不同成型方法对透水混凝土性能的影响研究

 　　随着海绵城市理念的提出，更激发了透水混凝土的研究热潮。为了透水混凝土可以更好的应用于城市建设，本文将对透水混凝在不同成型方法下有关性能的变化进行研究，确定出最佳的成型系数及成型方法。下面将对不同成型方法产生的影响进行详细介绍。

　　《商品混凝土》由中国建筑材料联合会主管，建筑材料工业技术情报研究所、中国硅酸盐学会科普工作委员会主办，是国内首家商品混凝土专业期刊，主要面向全国商品混凝土生产、管理、科研、应用、检测、教学等行业，是以专业技术为核心的综合类刊物。

　　前言

　　随着混凝土技术的不断进步。人们注重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。透水混凝土是目前国内外重点开发应用的生态功能混凝土品种之一。它具有良好透气、透水性，将其用于城市广场、人行道路的铺设，既有利于调节城市的温湿度、维持地下土壤水位。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。与普通混凝土相比，透水混凝土在力学性能、功能性等方面有着显著的优势。目前国内对影响透水混凝土性能的因素做了较多研究。但较少有研究关于成型方法对透水混凝土性能的影响。本文通过试验。研究了不同成型方法对透水混凝土强度及透水性能的影响。提出了合理的透水混凝土成型方法，为透水混凝土的工程应用提供参考。

　　1.原材料、实验方法及参数测定

　　1.1原材料

　　水泥采用海螺P.042.5水泥：粗集料采用福建闽侯产的粒径为(10N20)mm的碎石，表观密度为2690kg/m3堆积密度为1510kg/m3;外加剂采用福建建工建材生产的缓凝高效减水剂。掺量为1.8%时减水率为23%。

　　1.2试验方法

　　用上述原材料。采用相同的配合比拌制透水混凝土。并采用以下4种成型方法对其相应的性能进行分析：

　　(1)插捣成型法。将透水混凝土拌合物分三次装入(150x150x150)mm的混凝土钢模中。并在每次透水混凝土装入后使用捣棒从四周至中心均匀插捣：最后一次插捣完毕后用抹灰刀将试件表面抹平。

　　(2)振动成型方法。将透水混凝土拌合物一次性装入(150x150x150)mm的混凝土钢模中。使混凝土略高于试模并置于振动台上。振动一定的时间。然后抹灰刀将多余的混凝土刮除，并将试件表面抹平。

　　(3)压力成型方法。将透水混凝土拌合物一次性装入专用静压成型模具中。在压力机下加压至所需的力值。并持续5秒。取下模具，然后用抹灰刀将试件表面抹平，使试件的尺寸为(150x150x150)mm。

　　(4)试块振压成型方法，将透水混凝土拌合物一次性装入专用静压成型模具中。置于振动台上振动至所需试件。然后在压力机下加载至所需的力值，并持续5秒，取下模具，用抹灰刀将试件表面抹平，使试件的尺寸为(150x150x150)mm。

　　抗压强度测定：依据标准GB/T 50081-2001《普通混凝土力学性能试验方法标准》对透水混凝土试件进行抗压强度测定。

　　透水系数测定：将试件加工为直径为lOOmm，高度为150mm的尺寸。并对试件四周进行密封处理。使水仅从试件的成型面进行渗透。试验参照标准CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中附录A进行。

　　2.实验结果和数据分析

　　透水混凝土试块在制作过程中确保仅成型方法不同。其余条件均相同。将各成型试块在同一条件下拆模后在标准养护条件下。养护至28d。

　　2.1试块振动时间对其性能的影响

　　由表1我们可以得出以下结论：随着试块振动时间的延长。透水砼试块的抗压性能是先增加后降低。孔隙率和透水性能则是一直下降。原因是通过振动来使骨料与骨料更加紧密的接触，增加粘结点。试件更加密实，达到增强强度的效果。同时孔隙率也跟着降低。当振动时间过长。骨料之间已充分堆积。孔隙率减小不再明显。但水泥浆体会随着重力作用。在试件下部堆积，使透水孔隙减少。渗透性能下降。同时会出现骨料和水泥浆体分离现象。使得强度下降。有数据表明。最佳的振动时间为8秒左右。

　　2.2成型压力对其性能影响

　　表2表明，随着压力逐渐增大，抗压强度先增大后减小，透水性能一直下降;主要原因为。第一环节，骨料因为压力间距减小，填充孔隙，这个过程主要是体积发生变化;第二环节，压力逐渐增大。骨料之间接触面积增多。使得孔隙减少，试块更加密实，导致透水性下降，随着压力持续增加，粗骨料出现碎裂，导致试块的抗压强度出现下滑。根据实验数据，压力最好控制在70kN左右。

　　2.3不同成型方法对其性能的影响

　　四种成型方法对透水混凝土的孔隙率、抗压强度及透水系数的影响如表3所示。其中振捣成型的时间为10s，压力成型的压力为80kN。振压成型的振捣时间为4s。成型压力为40kN。

　　从表3可以看出。插捣成型可以获得较大的透水系数。但抗压强度最低。主要原因是插捣成型的方法无法使骨料充分密实的堆积在一起。孔隙较大故有较好的透水系数。相对的抗压强度较低。相比之下。振压成型可以使透水混凝土获得较高的抗压强度和较好的透水系数。通过较短时间的振捣使骨料堆积紧密且水泥浆体不至于沉积：之后的压力成型使骨料之间的距离进一步减小。增加骨料之间的接触面积。从而获得较好的抗压强度又不至于过多的影响透水系数。

　　2.4实验室方法及具体施工方法的选用

　　通过实验所用方法和实际施工方法的对比。我们可以发现。实验室中的压力成型方法和实际施工中的轻型碾压机压实方法较为类似：振压试块成型方法和实际工程中的振动碾压作业方法十分相似：所以。我们可以将以上两种的实验室透水混凝土试块成型方法作为主要的研究方法。并结合实际施工需要。选取和它们相同的实验室试块成型方法。只有这样得到的透水混凝土材料配置比例才具有实际的参照作用：另外。实验室得到的参数数据也能给工程施工在设备选型方面提供参考。

　　3.影响透水混凝土强度的因素

　　3.1原材料对透水混凝土强度的影响

　　首先。透水混凝土的强度与水泥的强度是一致的。水泥的强度越大。当然由它配置成的透水混凝土的强度也就相对较强。而水泥的化学成分又决定了水泥的轻度。高强度的水泥制作出来的透水混凝土随着时间的不断推移。水泥的化学结构发生变化。混凝土的强度也会发生变化。使其内部强度变得不均匀;其次。粗骨料是制作透水混凝土的骨架。粗骨料的品种对混凝土强度也有一个很大的影响。碎石做骨料的过程中。由于它的表面不规则。搅拌时碎石之间的摩擦能够增加混凝土结构的稳定性能。因此。在配置透水混凝土中对骨料的选择要多选用形状不规则的碎石。而不是表面光滑的卵石。这样能够增加透水混凝土的强度。此外，透水混凝土强度还会受到减水剂的影响，减水剂能够减少混凝土中水分的流动，没有了水的润滑。混凝土的强度也就自然增强了。

　　3.2配合比参数对透水混凝土强度的影响

　　透水混凝土中。水和灰的比。浆集比和孔隙率的参数都能对混凝土的强度产生一定的影响。水泥与水的重量之间的比例适中。能够使混凝土硬化之后的结构更加稳定。因此要依据实际情况来配置水泥和水的重量：骨料的体积和水泥浆体积之间的比例适当增加能够增加混凝土的强度。但是如果掌握不好程度。使浆集比增加较大。就会影响到透水混凝土的透水性，因此把握一个适当的量非常重要;另外，透水混凝土的孔隙率太大会使混凝土的强度降低。因此在配置透水混凝土时还要注意适当减小混凝土的孔隙率。

　　3.3成型工艺和养护对透水混凝土强度的影响

　　透水混凝土有一个十分显著的特点。就是一旦保证它的透水率就会降低它的强度。因此它的成型工艺十分重要。这就要求在配置这种混凝土时要严格控制各部分的不利。此外还要对其采取相应的防护措施。减少由于天气等外力因素对透水混凝土造成的伤害。影响其强度。

　　4.结束语

　　综上所述我们可以发现。不同成型方法对透水混凝土的强度和透水性能影响较大。通过选择合适的成型方法从而保证透水混凝土获得较好的综合性能。采用振捣成型方法。振捣时间不宜过长。可控制在8-10s;采用压力成型方法，压力应控制在70kN左右：采用振压成型可以获得较好的综合性能：不建议单独采用插捣的成型方法。

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