無砂混凝土施工的質量控制要點

魏 強 張志勇

在當前的社會生活中，人們越來越重視保護自身所處的自然環境。在我市的新建、改建人行道、廣場及公園地面工程中大量使用透水材料和結構(10 cm厚碎石墊層+10 cm～15 cm厚無砂混凝土+混凝土透水路面磚)，使部分雨水能夠透過、滲入土壤，不失為回補地下水、保護生態環境的一種有效嘗試。針對這一在市政道路工程中相對較新的施工工藝，結合已建成工程的實際應用，通過研究無砂透水混凝土的抗壓強度、透水系數和孔隙率、最佳配合比，分析了無砂混凝土的施工質量控制要點。

無砂混凝土，顧名思義就是沒有砂的混凝土，由粗骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質混凝土，它不含細骨料，由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿，石子之間接觸點由水泥漿膠凝固結而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結構。因石子之間缺乏足夠的細骨料填充物——砂，就存在大量相互連通的空隙或孔隙，這樣的混凝土就可以達到透水的效果。

1 原材料的選擇及用量

1.1 水泥

由于粗骨料是點接觸粘結，抗壓強度一般較低，故強度等級為42.5普通硅酸鹽水泥是最佳選擇，應符合現行國家標準GB 175硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的要求。

1.2 粗骨料

1)類型:骨料類型影響無砂透水混凝土的抗壓強度。無砂透水混凝土應采用較大幅度級配的卵石骨料配制。1 m3混凝土所用的骨料總量取骨料的緊密堆積密度的數值，大致為1 200 kg～1 400 kg。2)粒徑:對于卵石骨料的無砂透水混凝土，經多項工程試驗表明在其他條件相同情況下，5 mm～10 mm粒徑骨料的混凝土抗壓強度大于10 mm～20 mm粒徑骨料的混凝土強度，所以骨料(石)應采用5 mm～10 mm，10 mm～20 mm的單一粒級的卵石，以5 mm～10 mm為佳，并嚴格控制針片狀顆粒。3)骨料的堆放和運輸應符合下列要求:骨料應按不同品種分批運輸和堆放，不得混雜;骨料運輸和堆放應保持顆粒混合均勻，減少離析;采用自然級配時，堆放高度不宜超過2 m，并應防止樹葉、泥土和其他有害物質混入;在堆放和運輸時，宜采取防雨措施，并防止風刮飛揚。在氣溫不小于5℃的季節施工時，根據工程需要，預濕時間可按外界氣溫和來料的自然含水狀態確定，應提前半天或一天對粗骨料進行淋水或泡水預濕，然后濾于水分進行投料。在氣溫低于5℃時，不宜進行預濕處理。

1.3 水

混凝土拌和和養護用水均應采用潔凈飲用水，符合國家現行標準JGJ 63混凝土拌和用水標準的要求。

1.4 外加劑

無砂混凝土日常可采用主要由硅粉、增強劑和UEA組成的粉體粘結劑，以提高水泥漿與骨料的界面強度;在冬季施工，可采用BHF-4型混凝土防凍劑。所用的外加劑應符合現行國家標準GB 8076混凝土外加劑的要求。

2 配合比的選擇

根據碎石的不同粒徑選擇合適的水泥用量。石子用緊密堆積密度來計算，例如1 400 kg/m3～1 600 kg/m3;用水量和水泥量宜以配制的水泥漿能均勻附在骨料表面并呈油狀光澤而又不形成漿體流淌為度，保證混凝土透水性為準。可在凈水灰比0.30～0.42的范圍內選用一個試配水灰比，通過試配以確定配合比。一般C15無砂混凝土的水泥用量為300 kg/m3～350 kg/m3。另外需添加一定比例的外加劑，要求高時，可以摻加少量粉體粘結劑等。

對同一粒徑的骨料拌制無砂混凝土，要考慮最佳水泥用量和水灰比。表1為在某人行道改造工程中根據碎石的不同粒徑和水泥的不同摻量進行的試配試驗。

表1 無砂混凝土配合比與性能

3 攪拌

1)攪拌機械:必須采用強制式攪拌機攪拌。2)投料順序:水泥+水+外加劑，攪拌均勻后加入5 mm～10 mm碎石再繼續攪拌均勻。3)攪拌時間:由于水泥漿的稠度較大，且數量較少，為了保證水泥漿能夠均勻地包裹在骨料上，攪拌時間適當延長，拌和至水泥漿均勻包裹在骨料表面且呈油狀光澤時為準。當采用預濕飽和面干骨料時，粗骨料、水泥和凈用水量可一次投入攪拌機內，拌合時間宜為1.5 min～2.0 min。采用干骨料時，先將骨料和40%～60%總用水量投入攪拌機內，拌和1 min后，再加入剩余水量和水泥拌和1.5 min～2.0 min。

4 拌合物運輸

拌合物在運輸中應采取措施減少坍落度損失和防止離析。當產生拌合物稠度損失或離析較重時，澆筑前應采用二次拌和，但不得二次加水。拌合物從攪拌機卸料起到澆入模內為止的延續時間不宜超過45 min。當用攪拌運輸車運送輕骨料混凝土拌合物，因運距過遠或交通問題造成坍落度損失較大時，可采取在卸料前摻入適量減水劑進行攪拌的措施，滿足施工所需的和易性要求。

5 澆筑

在澆筑前，應先用水濕潤路面，防止混凝土水分流失加速水泥凝結。現場澆筑時，混凝土拌合物直接澆筑入模，依靠自重落料壓實，拌合物澆筑傾落的自由高度不應超過1.5 m。當傾落高度大于1.5 m時，應加串筒、斜槽或溜管等輔助工具。在澆筑時不得采用強烈振搗或夯實，澆筑后用輕型壓路機或用其他工具壓實壓平拌合物。

6 養護

無砂混凝土由于存在大量孔隙，易失水，干燥很快，所以早期養護非常重要。澆筑后用塑料薄膜覆蓋表面，并開始灑水養護。采用自然養護時，濕養護時間不應少于7 d。

7 透水系數測定

采用變水位和定水位透水系數測定方法。孔隙率的測定方法:將試件浸泡在水中使其飽水后，稱取試件在水中的重量 W1;將試件從水中取出，控干內部吸入的水并擦干表面多余的水，待重量恒定后稱取試件在空氣中的重量 W2，并測定試件外觀體積V。孔隙率按下式計算:

8 結語

1)無砂透水混凝土的強度與水泥用量和水灰比有關，對同一粒徑的骨料拌制無砂混凝土，存在著最佳水泥用量和水灰比。2)對于不同粒徑的骨料，在水泥用量相同時，并非骨料粒徑小的混凝土強度大。3)無砂混凝土的孔隙率、透水性隨水泥用量增大而降低，且粒徑大的比粒徑小的略高。無砂混凝土的滲透系數與連通孔隙率有較好的對應關系。無砂混凝土作為市政道路工程中相對較新的施工工藝，其質量與原材料的選擇、配合比的確定、攪拌運輸澆筑、養護均有較大的關系，需要施工人員按照行業規范標準，結合工程實際，嚴格控制相關的施工要點，才能切實保證工程質量。

[1] JGJ 51-2002，輕骨料混凝土技術規程[S].

[2] 王兵屯.淺析混凝土質量控制[J].山西建筑，2008，34(5):244-245.