透水水泥路面混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)

透水水泥路面混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工技

術(shù)輻工程應(yīng)用2【JI1年透水水泥路面混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)肖菁(南平正誠(chéng)建設(shè)工程檢測(cè)有限公司,福建南平353000)摘要透水水泥路面混凝土具有良好的透水性.能夠緩解公路積水和城市環(huán)境問題.是一種環(huán)保型的混凝土.本文討論了透水水泥路面混凝土的原材料選擇,配合比設(shè)計(jì)及施工工藝,并展望了透水水泥路面混凝土的應(yīng)用前景.關(guān)鍵詞透水水泥混凝土;路面:配合比:施工技術(shù)ThemixdesignandconstructiontechnologyofperviouscementpavementconcreteXIAOJing(NanpingZhengChengConstructionEngineeringInspectionCo.,Ltd.353000)Abstract:Perviouscementpavenmntconcreteisofgoodperviousness,itcanreleasetheproblemsofhighwayseeperandurbanenvironment,SOitisasortofenviromnentalprotectionconcrete.T}lematerialselectinn,mixdesignandcon?structiontechnologyofperviouscementpavementconcretearediscussed,andtheapplicationprospectofperviousconcretepavementoncreteareforecastedinthearticle.Keywords:perviouscementconcrete;pavenlent;mixture;constructiontechnology0引言目前混凝土發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn).就是要將傳統(tǒng)的以消耗大量資源,能源為代價(jià)的粗放型混凝土經(jīng)營(yíng)方式,向節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,維護(hù)生態(tài)平衡的方向發(fā)展.長(zhǎng)期以來,人們?yōu)榱诉_(dá)到高強(qiáng)度和耐久性的要求.傳統(tǒng)的混凝土始終在追求其結(jié)構(gòu)的密實(shí)性.這種密實(shí)的混凝土缺乏透氣性和透水性,對(duì)空氣溫度,濕度的調(diào)節(jié)能力差,目前城市表面80%以上的面積被建筑物和混凝土路面所覆蓋,其中城市道路的覆蓋率已達(dá)到7%—15%.特大城市可能超過20%.造成城市市區(qū)的溫度比郊區(qū)和鄉(xiāng)村高2—3cC，產(chǎn)生所謂的”熱島現(xiàn)象”而且夏季集中降雨時(shí),雨水只能通過排水系統(tǒng)排人河流,大大加重了城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān);此外當(dāng)路面積水時(shí).常導(dǎo)致交通安全事故發(fā)生,雨水長(zhǎng)期不能滲入地下,使城市地下水位下降,影響地表植物的生長(zhǎng).城市綠化面積減少,造成城市生態(tài)系統(tǒng)失調(diào).傳統(tǒng)的混凝土已不能同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,耐久性與其環(huán)境友好性的需要,歐美,日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,從20世紀(jì)80年代起開始研發(fā)了透水性混凝土材料.并將其應(yīng)用于廣場(chǎng),步行街,道路兩側(cè)和中央隔離帶,公園內(nèi)的道路及停車場(chǎng)等,增加了城市的透水,透氣空問.對(duì)調(diào)節(jié)城市微氣候,保持生態(tài)平衡起到了良好的效果.本世紀(jì)初,我國(guó)相繼開展透水水泥路面混凝土的試驗(yàn)研究,并逐步在土木工程領(lǐng)域得到試點(diǎn).透水水泥路面混凝土作為一種新的環(huán)保型,生態(tài)性的道路材料,具有透水性,透氣性,抗滑,降噪等生態(tài)環(huán)保和行車安全等特點(diǎn),是具有道路交通發(fā)展前景的新型多功能材料,己受到國(guó)內(nèi)外土術(shù)工程界的矚目.透水水泥路面原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)透水水泥路面混凝土(perviouspavementconcrete)是南?56?粗集料及水泥基膠結(jié)料,相互粘結(jié).經(jīng)拌合形成的具有連續(xù)孑L隙結(jié)構(gòu)的混凝土.在國(guó)外也被稱為多孑L混凝土(porous-concrete)或無砂大孑L混凝土(unsandedmaerovoidconcrete).美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)2002年將透水水泥路面混凝土描述為”一種由水泥結(jié)合而成的開放級(jí)配混凝土”.日本混凝土協(xié)會(huì)2004年對(duì)透水水泥路面混凝土的描述為”擁有連續(xù)孑隙率約20%fl{1混凝土”.實(shí)質(zhì)上它是由集料,膠結(jié)材料,水及添加劑等拌合成混合料.再經(jīng)特殊工藝制成的非封閉型的多孑的混凝土材料.1原材料(1)水泥.水泥是影響透水水泥路面混凝土強(qiáng)度的另一重要因素,包括水泥種類,組成,水泥的強(qiáng)度等等.透水水泥路面混凝土是由水泥包裹的集料通過相互達(dá)接形成的一個(gè)多孔結(jié)構(gòu),水泥強(qiáng)度是透水水泥路面混凝土中最薄弱環(huán)節(jié).為保證透水水泥路面混凝土的強(qiáng)度，應(yīng)采用>142.5MPa強(qiáng)度等級(jí)的水泥.為提高抗折強(qiáng)度和減少路面囚磨蝕產(chǎn)生的粉塵和碎屑,宜采州抗折強(qiáng)度高且耐磨性好的水泥,要求CF含量較大，一般超過16.0%.在保證最佳用水量的前提下，適當(dāng)增加水泥脂量,這樣能夠增加集料周圍水泥漿膜層的稠度和厚度,可有效地提高混凝土的強(qiáng)度.但水泥用量過大會(huì)使?jié){體增多,孔隙率減少,降低透水性.通常透水型混凝土的水泥用量在320?460kg/m，水泥漿漿體的量以充填總空隙體積的30%?70%為官?，bJJtl利.主要用于稠整混凝土的凝結(jié)時(shí)間和減少水的用量，在相同孔隙率的情況下可以提高混凝土的強(qiáng)度外』JII利的朋量以水泥和集料不離析，水泥能包裹住集料為最佳，應(yīng)優(yōu)先選擇樹脂系減水刺.第3期(總第｛:2朗)工程應(yīng)用曩集料，壤料是影響透水水泥路面混凝土強(qiáng)度崾素,主要包括破碎J藝，級(jí)陀，粒侄，簡(jiǎn)-｛強(qiáng)發(fā)對(duì)于適水性而言，醇千L隙率大有利于透水.對(duì)強(qiáng)度而言住粗集料相1百接觸而形成的雙凹糟與結(jié)面上，水泥漿厚度越厚，粘結(jié)點(diǎn)越多，粘結(jié)就越牢周.強(qiáng)度越高.南于透水水泥路面混凝土肘強(qiáng)度要求不高,容易達(dá)到強(qiáng)度和透水的統(tǒng)一性.資料顯示透水水泥路面混凝土宜采用反擊破碎工藝，針片狀小于1O%的粒徑在2.4—13.2mm級(jí)配石灰或化崗巖,即能滿足強(qiáng)度,又能保證透水性.In,混凝土所川的集料總量取集料的緊密堆積密度的數(shù)值.大致住1200?1600kg，主要采用粗集料，若要川細(xì)集料,則其用量?般控制在20%以內(nèi).1，2配合比設(shè)計(jì)南于透水混凝土和普通混凝十在結(jié)構(gòu)上有很大的差異,因此采用傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法不能滿足多孔混凝土的大空隙率的特性.目前多孔混凝土的配合比設(shè)計(jì)基本思路類似于碾壓混凝土的填充包裹理論.填充包裹理論中碾壓混凝土有液相變?yōu)橥嗟睦硐霔l件是:①砂的空隙恰好破水泥漿所填充;②粗集料的空隙恰好被砂漿所填充，凝固后形成堅(jiān)固的密實(shí)整體.根據(jù)透水水泥路面混凝土所要求的孔隙率和吸聲特性,可以將這個(gè)理論改為:粗集料在緊密堆積的情況下.被水泥漿等膠凝材料均勻地包裹粘結(jié)在一起.凝固后形成了多孑L堆積的結(jié)構(gòu),剩余的空隙變成混凝土內(nèi)部連通的孔隙.根據(jù)透水水泥路面混凝土所要求的孑L隙率和結(jié)構(gòu)特征，可以認(rèn)為lm,混凝士的表觀體積由集料堆積而成.因此配合比設(shè)汁的原則是將集料顆粒表面用水泥漿包裹,并將集料顆?；ハ嗾辰Y(jié)起來.形成一個(gè)整體.1H透水水泥路面昆凝土的重量應(yīng)為集料的緊密堆積密度和單方水泥朋量及用水量之和,大約在1800?2100kg的范圍之內(nèi).根據(jù)這個(gè)原則,可以初步確定透水水泥路面混凝土的配合比.目標(biāo)連續(xù)孑L隙率.透水水泥路面混凝土目標(biāo)連續(xù)孑L隙率一般在10%?25%區(qū)間,在其他條件相同下,隨著連續(xù)孔隙率增加透水水泥路面混凝土強(qiáng)度逐漸下降.水灰比.水灰比既影響混凝土的強(qiáng)度.又影響其透水性.水灰比過小,漿體太碉,水泥漿難以均勻地包裹集料顆粒,使其難以正常成型,會(huì)使強(qiáng)度降低.水泥漿太厚,易堵塞孔洞,透水性降低.如果水灰比過大,漿體太稀,流動(dòng)性大,水泥漿會(huì)從集料顆粒上淌下,造成粘結(jié)水泥太少,集料之問粘結(jié)面積太小.形成不均勻的混凝土組織,既不利透水.也不能保證混凝土的強(qiáng)度.一般透水水泥路面混凝土的水灰比介于0.25?0.45之問.在實(shí)際配制中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判定水灰比是否合適.如水泥漿在集料顆粒表面包裹均勻,沒有水泥漿下滴現(xiàn)象.而且顆粒有光澤,則說明水灰比較為合適,反之需要調(diào)整.由于透水水泥路面混凝土受透水系數(shù)和強(qiáng)度的雙重制約,透水系數(shù)增大,強(qiáng)度相應(yīng)降低;強(qiáng)度提高,透水系數(shù)相應(yīng)減少此.應(yīng)盡量達(dá)到強(qiáng)度和透水性的統(tǒng)一.各種材料的用量要嚴(yán)格地控制在一定的范侗,通過?定的試驗(yàn)篩選,達(dá)到較&f的硝【Ef｝｛掂以L91｛j,?一毗1-i帶｛jl越｝望(::0?(:30的昆凝:E溉I1J}茼足要求1.3混凝土性能透水水路面凝t的強(qiáng)度受多種I素的影響,有原材料的性能（如水泥品種與環(huán)號(hào)，集料種弓級(jí).外JJ』制性能等）,水灰比，孑L隙率，成型方法和養(yǎng)護(hù)條件等方而的影響莊實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)透水性混凝土川途的不—《If強(qiáng)度有不的要求,1匕盤【IJ【_}j于植生護(hù)坡的對(duì)強(qiáng)度要求不高，強(qiáng)度達(dá)到10?20MPa就可以滿足要求:用于路肩和路面磚的抗強(qiáng)度要達(dá)到25MPa;用于人行道和輕交通的要達(dá)到30MPa.住配合比設(shè)汁時(shí),根據(jù)實(shí)際川途選取合適的強(qiáng)度等級(jí)及連續(xù)孔隙率等技術(shù)指標(biāo).其主要混凝土性能指標(biāo)見表1.表1透水水泥路面混凝土性能指標(biāo)透水水泥路面混凝土施工工藝2.1混凝土攪拌制度與普通混凝土相比,透水水泥路面混凝土的水膠比低,單方H=I水量小，為了達(dá)到集料表面均勻包裹上膠結(jié)材.建議采用以下攪拌制度:集料和70%的拌合水，攪拌lrain:加入50%膠凝材料,外加劑，攪拌1rain:加入剩余的5O%膠凝材料和3O%的拌合水.攪拌2min.2.2混凝土澆筑透水水泥路面混凝土對(duì)集料的要求較高.攪拌工藝特殊,一般情況下可以采用自落式或強(qiáng)制式攪拌機(jī).其裝卸可以采剛混凝土灌車直接下料或斗車裝運(yùn).透水水泥路面混凝土施工時(shí).首先按設(shè)計(jì)要求完成路基和碎石基層準(zhǔn)備.一般路基壓實(shí)達(dá)92%?95%密實(shí)度;鋪設(shè)土工布和碎石層.碎石分層鋪設(shè)壓實(shí)，每層厚度15cm左右;支模;在碎層表面噴霧，保持潮濕;在澆注之前,路基必須先用水濕潤(rùn),原是透水性混凝土中的攪拌水量有5艮,如糶路基材料再吸收其中部分拌合水,就會(huì)加速水泥的凝結(jié)，減少Jr}=j于路面澆注，振搗，壓實(shí)和接縫的時(shí)間,并且快速失水會(huì)減弱集料問的粘結(jié)強(qiáng)度.由于透水水泥路面混凝土拌和物比較干硬.用一般的鋪路機(jī)鋪平即可.在炎熱氣候下或夏季,澆筑的混凝土中溫度很高,水分蒸發(fā)述度加快,對(duì)混凝土性質(zhì)很不利.失水造成的裂縫寬度可達(dá)0.1?3ram，長(zhǎng)度最K吖達(dá)ln1以上.美國(guó)混凝土?xí)J(rèn)為.住下列溫度和濕度的聯(lián)合怍川下,混凝土有出現(xiàn)塑性丹裂的危險(xiǎn):①41°C，相對(duì)濕度小于90%;②350（:，相對(duì)濕度小于70%;@24?C，相對(duì)濕度小于30%（下轉(zhuǎn)第93頁(yè)）?57?第3期（總第i22期）節(jié)能與環(huán)保一砂漿度3—5mm圖5交接處的陰角處理（4）內(nèi)外墻交接處理:在內(nèi)墻部分距交接點(diǎn)500ram處砂漿搓成45.斜面，表面用保溫材料搓平（見圖6）.成品保護(hù)(1)門窗筐,管道,槽盒上殘存砂漿,應(yīng)及時(shí)清理干凈.(2)?；⒅楸厣皾{在凝結(jié)前應(yīng)防止水沖,撞擊,振動(dòng)和防曬.(3)嚴(yán)禁使用過時(shí)灰.(4)各抹灰層硬化前禁止水沖浸泡,撞擊和擠壓.(5)施工人員應(yīng)遵守安全規(guī)程.施工人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)上圖6內(nèi)外墻交接處理I-JU崗.4結(jié)語在工程的外墻內(nèi)保溫中采用?；⒅楸厣皾{.可有效地避免開裂,起皮和空鼓現(xiàn)象.并且保溫隔熱性能好,粘結(jié)性好,早強(qiáng)快干,同時(shí)減少了保溫與抹灰分開的施工工序,可以省去主體抹灰砂漿.直接施工于基層面上.找平層與保溫層合二為一,使施工周期明顯縮短,降低了工程成本.?；⒅楸厣皾{施工工藝的適用范圍廣,可用于內(nèi)外墻保溫,屋頂保溫等.特別適用于舊建筑物的保溫隔熱改造工程.具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值.(上接第57頁(yè))囚此應(yīng)避免在高溫或者干燥的天氣條件下澆注.并且要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù).2.3混凝土振搗透水水泥路面混凝土中的水泥漿量有限.只夠包裹集料顆粒.因此在澆注過程中不宜強(qiáng)烈振搗或夯實(shí).一般用平板振動(dòng)器輕振鋪平后的透水性混凝土混合料.但必須注意不能使用高頻振搗器,因?yàn)樗鼤?huì)使混凝土過于密實(shí)而減少孔隙率.并影響透水效果.同時(shí)高頻振搗器也會(huì)使水泥漿體從粗集料表面離析出來,流人底部形成一個(gè)不透水層,使材料失去透水性.2.4混凝土輥壓振搗以后,應(yīng)進(jìn)一步采用實(shí)心鋼管或輕型壓路機(jī)壓實(shí)壓平透水性混凝土拌合料.考慮到拌合料的稠度和周圍溫度等條件.可能需要多次輥壓.但應(yīng)注意在輥壓前必須清理輥?zhàn)硬⑼坑?以防粘結(jié)集料.2.5混凝土養(yǎng)護(hù)透水性混凝土由于存在著大量的孔洞,易失水,干燥很快.所以養(yǎng)護(hù)非常重要.尤其是早期養(yǎng)護(hù),要注意避免混凝土中水分大量蒸發(fā).通常透水性混凝土拆模時(shí)間比普通混凝土短.如此其側(cè)面和邊緣就會(huì)暴露于空氣中,應(yīng)用塑料薄膜及時(shí)覆蓋路面和側(cè)面,以保證濕度和水泥充分水化.透水性混凝土應(yīng)在澆注后1d開始灑水養(yǎng)護(hù),灑水養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)在2-3m處用散射水養(yǎng)護(hù),每天至少灑水4次.淋水時(shí)不宜用壓力水直沖混凝土表面.這樣會(huì)帶走一些水泥漿,造成一些較薄弱的部位.但可直接從上往下澆水.若遇到夏季干熱天氣,可在澆注后8h開始撒水養(yǎng)護(hù).并且要增加撒水次數(shù),以免過早失水.另外還可以考慮其它養(yǎng)護(hù)法.例如可以用草簾,麻袋或混凝土專用的覆蓋物.但切記不可用塑料薄膜和細(xì)砂作為表面覆蓋物.因?yàn)樗芰媳∧?duì)水灰比小的混凝土的強(qiáng)度負(fù)面影響很大，而砂子會(huì)阻塞透水水泥路面混凝土的孑L隙.透水性混凝土的濕養(yǎng)時(shí)問應(yīng)不少于