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摘要：透水混凝土作为一种生态环境友好型混凝土，其不仅能够有效降低对地球生态环境的负荷，还能够保障与生态系统的和谐共生，推动社会经济与绿色生态环境的共同发展进步。为了有效解决透水混凝土低强度的问题，施工技术人员要充分掌握影响其强度的因素，通过科学配比透水混凝土材料，优化调整施工措施，从而有效提供混凝土强度。本文对透水混凝土材料强度的影响因素进行探讨分析。
关键词：透水混凝土；强度；影响因素
1、前言
我国城市道路、人行道、广场等城市设施无论是在设计还是在施工上，基本都是密实而不透水，给城市带来了如热岛效应、地下水位下降等环境影响。由于城市路面的不透水性及排水系统功能的欠缺，致使城市内涝现象日渐增多，严重时导致交通瘫痪，生命财产安全受到威胁，每年夏季暴雨导致城市汽车和人员被淹的案例近几年多不胜数。如果将透水混凝土广泛应用于道路的路面上，则能较大程度改善这一状况。透水混凝土具有透气性和透水性，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。
2、透水混凝土定义及其结构特点
透水混凝土由粗集料及水泥基胶结料经拌合形成的具有连续孔隙结构的混凝土。透水混凝土内部孔隙率大于10%，一般为15%～30%，多数孔径大于1mm，透水混凝土与普通混凝土结构上有很大的差别，透水混凝土又称多孔混凝土，由骨料表面包裹一层薄水泥浆将骨料相互粘结而开成的蜂窝状结构，所以孔隙率大，具有良好透水性、透气性，并且重量轻。
3、透水混凝土的主要类型
在当前混凝土市场上，存在着多种多样的混凝土类型。例如，根据透水混凝土的颜色，可以将其分为以下三种混凝土。（1）普通素色透水混凝土：该种混凝土为普通水泥本色的透水混凝土，在生产加工过程中未加入和任何颜料。（2）标准色透水混凝土：该种混凝土的构成包括了普通水泥本色以及掺加的无机耐候颜料，其色彩较为一般。（3）艳丽色透水混凝土：对于该种混凝土的生产加工，需要工作人员掌握先进的施工工艺方法，以高要求的水泥掺加添加剂以及无机耐候颜料，这样才能够生产出颜色艳丽的透水混凝土。
按照施工工艺进行分类，可以将透水混凝土分为以下三种：（1）组合纸膜工艺的透水混凝土：该种混凝土主要由彩色混凝土的压模工艺和透水混凝土之间组合而成的新型混凝土。（2）组合压模工艺的透水混凝土：该种混凝土的构成主要涵盖了彩色混凝土压模工艺以及透水混凝土。（3）组合喷涂工艺的透水混凝土：在加工该种混凝土过程中，工作人员需要使用彩色混凝土喷涂工艺，投入使用透水混凝土。
现场施工人员要想最大化发挥出上述各种类型透水混凝土的作用，就必须根据不同工程项目的地质环境、承载要求以及施工条件，有针对性的进行设计应用。
4、透水混凝土的优越性能
透水混凝土是由骨料、水泥、水以及微量或无细集料而制成的一种多孔轻质混凝土。它不含砂、粗骨料颗粒表面包裹料浆层，骨料颗粒间相互接触，相互粘结，形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。具有较好的透水性和过滤性，并具有一定的承载能力。与普通混凝土相比具有以下优点：（1）可以增加城市可透水透汽面积，调节城市气候，降低地表温度，缓解城市“热岛”现象。（2）减轻降雨季节道路排水系统负担；可以防止雨天路面集水和夜间反光，冬天不会在路面形成薄冰，提高了车辆和行人的通行舒适性和安全性。（3）可以补充城市地下水资源，保护土壤温度，改城市地表植物和土壤生物的生存条件，有利于生态平衡。（4）表面存在蜂窝孔洞，表面抹平施工方便，根据周围环境制成多彩透水混凝土充分与周围环境相结合。（5）可以吸收车辆行走产生的噪音，有利于创造安静舒适的交通环境。（6）透水混凝土比重小，一般约在1400kg/m3～1900kg/m3之间；而普通混凝土的比重在1950kg/m3～2600kg/m3之间热传导系数小。（7）成型时侧压力小，可使用各种轻型模板。此外还具有水泥用量少、毛細现象不明显等特点。
5、透水混凝土材料强度的影响因素
5.1 密实方法的影响
在透水混凝土的生产加工过程中，如果施工人员采用机械振捣的方式，水泥浆会聚集到底部，这样一来就会造成混凝土底部的封闭性，难以发挥出透水混凝土的透水性。因此，为了确保透水混凝土良好的透水性能，施工人员要采用土工轻型击实的方式，在前期阶段随着锤击次数的不断增加，会促使混凝土密度以及强度不断增大。因为锤击次数的不断变多，会有效减小混凝土内部空隙，从而使得透水混凝土变得更加密实，进一步增加了它的整体抗压强度。然而，随着锤击次数来到一定临界点时，透水混凝土已经处于基本密实状态了，这时就难以在提高其强度与密度。
5.2 水灰比的影响
水灰比混凝土的强度耐久性和空隙率都有直接的影响，无论是普通混凝土、高强混凝土还是透水混凝土。但是，与普通混凝土中水灰比决定混凝土的抗压强度不同，多孔透水混凝土本身就是一种比较干硬的混凝土，水泥浆体对骨料的均匀包裹与否是决定多孔透水混凝土抗压强度的重要因素，它比水泥浆体抗压强度（由水灰比决定）更能影响整体的抗压强度。用水量的减少，使得更为粘稠的水泥浆体不足以包裹骨料颗粒，并且造成搅拌困难。这种搅拌不均匀的拌和物甚至会产生水泥浆体成团的现象。低水灰比引起骨料与水泥浆体间粘结力下降，削弱了水灰比下降对水泥浆体的增强作用，因此，水灰比降低时，多孔透水混凝土的整体抗压强度提高并不明显。
5.3 骨灰比的影响
要想有效提高透水混凝土的抗压强度，就必须确保粗骨料之间的咬合摩擦力以及骨料与水泥浆体的粘接强度。在透水混凝土制作加工过程中，随着投入使用的水泥量不断增多，就会促使骨料颗粒之间的粘结状况发生一定的变化，水泥浆体会转化为面接触粘接，这样就能够有效增加透水混凝土的抗压强度。然而水泥用量的过多，会导致粗骨料之间原来连通的孔隙变得越来越小，甚至封闭掉，这样就会造成透水混凝土透水性能的降低。 5.4 不同强度胶结材料的影响：
等條件下，透水混凝土强度随着水泥石强度的增加而提高。与普通混凝土相似，透水混凝土形成强度主要靠胶结材料的强度，胶结材料强度增加，透水混凝土的强度当然随之增大。
5.5 施工工艺控制对透水混凝土质量的影响
5.5.1 搅拌
按照《透水水泥混凝土路面技术规程》要求，对基层作清洁处理，处理后的基层表面应粗糙、清洁、无积水并保持湿润状态，否则会减弱骨料与水泥之间的粘结度。搅拌前要测定骨料的含水率，调整施工配合比用水量，原材料计量范围在误差范围内。搅拌顺序如下：先将骨料和50%用水量加入搅拌机拌合30s，再加入外加剂、水泥搅拌40s，最后加入剩下的50%搅拌50s以上。技术人员严格控制出厂质量，检查搅拌是否均匀，包裹性是否良好，用手捏成团，不易分散，坍落度不宜过大，没有明显浆体流出。
5.5.2 运输
透水混凝土初凝时间比较短，必须采用机械搅拌，搅拌后停留时间不能过长，混凝土出机到施工现场应控制在30min以内。透水混凝土拌合物从搅拌机出料后，要注意保持拌合物的湿度，避免离析。要依据当地施工气候和水泥的初凝时间来确定运至施工地点后进行摊铺，压实直到浇筑完毕的最长时间。
5.5.3 浇筑、接缝、养护
由于透水混凝土坍落度比较小，比较干硬，铺到设计要求的厚度，摊平即可，松铺系数要求为1.1。摊铺时应注意对边角等比较细部的位置，发现掉料缺料时要及时进行补料，人工压实，避免二次摊铺。避免使用高频振动器或强烈振捣或夯实，在使用低频振动压实机前，人工用直尺刮平，找准平整度；低频平板振动器振动时，不宜在同一处振动时间过长，时间过长胶结浆体会往下沉，封住底部，增加了密实度，减少了透水混凝土的孔隙率，不易透水，影响透水效果；在压实的过程中，按设计要求确保应有的排水坡度。浇筑后，混凝土强度达到5MPa以上时，进行切割，切割深度宜为1/2H～1/3H，控制在不小于30mm。填缝材料采用橡树塑胶材料，面层干燥后，可涂刷面罩剂。施工完毕后，应用塑料薄膜覆盖进行养护，养护时间一般在14d左右，由于透水混凝土孔隙率大，容易失水，影响混凝土早期强度，所以需要覆盖养护。
6、结束语
透水混凝土在原材料、制备工艺、成型工艺、性能要求等方面均与普通混凝土不同。因此，在多孔透水混凝土配合比设计中，应综合考虑影响透水混凝土基本性能的关键因素，选择合适的配合比参数，从而制备出既保持一定透水系数，又具有高抗压强度、高耐久性的透水混凝土。
参考文献：
[1]透水混凝土应用研究[J].李瑞丰，麻建锁，程岚，张敏.建材与装饰.2018（12）.
[2]预拌透水混凝土试验研究及应用[J].崔巩，光鉴淼，姜骞，周华新.混凝土.2017（04）.
（作者单位：天津东星混凝土有限公司）
关键词：透水混凝土；强度；影响因素
1、前言
我国城市道路、人行道、广场等城市设施无论是在设计还是在施工上，基本都是密实而不透水，给城市带来了如热岛效应、地下水位下降等环境影响。由于城市路面的不透水性及排水系统功能的欠缺，致使城市内涝现象日渐增多，严重时导致交通瘫痪，生命财产安全受到威胁，每年夏季暴雨导致城市汽车和人员被淹的案例近几年多不胜数。如果将透水混凝土广泛应用于道路的路面上，则能较大程度改善这一状况。透水混凝土具有透气性和透水性，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。
2、透水混凝土定义及其结构特点
透水混凝土由粗集料及水泥基胶结料经拌合形成的具有连续孔隙结构的混凝土。透水混凝土内部孔隙率大于10%，一般为15%～30%，多数孔径大于1mm，透水混凝土与普通混凝土结构上有很大的差别，透水混凝土又称多孔混凝土，由骨料表面包裹一层薄水泥浆将骨料相互粘结而开成的蜂窝状结构，所以孔隙率大，具有良好透水性、透气性，并且重量轻。
3、透水混凝土的主要类型
在当前混凝土市场上，存在着多种多样的混凝土类型。例如，根据透水混凝土的颜色，可以将其分为以下三种混凝土。（1）普通素色透水混凝土：该种混凝土为普通水泥本色的透水混凝土，在生产加工过程中未加入和任何颜料。（2）标准色透水混凝土：该种混凝土的构成包括了普通水泥本色以及掺加的无机耐候颜料，其色彩较为一般。（3）艳丽色透水混凝土：对于该种混凝土的生产加工，需要工作人员掌握先进的施工工艺方法，以高要求的水泥掺加添加剂以及无机耐候颜料，这样才能够生产出颜色艳丽的透水混凝土。
按照施工工艺进行分类，可以将透水混凝土分为以下三种：（1）组合纸膜工艺的透水混凝土：该种混凝土主要由彩色混凝土的压模工艺和透水混凝土之间组合而成的新型混凝土。（2）组合压模工艺的透水混凝土：该种混凝土的构成主要涵盖了彩色混凝土压模工艺以及透水混凝土。（3）组合喷涂工艺的透水混凝土：在加工该种混凝土过程中，工作人员需要使用彩色混凝土喷涂工艺，投入使用透水混凝土。
现场施工人员要想最大化发挥出上述各种类型透水混凝土的作用，就必须根据不同工程项目的地质环境、承载要求以及施工条件，有针对性的进行设计应用。
4、透水混凝土的优越性能
透水混凝土是由骨料、水泥、水以及微量或无细集料而制成的一种多孔轻质混凝土。它不含砂、粗骨料颗粒表面包裹料浆层，骨料颗粒间相互接触，相互粘结，形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。具有较好的透水性和过滤性，并具有一定的承载能力。与普通混凝土相比具有以下优点：（1）可以增加城市可透水透汽面积，调节城市气候，降低地表温度，缓解城市“热岛”现象。（2）减轻降雨季节道路排水系统负担；可以防止雨天路面集水和夜间反光，冬天不会在路面形成薄冰，提高了车辆和行人的通行舒适性和安全性。（3）可以补充城市地下水资源，保护土壤温度，改城市地表植物和土壤生物的生存条件，有利于生态平衡。（4）表面存在蜂窝孔洞，表面抹平施工方便，根据周围环境制成多彩透水混凝土充分与周围环境相结合。（5）可以吸收车辆行走产生的噪音，有利于创造安静舒适的交通环境。（6）透水混凝土比重小，一般约在1400kg/m3～1900kg/m3之间；而普通混凝土的比重在1950kg/m3～2600kg/m3之间热传导系数小。（7）成型时侧压力小，可使用各种轻型模板。此外还具有水泥用量少、毛細现象不明显等特点。
5、透水混凝土材料强度的影响因素
5.1 密实方法的影响
在透水混凝土的生产加工过程中，如果施工人员采用机械振捣的方式，水泥浆会聚集到底部，这样一来就会造成混凝土底部的封闭性，难以发挥出透水混凝土的透水性。因此，为了确保透水混凝土良好的透水性能，施工人员要采用土工轻型击实的方式，在前期阶段随着锤击次数的不断增加，会促使混凝土密度以及强度不断增大。因为锤击次数的不断变多，会有效减小混凝土内部空隙，从而使得透水混凝土变得更加密实，进一步增加了它的整体抗压强度。然而，随着锤击次数来到一定临界点时，透水混凝土已经处于基本密实状态了，这时就难以在提高其强度与密度。
5.2 水灰比的影响
水灰比混凝土的强度耐久性和空隙率都有直接的影响，无论是普通混凝土、高强混凝土还是透水混凝土。但是，与普通混凝土中水灰比决定混凝土的抗压强度不同，多孔透水混凝土本身就是一种比较干硬的混凝土，水泥浆体对骨料的均匀包裹与否是决定多孔透水混凝土抗压强度的重要因素，它比水泥浆体抗压强度（由水灰比决定）更能影响整体的抗压强度。用水量的减少，使得更为粘稠的水泥浆体不足以包裹骨料颗粒，并且造成搅拌困难。这种搅拌不均匀的拌和物甚至会产生水泥浆体成团的现象。低水灰比引起骨料与水泥浆体间粘结力下降，削弱了水灰比下降对水泥浆体的增强作用，因此，水灰比降低时，多孔透水混凝土的整体抗压强度提高并不明显。
5.3 骨灰比的影响
要想有效提高透水混凝土的抗压强度，就必须确保粗骨料之间的咬合摩擦力以及骨料与水泥浆体的粘接强度。在透水混凝土制作加工过程中，随着投入使用的水泥量不断增多，就会促使骨料颗粒之间的粘结状况发生一定的变化，水泥浆体会转化为面接触粘接，这样就能够有效增加透水混凝土的抗压强度。然而水泥用量的过多，会导致粗骨料之间原来连通的孔隙变得越来越小，甚至封闭掉，这样就会造成透水混凝土透水性能的降低。 5.4 不同强度胶结材料的影响：
等條件下，透水混凝土强度随着水泥石强度的增加而提高。与普通混凝土相似，透水混凝土形成强度主要靠胶结材料的强度，胶结材料强度增加，透水混凝土的强度当然随之增大。
5.5 施工工艺控制对透水混凝土质量的影响
5.5.1 搅拌
按照《透水水泥混凝土路面技术规程》要求，对基层作清洁处理，处理后的基层表面应粗糙、清洁、无积水并保持湿润状态，否则会减弱骨料与水泥之间的粘结度。搅拌前要测定骨料的含水率，调整施工配合比用水量，原材料计量范围在误差范围内。搅拌顺序如下：先将骨料和50%用水量加入搅拌机拌合30s，再加入外加剂、水泥搅拌40s，最后加入剩下的50%搅拌50s以上。技术人员严格控制出厂质量，检查搅拌是否均匀，包裹性是否良好，用手捏成团，不易分散，坍落度不宜过大，没有明显浆体流出。
5.5.2 运输
透水混凝土初凝时间比较短，必须采用机械搅拌，搅拌后停留时间不能过长，混凝土出机到施工现场应控制在30min以内。透水混凝土拌合物从搅拌机出料后，要注意保持拌合物的湿度，避免离析。要依据当地施工气候和水泥的初凝时间来确定运至施工地点后进行摊铺，压实直到浇筑完毕的最长时间。
5.5.3 浇筑、接缝、养护
由于透水混凝土坍落度比较小，比较干硬，铺到设计要求的厚度，摊平即可，松铺系数要求为1.1。摊铺时应注意对边角等比较细部的位置，发现掉料缺料时要及时进行补料，人工压实，避免二次摊铺。避免使用高频振动器或强烈振捣或夯实，在使用低频振动压实机前，人工用直尺刮平，找准平整度；低频平板振动器振动时，不宜在同一处振动时间过长，时间过长胶结浆体会往下沉，封住底部，增加了密实度，减少了透水混凝土的孔隙率，不易透水，影响透水效果；在压实的过程中，按设计要求确保应有的排水坡度。浇筑后，混凝土强度达到5MPa以上时，进行切割，切割深度宜为1/2H～1/3H，控制在不小于30mm。填缝材料采用橡树塑胶材料，面层干燥后，可涂刷面罩剂。施工完毕后，应用塑料薄膜覆盖进行养护，养护时间一般在14d左右，由于透水混凝土孔隙率大，容易失水，影响混凝土早期强度，所以需要覆盖养护。
6、结束语
透水混凝土在原材料、制备工艺、成型工艺、性能要求等方面均与普通混凝土不同。因此，在多孔透水混凝土配合比设计中，应综合考虑影响透水混凝土基本性能的关键因素，选择合适的配合比参数，从而制备出既保持一定透水系数，又具有高抗压强度、高耐久性的透水混凝土。
参考文献：
[1]透水混凝土应用研究[J].李瑞丰，麻建锁，程岚，张敏.建材与装饰.2018（12）.
[2]预拌透水混凝土试验研究及应用[J].崔巩，光鉴淼，姜骞，周华新.混凝土.2017（04）.
（作者单位：天津东星混凝土有限公司）