库尔勒天山神州混凝土有限责任公司新疆库尔勒市841000
摘要：透水混凝土是当前公路施工中常见的一种材料类型，其对于城市内部环境提升有着重要影响，文章主要结合实际情况对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响因素进行分析，并提出相应的提升措施，希望通过文章的论述能够为我国透水混凝土的应用提供一些参考和建议，促进友好型材料的应用发展。
关键词：透水混凝土；抗压强度；透水性；性能影响
引言
作为国内目前重点开发应用的生态功能混凝土品种之一，透水混凝土具有良好透气性和透水性，取代普通混凝土用于市政路面设施之后，既有利于调节城市的温度、湿度、维持地下水位，又可以减少交通噪音并增加行人、行车的舒适性，对调节城市气候、保护城市环境具有重要作用。
1透水混凝土相关概述
透水混凝土作为一种环境友好型混凝土，可有效对城市水资源实现自然渗透，与城市环境具有较好的兼容性。由于其良好的透水透气性、吸声性等特点而被广泛用于海绵城市透水铺装工程。透水混凝土孔隙率范围一般在15%~35%之间，为使其具有良好连通性的孔隙结构体系，透水混凝土中的骨料通常使用单一级配粗骨料和少量或不含细骨料，透水混凝土材料的多孔特征及孔隙连通性使其与普通混凝土相比具有良好的透水性。而另一方面又使其力学性能较低而使其大规模应用受到一定的限制。透水混凝土属于干拌性混凝土料，水泥浆体作为透水混凝土粘结剂，其良好的性能直接影响着透水混凝土工作性能、力学性能及材料透水性能优劣。
2透水混凝土抗压强度和透水性能的影响因素
2.1透水混凝土试验配合比设计
透水性是透水混凝土的基本性能指标，在配合比设计时应首先对目标孔隙率进行设计，透水混凝土还必须具有一定的力学性能和耐磨性能，混凝土的力学性能主要来源于粗骨料的强度、胶结组分的强度和材料的结构，可通过改变粗骨料参数、控制水灰比、调控目标孔隙率来调节再生骨料透水混凝土的机械和物理特性。以体积法为例，另外在用体积法配制试样时，是假定水泥浆和骨料之间是绝对紧密的，而骨料是经过破碎得到的，因此，孔隙存在于试样的表面，被水泥浆均匀包裹，凝结硬化后形成封闭孔，而水泥浆由于在搅拌过程中会产生气泡，外加剂消泡不完全，导致水泥浆凝结硬化后未能排出的气泡形成了封闭孔。因此，有效孔隙率低于目标孔隙率。
2.2骨料料级配及水灰的影响
影响透水混凝土其抗压强度的因素主要包括骨料之间的机械咬合力、胶凝材料的特性及骨料与水泥石过渡区结构特性。在水灰比较低时，由于含水量较少，导致水泥凝胶材料水化不充分，而使胶结材料黏结能力减小，在宏观上表现在较低水灰比时，其抗压强度较小。随着水灰比的增大，一方面水泥凝胶材料水化反应能够得到较好的保证。另一方面，随着水灰比的增加，起黏结作用的凝胶材料可均匀包裹骨料，因而水灰比在0.25~0.31范围内，其抗压强度随着水灰比的增加而增加。水灰比过大，水泥凝胶材料流动性加大，有可能将部分孔隙堵塞，形成致密的胶结层，一方面将会影响材料的透水性能，另一方面将影响透水材料的强度；而水灰比过小，透水混凝土因水泥浆体流动性较差，因而产生干拌而使搅拌不均匀，骨料表面包裹不充分，孔隙填充不充分且骨料之间胶结能力减弱，造成材料孔隙率增加，透水系数也增大，而另一方面材料强度较弱。
2.3胶结层
混凝土的胶结层是水泥基层与骨料之间的交界面，是混凝土受荷载时最先出现破坏的部位，因此该部位很大程度是制约混凝土整体结构表现的重要因素之一。而胶结层同时是将骨料聚集在一起形成整体并发挥强度的重要组成部分。目标孔隙率、单位体积骨料含量、水胶比对透水混凝土强度影响比较大，并且不同浆体强度的透水混凝土与有效孔隙率之间都有较强的线性关系。透水混凝土的透水系数与有效孔隙率成二次关系，并且相同的平面孔隙率下等效孔径大小分布越均匀，越有利于形成透水性能好的路面渗水材料。透水混凝土中的砂子含量可以限制塑性阶段的收缩，透水混凝土对于养护的条件更为敏感。因此，普通混凝土骨料胶结层极易产生孔隙和裂缝，并且在荷载的作用下该处极易有诱导裂缝的扩展。
2.4成型方式对抗压强度的影响
为更直观分析成型方式对透水混凝土抗压强度的影响，每组配比采取插捣、振动、击实三种成型方式，其中，击实成型方式测得的抗压强度大于其它两种成型方式。当不掺任何掺合料时，7d和28d抗压强度较低，此时成型方式对强度影响不大。对SG-7组三种成型方式进行分析得出：插捣成型中间层会出现明显的分层现象，且底层出现少量泌浆，测得的试块强度偏低且影响透水系数。振动成型内部较为均匀，无分层现象，但底面泌浆严重，严重影响透水混凝土的透水性。击实成型侧面和底面均无泌浆现象，整体分布较为均匀，但由于在表面击实，上部稍密实，边角颗粒有缺失现象。综合对比分析，插捣不均匀容易引起抗压强度过低。振动成型试块离散较大，会出现泌浆现象，且导致透水混凝土孔隙率和透水系数降低。击实成型条件下，颗粒通过机械力在空隙中相互镶嵌，强化颗粒间的机械咬合，包裹在骨料之间的接触面积增大，交界处浆体厚度增加，使得水泥水化后强度得到提升。击实成型不会像振动成型造成浆体和骨料的分离，出现泌浆现象。
3透水混凝土性能提升的有效策略
3.1提高设计水平
设计孔隙率、骨料级配和水灰比三种因素中,对透水混凝土28d抗压强度影响由强到弱依次为设计孔隙率、骨料级配、水灰比,对透水混凝土渗透系数影响由强到弱依次为设计孔隙率、水灰比、骨料级配。设计孔隙率越大,透水混凝土抗压强度越小、渗透系数越大。水灰比对透水混凝土抗压强度影响较小,水灰比0.27时抗压强度比较好,水灰比越大透水混凝土渗透系数越大。采用单一粒径骨料时透水混凝土抗压强度比较低,加入细骨料可以提高透水混凝土抗压强度,同时提高渗透系数。
3.2提高施工技术水平
第一，选用合理的路基材料、保证路基压实度，减少路基不均匀沉降。其次，对于地质不良路段应预先处理，如采用石灰土材料，石灰应与水充分反应，尽量减少路基中生石灰的含量，避免遇水膨胀。第二，充分重视透水混凝土道路基（垫）层材料质量和结构设计。对于透水混凝土，垫层材料宜选用级配碎石，并保证压实度，增加内摩阻力；当遭遇软弱或不稳定路基时，宜采用不透水垫层避免路基受渗水损害。第三，透水混凝土施工除了重视其自身的压实度和平整度外，还应采取措施提高透水混凝土面层与基层的黏结强度，并严格按照标准规范留置接缝，及时对接茬处进行灌注处理，减少由于结构温度应力和混凝土自身收缩导致的变形破坏。第四，透水混凝土用水量少、凝结硬化快，尤其是分层浇筑时，应严格控制透水混凝土面层摊铺时间，并在摊铺前对透水混凝土基层适当洒水，保证面层与基层的良好黏结。透水混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不时上升；水泥放热结束后，由于夏季白天气温升高，产生温度应力引起混凝土膨胀。因此，在混凝土浇筑后，应尽早覆盖，并在硬化后及时洒水养护。
结语
综上所述，透水混凝土作为绿色混凝土，不含或少含细骨料，孔隙多、透水、透气，因此将其应用于市政道路上可吸声降噪、改善地表生态环境，减轻城市内涝、热岛效应等问题。采用科学方法提高透水混凝土强度和透水性有助于透水混凝土性能质量的提升。
参考文献
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