外加剂》的规定。

（3）透水混凝土增强料生产厂家应附有产品使用说明书及质量保证书。

（4）透水混凝土采用粗骨架材料，其粒径应视混凝土结构的厚度、强度、透水性而定，该工程采用粒径为5～25mm级配的碎石，且要求碎石的质地坚硬、界面条件好、针片状含量低等。经检测，其堆积密度为1650kg/m。

（5）透水混凝土拌合用水采用一般的自来水。

3.2.4透水混凝土配合比

（1）透水混凝土的配制强度应满足设计要求。

（2）透水混凝土配合比原理采用填充理论及体积法按（1）式计算，认为1m的混凝土由粗骨料作为骨架堆积而成，胶凝材料以包裹在骨架周围的形式填充骨料间的空隙，用以黏结骨料，并且保证一定的连续孔隙率实现透水的效果，透水性混凝土内部含有较多的直径超过1mm的孔隙，是一种多孔堆聚的结构，具有良好透水性的同时也降低了其强度。

其强度必须通过试验确定。

（3）根据透水系数的设计要求及现场施工条件，目标孔隙率定为16%，坍落度定为25～45mm，配合比设计及工程实验，对各种原材料按规定进行试验，最终确定透水混凝土配合比中原材料用量（kg/m）一般为：42.5普通硅酸盐水泥∶4～7mm骨料∶LDA增强剂∶自来水＝400：1500：8：120。根据配合比及时提供混凝土强度等试验数据，提请监理一同取样，保证工程按计划进行。

3.2.5混合料搅拌及运输

本项目透水混凝土搅拌采用滚筒式搅拌机现场搅拌，施工现场必须有专人负责材料配比。对混凝土各原材料的称量要准确，允许偏差在规范以内。搅拌时按物料的规定比例及投料顺序将物料投入搅拌机，先将胶结料和碎石搅拌约30秒后，使其初步混合，再将规定量的水分2～3次加入继续搅拌约1.5～2分钟。要严格控制水灰比，控制好水量，在搅拌过程中分2～3次进行，禁止1次加够，当出现骨料发亮状态时，停止加水，并继续搅拌几分钟。视搅拌均匀程度，可适当延长机械搅拌的时间，但不宜过长时间的搅拌。按照规范要求检验混凝土各项指标，预留试样做抗拉强度和抗压强度。透水混凝土拌合运输时要防止振动造成离析，透水混凝土属干性混凝土料，初凝快，一般根据气候条件控制混合物的运输时间，同时应注意保持拌合物的湿度，运输过程中使用塑料布覆盖表明，防止水分的散失。

3.2.6透水混凝土底层摊铺、浇筑成型

透水混凝土属干性混凝土料，初凝快，摊铺必须及时。摊铺时必须由专人指挥车辆均匀卸料。混凝土从搅拌地点运到摊铺现场后立即摊铺、刮平。对于大面积施工采用分块隔仓方式进行摊铺，其摊铺松铺系数为1.1～1.2。将混合物均匀摊铺在工作面上，用括尺找准平整度和控制一定的泛水度，用平耙将表面整平，整体推平后，由专人测量铺设高度，达到要求后，用平振动整平辊压至所要求的平整程度，使之有良好的均匀度和密实度。抹合不能有明水，不得漏振，机械整平后用人工修整最后用抹合拍平，平板振动器不宜使用时间过长，防止过于密实而出现离析现象。透水混凝土孔隙率大、水分散发快，当气温高于35℃时，尽量避开正午时段进行透水混凝土面层施工。

3.2.7透水混凝土切缝、填缝、养护

本项目施工为春季，覆盖后混凝土内部温度较高，强度上升快，为了防止产生裂缝，浇注完成后3天即进行伸缩缝切割，切割宽度约5～6mm，切割深度贯穿整个透水混凝土层的厚度，切割完成使用填缝胶填缝，灌胶深度30～50mm。伸缩缝施工完成的区域，在透水混凝土浇注后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，每天上、下午各一次。日平均温度高于20℃时，养护期不得少于14d。养护结束后应及时清除面层养护材料。

4结束语

随着混凝土基础科学研究的深入和工程技术的不断进步，人们在关注混凝土的结构性能的同时，也在追求其功能性、生态性和智能性等性能。透水混凝土可以有效弥补传统普通混凝土透水性差等性能的不足，在工程中已经得到越来越多的应用，并取得了良好的使用效果。

参考文献：

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[2]透水混凝土配合比研究与设计[J].张朝辉，王沁芳，杨江金，廖佳庆，杨娟.混凝土.2008（06）

[3]透水混凝土在道路工程中的应用研究[J].王磊，袁国柱，吕璞.交通标准化.2008（08）

[4]透水混凝土技术应用[J].王发平，邓立明.青海交通科技.2006（02）