透水混凝土強(qiáng)度和透水性影響因素分析

陳英仕 劉長紅

（華潤混凝土澄邁老城有限公司，海南 海口 570000）

城市面積與容積的擴(kuò)大也讓基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷深入推進(jìn)，場地和道路逐漸地被混凝土所覆蓋。一旦遇到強(qiáng)降水，雨水很難進(jìn)入土體之中，城市內(nèi)澇狀況頻繁發(fā)現(xiàn)。所以，透水混凝土作為一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦铜h(huán)保材料，具有普通混凝土無法企及的技術(shù)優(yōu)勢，這也是本次研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 透水混凝土性能機(jī)理

本次研究選擇二次投料法配合進(jìn)行，透水混凝土的制備流程如圖1 所示。

圖1 透水混凝土制備工藝

1.1 透水性能分析

由于透水混凝土需要滿足一定的透水性能，其內(nèi)部必然有孔隙存在。降水出現(xiàn)時(shí)，路面雨水能夠通過孔隙，從路面滲入地下土體當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)透水效果。在干旱的情況下，所積累的水分蒸發(fā)至空氣當(dāng)中，封閉空隙既不能對雨水產(chǎn)生滲透作用，也無法對雨水進(jìn)行緩存。

1.2 破壞機(jī)理

混凝土在受壓狀態(tài)下的破壞過程中，當(dāng)透水混凝土受到較小應(yīng)力，骨料和水泥石粘接面之間具有一定的固結(jié)強(qiáng)度，隨著應(yīng)力不斷增加，其內(nèi)部裂縫慢慢提升，所受壓力超過界限時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力開始重新分布，此時(shí)繼續(xù)增加荷載，內(nèi)部裂縫和透水混凝土本身存在的空隙聯(lián)通后導(dǎo)致透水混凝土的破壞[1]。

但如果是路面鋪設(shè)透水混凝土，與普通混凝土的破壞機(jī)理通常具有明顯差異，尤其是兩者之間內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異。考慮到透水混凝土選用間斷級配，大粒徑骨料間的空隙無法通過小粒徑骨料來進(jìn)行填充，無法像普通混凝土一樣，在受到外力的狀態(tài)下合理承受荷載。

2 透水混凝土強(qiáng)度與性能的影響因素

2.1 強(qiáng)度因素

強(qiáng)度因素應(yīng)從骨料與接觸點(diǎn)的面積方面作為切入點(diǎn)進(jìn)行分析。本次研究選擇的骨料物理性能指標(biāo)如表1 所示。

表1 骨料物理性能指標(biāo)

透水混凝土為了具有更好的透水性能，其內(nèi)部有大量孔隙存在，內(nèi)部骨料之間的接觸方式是點(diǎn)接觸，此時(shí)骨料級配、水膠比等因素都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。相同粒徑的骨料無法填充至孔隙當(dāng)中，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部孔隙較大，骨料之間的接觸點(diǎn)變少，接觸總面積也會(huì)相對較小。

骨料類型、水泥強(qiáng)度等因素同樣會(huì)影響到骨料和漿體之間的粘結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而影響到接觸點(diǎn)面積。如水泥強(qiáng)度太低的情況下，水泥石在受到應(yīng)力狀態(tài)下而破壞，骨料無法與漿體粘結(jié)，在制備透水混凝土的過程中，必要時(shí)可以增加增粘劑，加大骨料和漿體之間的粘結(jié)度。

2.2 性能因素

性能因素一般結(jié)合透水混凝土的透水機(jī)理進(jìn)行分析，由于其內(nèi)部連通孔隙決定了材料的透水性能，內(nèi)部孔隙率越大，孔隙形成連通的可能性較高，進(jìn)而增加透水性。反之，孔隙較少時(shí)會(huì)有大量的封閉孔隙，對于透水性能沒有影響。影響內(nèi)部孔隙率的因素較多，而骨料無疑是其中的重點(diǎn)[3]。

骨料類型能夠明顯影響內(nèi)部孔隙率，表面粗糙程度不相同的骨料在于漿體的接觸面積和咬合力上都存在差異，對內(nèi)部孔隙率的改變具有顯著作用[4]。另外，骨料級配的變化也能顯著改變內(nèi)部孔隙率。透水混凝土的構(gòu)成是由骨料堆積成框架結(jié)構(gòu)后再通過膠凝材料漿體外包裹，在硬化固結(jié)后提升性能和強(qiáng)度，漿膜厚度越厚，其內(nèi)部空隙與接觸面積的變化幅度越大，

3 結(jié)語

本次研究對影響透水混凝土性能的主要因素進(jìn)行了技術(shù)總結(jié)，并結(jié)合透水機(jī)理、破壞機(jī)理等內(nèi)容進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)研究，結(jié)果表明，骨料類型、級配、漿膜厚度、水膠比等是主要的影響因素。未來的透水混凝土工程當(dāng)中應(yīng)該通過原材料控制、外加劑使用、制備工藝調(diào)整與養(yǎng)護(hù)管理等手段來提升透水混凝土性能。今后的研究當(dāng)中還應(yīng)該針對透水性與力學(xué)性能的影響因素進(jìn)行深入研究。