成型方式和砂率对透水混凝土性能的影响_吴冬

1 透水性混凝土的结构模型和破坏特征
透水性混凝土可以看作由三部分组成，即粗骨料形成的骨 架、水泥浆体形成的胶结层及它们之间的孔隙。按照密实程度 的不同，透水性混凝土可以用以下五种模型来表示，如表 1 所 示。当透水性混凝土处于第二类小孔状态时是比较理想的，此 时水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料表面， 作为骨料之间的胶结层，形成骨架— ——孔隙结构。作为骨架的 粗骨料和作为胶结薄层的水泥浆紧密相连，它们之间的孔隙也 是连通的，此时的透水性混凝土具有较好的透水性，也可以得 收稿日期：2008-12-26
2.3 试块强度
试件尺寸为 100 mm×100 mm×100 mm，按普通混凝土试验 规程，成型后 24 h 拆模，在标准条件下养护至 28 d 龄期进行试验。
2.4 透水系数
透水系数利用简易的透水性测定装置，采用变水位测定法， 如图 1 所示。
3 试验过程和结果分析
3.1 成型方式对透水混凝土的影响
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由图 4 可以看出，同坍落度的三组混凝土试件，0~3 d 碳化 深度增长速度快而且三组试件的碳化深度变化很大，其中 B-S的 碳化深度最大，但碳化 7 d 后碳化速度的增长缓慢，B-P 的碳化 深度最小，并且后期增长也慢，14~28 d 三组试件的碳化增长速 度相同。
这是由于随着碳化反应的进行，混凝土表层碳化后，混凝 土中未完全充水的毛细孔道被碳化生成的 CaCO3 阻断，从而使 得大气中 CO2 向混凝土深处气相扩散的速度减慢，三组试件的 碳化速度均降低。由表 2 可以看出，掺入 B-P 的试件水灰比是 最小的，也就是说氨基和葡萄糖酸钠复配后减水率是最大的，故 掺入 B-P 的混凝土水化反应较充分，其后期碳化速度小。
Ab s tra ct: The impact of formation way and sand ratio to the pervious concrete performance was analyzed mainly.By comparing the different formation way，the influence of formation way to the pervious concrete performance is analyzed and the appropriate formation way is established. By adjusting sand ratio，the influence of sand ratio to the pervious concrete performance is analyzed.The result shows that mixing in right amount of fine aggregate increases the intensity of pervious concrete，in ensuring the basis of water permeability. Ke y w o rd s : pervious concrete；formation way；sand ratio
1
350 1 450 105
10.5
0.3
手工插捣 10 次
16.4
8.5
32.3
2
350 1 450 105
10.5
0.3
机械振捣 10 s
18.2
7.3
30.5
3
350 1 450 105
10.5
0.3 手工插捣 10 次机械振捣 10 s
23.0
6.2
28.5
4
350 1 450 105
10.5
（2）通常透水混凝土中没有细骨料，透水性能好，但强度较 低，适量的掺入细骨料，在保证透水性能的基础上，提高了强 度，为配制高强透水混凝土提供了参考。
参考文献： [1] 雍本.特种混凝土施工手册[K].北京：中国建材工业出版社. [2] 刘叶峰，朋改非.高强透水混凝土材料试验研究[J].混凝土，2005（3）：
时，混凝土的强度和透水系数都有显著变化。当加入 100 kg 砂
时，混凝土内部的大部分孔隙处于密实或毛细孔状态，接近于
普通混凝土，虽具有较高强度，但是几乎没有形成可以透水的
孔隙，处于第一类小孔状态。
2.5 孔隙率
图 1 透水性测试装置
从上述试验结果得出砂率与透水混凝土强度、透水系数和 孔隙率的关系，增加砂率，透水混凝土的强度增加，透水系数和
·100·
到相对较高的强度。当处于密实或毛细孔状态时，接近于普通 混凝土，具有较高强度，但是没有形成可以透水的孔隙；当处于 第一类小孔状态时，虽然形成了孔隙，但是由于孔隙不连通，也 不能有很好的透水性；而当处于大孔状态时，由于胶结材料太 少且不连续而不能有较好的强度[2]。
填充状态
骨料 胶黏层
孔隙
表 1 透水性混凝土结构模型及特点
WU Dong 1，LIU Xia 1，WU Xiao-qiang 2，ZHAO Xi-kuan 1 （1. Beijing Urban Construction Concrete Co.，Ltd.，Beijing 102208，China；2. China Construction Concrete Co.，Ltd.，Wuhan 430074，China）
39. [3] 孟宏睿，尚建丽，等.无砂透水混凝土的试验研究[J].混凝土与水泥制
品，2004（2）：43. [4] 方卉，等.奥林匹克下沉花园中无砂混凝土的研究及应用[J].北京混
凝土，2008（1）：26.
作者简介： 吴冬（1981-），男，助理工程师，主要从事混凝土的研究和 生产。
单位地址： 北京昌平区北七家镇王府西街 63 号（102208） 联系电话： 010-81703822
根据经验值，水灰比是 0.3 左右时，透水混凝土的强度和透 水系数达到比较好的结合点[4]，所以试验中采用 0.3 的水灰比， 以相同的水泥用量、外加剂掺量和骨胶比为基础设计配合比，通 过四种不同的成型方式制作试块，试验数据如表 2 所示。
从外观看，手工插捣制作的试块均匀性较好，但密实度差； 机械振捣的试块比较密实，但下部的浆体比上部多，振捣时间 越长，下部浆体越多。
2009 年 第 5 期（ 总 第 235 期 ） Number 5 in 2009（Total No.235）
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2009.05.031
混
凝
土
Concrete
预拌混凝土 READY MIXED CONCRETE
成型方式和砂率对透水混凝土性能的影响
吴 冬 1，刘 霞 1，吴小强 2，赵西宽 1 （1. 北京城建混凝土有限公司，北京 102208；2. 中建预拌混凝土有限公司，湖北 武汉 430074）
摘 要： 主要分析了成型方式和砂率对透水混凝土性能的影响。通过对不同成型方式制作的透水混凝土性能比较，分析了成型方式对透
水混凝土性能的影响，确定了合适的成型方式。试验通过调整砂率，分析了砂率对透水混凝土性能的影响，试验结果表明掺入适量的细骨
料，可以在保证透水的基础上，提高透水混凝土的强度。
关键词： 透水混凝土；成型方式；砂率
中图分类号： TU528.01
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2009）05-0100-03
Im p a ct o f fo rm a tio n w a y a n d s a n d ra tio to th e p e rvio u s co n cre te p e rfo rm a n ce
孔隙率是材料自然体积内孔隙体积所占的比例，试验中用 排水法测定。
孔隙率降低，并且砂率为 3.4%和 6.9%时，透水混凝土的强度和 透水系数有显著的变化，见图 2~4。
表 2 不同成型方式的配合比及试验结果
序号 水泥 /kg 石 /kg 水 /kg 外加剂 /kg 水灰比
成型方式
28 d 强度 /MPa 透水系数 （/ mm/s） 孔隙率 /%
图 2 砂率与强度的关系
图 3 砂率与透水系数的关系
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（3）透水混凝土中掺加细骨料，只能适量加入，当超过一定 范围后，混凝土内部的大部分孔隙处于密实或毛细孔状态，不能 起到透水的作用。
图 4 砂率与孔隙率的关系
4 结论
（1）通过试验分析，不同成型方式，透水混凝土强度、透水 系数和孔隙率也不相同，手工插捣成型的试块上下层较均匀， 但堆积松散；机械振捣成型的试块堆积紧密，但浆体容易在下 部沉积。通过手工插捣和振捣相结合，强度和透水系数有较好 的结合点。
外加剂 /kg 水灰比 砂率 /% 28 d 强度 /MPa
10.5
0.3
0
23.0
10.5
0.3
2.1
24.6
10.5
0.3
3.4
30.5
10.5
0.3
4.8
33.8
10.5
0.3
6.9
37.3
透水系数 （/ mm/s） 6.2 4.9 3.2 2.1 0.8
孔隙率 /% 28.5 26.9 24.2 23.3 19.5
从以上数据可以看出，机械振捣时间越长，孔隙率越小，堆 积越紧密，强度越高，但孔隙率越小，透水系数越小；比较 3# 成 型方式和 4# 成型方式，用 3# 方式做的试块，强度和透水系数有 比较好的结合点，用 4# 方式做的试块，强度增加很少，但透水系 数降低很多，这是因为振捣时间过长，水泥浆大多沉积在下部， 而上部则只是粗骨料堆积在一起，缺少胶结，所以强度和透水 性都受到了不利影响。
密实
小孔 毛细孔
第一类 第二类
不连续 连续
连续
连续
连续
连续
连续
连续
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