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[摘要]孔隙率是多孔水泥混凝土的重要技术指标之一，保证混凝土试件成型后或路面铺筑后的实测孔隙率与目标孔隙率一致，是多孔路面技术的关键。本文介绍了多孔混凝土的不同孔隙率，提出试件室内成型方法应满足的条件；基于试件不同成型方法的对比试验，推荐振动压实法为理想的试件室内成型方法，试件孔隙率离散性不大、孔隙分布较为均匀，成型固结能量孔隙率差稳定，无明显粗颗粒破碎现象，且能较好的模拟当前路面工程常用施工机械设备和固结方式。
[关键词]多孔水泥混凝土；目标孔隙率；新拌混凝土；固结能量
多孔水泥混凝土是以水泥作为胶结材料、特殊级配骨料、水和外加剂按一定比例和特定工艺配制而成孔隙均匀分布的蜂窝状结构，往往无细骨料，又称“无砂混凝土”，因具有透气、透水、质量轻等特点，在植生型混凝土、透水性贫混凝土基层、水工建筑和排水系统反滤层等方面有重要用途。近年来，国内外对多孔混凝土材料解决路面的透水性问题研究较多，透水路面技术日趋成熟；同时，多孔材料表面随机凸凹构造的抗滑功能、内部结构的吸声作用受到关注，开始应用于抗滑低噪音路面。孔隙率是多孔混凝土重要技术指标之一，直接影响混凝土的强度、透水性、吸声效果、表面抗滑构造等主要路用性能，保证混凝土试件成型后或路面铺筑后的实测孔隙率与目标孔隙率一致，是多孔路面技术的关键。限于篇幅，本文仅探讨路用多孔混凝土室内成型方法。
关于多孔水泥碎石材料的室内成型方法，国内的相关研究尚未定论。张鹏飞等分别进行静压成型、振動台成型以及现场光轮碾压试验，认为所有成型方法得到的试件在高度方向上孔隙率的分布是不均匀的，静压成型和现场光轮碾压的结果比较一致，并推荐室内采用静压成型。有研究根据静压法不同压力、加压时间和恒压时间的对比试验，认为压力3MPa、加压时间10s和恒压90s成型的多孔混凝土试件实测孔隙率满足要求，同孔隙率条件下抗折强度较高。吉青克等采用类似重型击实的方法成型，从下到上依次增加锤数以保证孔隙沿材料高度的分布均匀，但重型击实法造成的粗骨料颗粒破碎较严重，效果不理想。广西交通研究所的研究认为插捣法得到试件较为均匀，且不会破坏粗骨料颗粒，所以推荐使用插捣法。田波等人对静压法、重型击实法、插捣法和振动法等多孔混凝土成型方法进行研究，推荐使用上置式振动成型试件，认为这与现场振动压路机的施工效果相近；而李学军指出试件成型振动时间太长(大于60s)，水泥浆就会脱离骨料而跑掉，太短(小于30s)则易成拱，不易密实。
本文提出多孔混凝土室内成型方法的前提条件，在混凝土材料常见室内成型方法对比试验的基础上，分析其各自的优缺点，推荐一种理想的多孔混凝土室内成型方法。下面首先介绍多孔混凝土的不同孔隙率概念：
1. 目标孔隙率、计算孔隙率、实测孔隙率与有效孔隙率
多孔混凝土涉及的孔隙率概念较多，不同的孔隙率有着不同的含义和计算方法，受不同的因素的影响，简要说明如下：
控制压力静压法的试验结果如图3所示，可见，随着试件成型压力的增大，混凝土内部孔隙率减小而强度上升；但当成型压力超过100KN后，孔隙率反而上升，导致强度随之下降。其原因见图4示意，在多孔混凝土压制成型过程中，随着成型压力作用的增大，混合料颗粒间的移动有三个阶段：第一阶段是颗粒在压力的作用下发生位移，填充孔隙，这时的混合料主要表现为体积变化，颗粒间的间距减小，彼此间的接触点增多；第二阶段，随着对混合料的持续加压，颗粒间的位移减小，混合料的体积只产生微小的变化，颗粒靠的更紧，接触点进一步增加，而且这时颗粒间的机械咬合力也开始增加，颗粒间由于位移和变形可以楔住和勾连，从而形成颗粒之间的机械啮合，这是多孔混凝土具有强度的主要原因；第三阶段若试件保持承压状态或压力逐渐增大，相互靠拢和搭接的粗骨料颗粒不再产生位移而发生形变，软弱颗粒不能抵抗强大的压力而在发生破碎，造成孔隙率反弹和强度下降。事实上，在试验过程中当成型压力为200KN时，可以清晰地听到钢模内部粗骨料颗粒压碎发出的声音。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
[关键词]多孔水泥混凝土；目标孔隙率；新拌混凝土；固结能量
多孔水泥混凝土是以水泥作为胶结材料、特殊级配骨料、水和外加剂按一定比例和特定工艺配制而成孔隙均匀分布的蜂窝状结构，往往无细骨料，又称“无砂混凝土”，因具有透气、透水、质量轻等特点，在植生型混凝土、透水性贫混凝土基层、水工建筑和排水系统反滤层等方面有重要用途。近年来，国内外对多孔混凝土材料解决路面的透水性问题研究较多，透水路面技术日趋成熟；同时，多孔材料表面随机凸凹构造的抗滑功能、内部结构的吸声作用受到关注，开始应用于抗滑低噪音路面。孔隙率是多孔混凝土重要技术指标之一，直接影响混凝土的强度、透水性、吸声效果、表面抗滑构造等主要路用性能，保证混凝土试件成型后或路面铺筑后的实测孔隙率与目标孔隙率一致，是多孔路面技术的关键。限于篇幅，本文仅探讨路用多孔混凝土室内成型方法。
关于多孔水泥碎石材料的室内成型方法，国内的相关研究尚未定论。张鹏飞等分别进行静压成型、振動台成型以及现场光轮碾压试验，认为所有成型方法得到的试件在高度方向上孔隙率的分布是不均匀的，静压成型和现场光轮碾压的结果比较一致，并推荐室内采用静压成型。有研究根据静压法不同压力、加压时间和恒压时间的对比试验，认为压力3MPa、加压时间10s和恒压90s成型的多孔混凝土试件实测孔隙率满足要求，同孔隙率条件下抗折强度较高。吉青克等采用类似重型击实的方法成型，从下到上依次增加锤数以保证孔隙沿材料高度的分布均匀，但重型击实法造成的粗骨料颗粒破碎较严重，效果不理想。广西交通研究所的研究认为插捣法得到试件较为均匀，且不会破坏粗骨料颗粒，所以推荐使用插捣法。田波等人对静压法、重型击实法、插捣法和振动法等多孔混凝土成型方法进行研究，推荐使用上置式振动成型试件，认为这与现场振动压路机的施工效果相近；而李学军指出试件成型振动时间太长(大于60s)，水泥浆就会脱离骨料而跑掉，太短(小于30s)则易成拱，不易密实。
本文提出多孔混凝土室内成型方法的前提条件，在混凝土材料常见室内成型方法对比试验的基础上，分析其各自的优缺点，推荐一种理想的多孔混凝土室内成型方法。下面首先介绍多孔混凝土的不同孔隙率概念：
1. 目标孔隙率、计算孔隙率、实测孔隙率与有效孔隙率
多孔混凝土涉及的孔隙率概念较多，不同的孔隙率有着不同的含义和计算方法，受不同的因素的影响，简要说明如下：
控制压力静压法的试验结果如图3所示，可见，随着试件成型压力的增大，混凝土内部孔隙率减小而强度上升；但当成型压力超过100KN后，孔隙率反而上升，导致强度随之下降。其原因见图4示意，在多孔混凝土压制成型过程中，随着成型压力作用的增大，混合料颗粒间的移动有三个阶段：第一阶段是颗粒在压力的作用下发生位移，填充孔隙，这时的混合料主要表现为体积变化，颗粒间的间距减小，彼此间的接触点增多；第二阶段，随着对混合料的持续加压，颗粒间的位移减小，混合料的体积只产生微小的变化，颗粒靠的更紧，接触点进一步增加，而且这时颗粒间的机械咬合力也开始增加，颗粒间由于位移和变形可以楔住和勾连，从而形成颗粒之间的机械啮合，这是多孔混凝土具有强度的主要原因；第三阶段若试件保持承压状态或压力逐渐增大，相互靠拢和搭接的粗骨料颗粒不再产生位移而发生形变，软弱颗粒不能抵抗强大的压力而在发生破碎，造成孔隙率反弹和强度下降。事实上，在试验过程中当成型压力为200KN时，可以清晰地听到钢模内部粗骨料颗粒压碎发出的声音。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”