彩色透水混凝土生產及施工工藝

習海平 柴天紅 張建強

（江西省建筑材料工業科學研究設計院 南昌）

1 透水混凝土研究及使用情況簡介

彩色透水混凝土是由特定粒徑范圍的集料、水泥、水、添加劑和顏料等按特定比例經特殊工藝制成的具有連續孔隙的多孔混凝土，是生態混凝土的重要品種之一。與普通混凝土相比，彩色透水混凝土具有透水、透氣、吸聲降噪、凈化水體、改善地表土壤生態環境、緩解地表徑流和城市熱島效應等優良的使用性能，并且可以根據實際要求，調配成不同的色彩，實現完美裝飾效果。

彩色透水混凝土相關指標如下：表觀密度一般為1600kg/m3～2100kg/m3，28d抗壓強度10MPa～40MPa，抗折強度2MPa～7MPa，透水系數0.5mm/s以上，有效孔隙率為18%～22%。

出于保護城市生態環境、維護生態平衡等方面考慮，歐美、日韓等一些發達國家在50多年前就開始了對透水混凝土的研究與應用。并且已將其廣泛的應用于道路工程、園林工程和環境工程等多個領域，取得了良好的社會、環境和生態效應[1]。以日本、美國為代表的國家是世界上對透水混凝土路面材料研究與應用最為先進的國家和地區[2]。1995年，中國建筑材料科學研究院率先在國內成功研制出透水混凝土。我國彩色透水混凝土的理論研究和應用雖仍處于起步階段，但也得到了一定范圍的工程應用。在北京奧林匹克公園和上海世博園區等很多實際工程中，彩色透水混凝土都得到很好的應用，其優良的透水性能和質樸美觀的視覺效果，使之成為工程應用領域中的—個亮點，并推動了彩色透水混凝土在我國研究及應用的熱潮[1]。

由于國內對透水混凝土的研究及應用起步較晚，在推廣應用過程中也存在一些問題。主要有以下兩個方面：一方面彩色透水混凝土目前還缺乏相關國家級標準，目前所使用的指導性標準主要有行業標準：CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》[4]以及上海市市政工程管理局行業標準：《透水性水泥混凝土人行道應用技術規程》。另一方面，關于透水混凝土的理論研究與應用工作有待完善，許多機理還有待闡明，相關的長期性能以及老化機理還有待驗證。這使得彩色透水混凝土的推廣應用受到了一定的限制。

2 彩色透水混凝土生產工藝

2.1 原材料及性能要求

2.1.1 水泥

彩色透水混凝土用水泥應采用符合國家標準的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。對于某些顏色（如白色、藍色、綠色）的彩色透水混凝土，需采用白水泥。水泥的強度應符合表1的規定。

表1 水泥各齡期的抗壓強度、抗折強度

彩色透水混凝土選用水泥時，除應滿足相關國家標準要求外，還應通過混凝土配合比試驗，根據其透水系數、強度、色彩等指標優選適宜的水泥品種和強度等級。

2.1.2 集料

透水混凝土采用的集料為粒徑2.5～13范圍內的碎石，按其顆粒大小范圍分1#、2#、3#三號。具體的顆粒范圍見表2。

表2 透水混凝土碎石分類

彩色透水混凝土應使用質地堅硬、耐久、潔凈的集料。其含泥量需控制在0.5以內，不含泥塊和其余雜質，堆積密度1350kg/m3以上，壓碎值需在15%以內。碎石的品質直接影響到透水混凝土性能，碎石質量的控制對透水混凝土質量控制至關重要。

2.1.3 添加劑

彩色透水混凝土添加劑一般稱為增強劑，在彩色透水混凝土中主要起到保水、緩凝、提高強度、改善施工性能等功效。增強劑分有機材料和無機材料兩類。有機材料以苯丙乳液為主；無機材料以無定形二氧化硅為主。目前市面出售的透水混凝土增強劑多為復合性粉狀添加劑，其實際使用效果各有差異，實際選用時，應根據實際試配過程中拌合物性能及強度、透水率等指標對增強劑進行選擇。

2.1.4 水

自來水可直接用作透水性水泥混凝土攪拌和養護用水。如采用非自來水時，應檢驗下列指標，符合要求方可使用。

（1）硫酸鹽含量（按SO42-計）小于0.0027mg/mm3。

（2）含鹽量不得超過 0.005mg/mm3。

（3）pH值不得小于4。

2.2 透水混凝土制備工藝

2.2.1 原料配比

透水性水泥混凝土的集灰比、水灰比及單位體積的水泥用量由透水性水泥混凝土的透水系數、強度和空隙率通過混凝土試配來確定。大量實驗結果表明，彩色透水混凝土原料配比可參考表3。

表3 彩色透水混凝土原材料取值

2.2.2 制備工藝

實際應用過程中，出于節約成本考慮，彩色透水混凝土一般分為兩層，底層為素色層，不添加顏料，面層為彩色層，添加相應顏料進行拌制。

對于素色層，一般采用5mm～13mm粒徑碎石，攪拌工藝為：先將碎石與水泥、增強劑混合攪拌不少于30s，再加入拌合用水量的50%～80%進行攪拌，視拌合物情況加入剩余拌合用水。總攪拌時間以3min左右為宜。

對于彩色面層，一般采用2.5mm～5mm或5mm～10mm粒徑碎石。為上色牢固均勻，應先將碎石與顏料粉攪拌約30s，再加入水泥和增強劑進行攪拌30s，最后加入拌合用水量的50%～80%進行攪拌，視拌合物情況加入剩余拌合用水。總攪拌時間以3min左右為宜。

攪拌完成后卸料過程中應保持平穩，不應使拌合物之間產生較大的沖擊而導致拌合物漿料與骨料出現離析。

3 彩色透水混凝土施工工藝

3.1 運輸

彩色透水混凝土的運輸宜采用大噸位運料車，同時注意保濕，運至施工現場的時間不應大于1h，最大運輸半徑不宜超過20km。總運輸能力應比總拌和能力略有富余。確保新拌透水性水泥混凝土在規定時間內運到攤鋪現場。由于透水混凝土拌合物孔隙較多，水分容易快速蒸發，高溫長距離運輸過程中采取相應措施減少水分流失。

3.2 攤鋪

拌合物運送到攤鋪地點后，應立即進行攤鋪，底層素色層與面層彩色層攤鋪時間間隔不宜超過初凝時間的二分之一，拌合物松鋪系數K宜控制在1.05～1.20之間，當氣溫低于5℃或高于35℃時應暫停施工，不宜在雨天進行攤鋪。

拌合物由輥軸整平后，用平板振動器縱橫交錯兩遍振實，當平板振動器移動時，應重疊100mm～200mm，平板振動器在一個位置的持續振搗時間不應少于15s。缺料的部位，應輔以人工補料找平。

3.3 養護

由于彩色透水混凝土拌合物疏松多孔，水分極易流失，因此保濕養護至關重要。彩色透水混凝土養護宜使用保濕膜，土工布等覆蓋物保濕養護并及時灑水，保持透水混凝土表面始終處于潮濕狀態，并由此確定每天的灑水遍數。晝夜溫差大于10℃以上的地區或平均溫度小于等于5℃時施工的透水性水泥混凝土人行道應采用保溫措施。養護時間應根據施工溫度而定，一般養護期為14d~21d，高溫時不少于14d，低溫時不少于21d。

3.4 表面處理

待彩色透水混凝土路面充分水化（攤鋪后約3天左右）后，將雙丙聚氨酯封閉劑均勻噴涂于混凝土表面并靜置8 小時以上，對透水混凝土表面進行封閉處理，以增強其耐久性和美觀性。根據顏色要求，也可在透明封閉劑中添加少許顏料對其進行補色。

3.5 伸縮縫設置

依據項目實際情況，伸縮縫設置脹縫和縮縫，當混凝土強度達到設計強度的25%～30%時采用路面專用切割機進行切縫施工。脹縫要求貫穿透水混凝土，達到基層，脹縫寬度15mm～20mm，每18m設置一道脹縫，脹縫內放置泡沫棒，表面用聚胺脂低模量嵌縫油膏處理。縮縫深不小于混凝土澆筑厚度的1/3，縮縫寬度5mm～8mm，每6m設置一道[5]。

[1] 張賢超，尹健，池漪，透水混凝土性能研究綜述[J]．混凝土，2010(12)：47-50

[2] YANG Jing;JIANG Guo-liang Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials [外文期刊] 2003(03)

[3] 蔣正武，孫振平，王培銘，若干因素對多孔透水混凝土性能的影響們[J]．建筑材料學報，2005(5)：51

[4] CJJ/T135-2009 .透水水泥混凝土路面技術規程[S]

[5] SZ-C-B06-2007. 透水性水泥混凝土人行道應用技術規程[S]