增强剂掺量对透水混凝土性能的影响
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１）孔隙率：孔隙率是决定混凝土透水性能的
收稿日期：２０１８?１１?０５ 作者简介：罗 益（１９８１—），男，工程师，主要从事公路与桥梁相关工作。
２期
罗 益：增强剂掺量对透水混凝土性能的影响
７３
重要因素之一，本次试验试件选用边长为 ７０ｍｍ
的标准立方体，并采用重量法则测量混凝土孔隙
率，按式（１）计算孔隙率：
通过对不同增强剂掺量的透水混凝土试件进行 孔隙率测试，得出实测孔隙率的变化规律如图 ２所 示。
２ 试 验 结 果 与 分 析
２１ 力学性能 在混凝土抗压强度成型试件养护 ２８ｄ后，依
次测试了不同增强剂掺量混凝土试件的抗压强度和 抗折强度，其强度变化规律如图 １所示。
( ) Ｐ＝ １－ｍ２－ｍ１ ×１００％ ρｗＶ０
（１）
式中：Ｐ为孔隙率，％；ｍ１ 为试件在水中的质量，
ｇ；ｍ２ 为试件风干 ２４ｈ质量，ｇ；Ｖ０ 为试件体积，
ｃｍ３；ρｗ为常温水的密度，ｇ／ｍ３。
２）透水系数：选用尺寸为 ７０ｍｍ×７０ｍｍ×７０
ｍｍ的透水混凝土试件，为保证试验的准确性，采
用特制容器进行试验，并运用水头法则计算透水系
摘 要：为研究增强剂对透水混凝土性能的影响，通过室内试验方法，分别测试了不同
增强剂掺量透水混凝土的抗压强度、抗折强度、孔隙率、透水系数及质量损失率，结果表
明：①增强剂的掺加能有效增强透水混凝土的抗压和抗折强度，有利于改善混凝土的物理性
能；②增强剂能有效提高透水混凝土孔隙率，增强剂掺量越大透水混凝土物理性能越好；③
数，按式（２）计算透水系数：
Ｋ
＝
Ｌ Ｈ
×ＡＱ×ｔ
（２）
式中：Ｋ为透水系数，ｍｍ／ｓ；Ｑ为单位时间的渗流 量，ｍｍ３；Ｌ为 试 件 厚 度， ｍｍ；Ｈ 为 水 头 高 度， ｍｍ；Ａ为试件的断面面积，ｍｍ２；ｔ为测定时间，ｓ。
３）质 量 损 失 率：选 用 ４０ｍｍ ×４０ｍｍ ×１６０ ｍｍ的棱柱形透水混凝土试件，标准养护 ２８ｄ后， 分别对混凝土试件进行 ５、１０、１５、２０、２５次冻融 循环并记录质量变化值，按式 （３）计算质 量 损 失 率：
３） 增强剂：选用 ＳＲ－透水混凝土作为透水混 凝土的增强 剂， ＳＲ－透 水 混 凝 土 不 仅 能 提 高 透 水 混凝土的各方面性能，更能改善浆体粘聚性能和混 凝土稳定性，从而使透水混凝土具有更高的性能， 是城市道路建设中常用的一种增强剂。
４） 水：选用普通市政自来水。 １２ 配合比设计与试验方法 １２１ 配合比设计
为研究增强剂掺量对透水混凝土性能的影响， 试验制备了目标孔隙率 ２５％，水灰比为 ０２５，骨 料用量 １４０８ｋｇ／ｍ３，水泥用量 ３７０ｋｇ／ｍ３，水用量 为 ９２ｋｇ／ｍ３的透水混凝土试件，分别对添加 ０％、 １％、２％、３％ （占水泥质量比）４种不同掺量增 强剂的透水混凝土进行性能测试。 １２２ 试验方法
凝土的抗折强度同样增大，在增强剂掺量为 ０％和 ３％时，抗折强度分别为最小值 ３４５ＭＰａ和最大值 ４０７ＭＰａ，抗折强度增大近 ２０％，故增强剂掺量 的增加同样能提高透水混凝土的抗折强度。这是因 为增强剂的添加不仅能使水泥浆体和骨料融合更充 分、骨料表面浆体的粘结性更强，而且更增强了透 水混凝土内部结构面的劈裂抗拉强度，从而提高了 抗折强度。 ２２ 物理性能
( ) ΔＭｎ＝
Ｍ０ －Ｍｎ Ｍ０
×１００％
（３）
式中：ΔＭｎ 为 ｎ次 冻 融 循 环 后 试 件 的 质 量 损 失 率，％；Ｍ０为冻融循环前试件质量，ｇ；Ｍｎ为 ｎ次冻 融循环后试件质量，ｇ。
图 １ 不同增强剂掺量抗压、抗折变化曲线
增加，从而提升了透水混凝土的抗压强度。 由图 １可知，随着增强剂掺量的增加，透水混
透水混凝土主要由水泥、粗骨料、细骨料、掺 合料以及多种添加剂合成，具有良好的工作性能。 透水混凝土制备过程较为复杂，其原材料、配比设 计等要求均比普通混凝土要高，因此透水混凝土性 能难以达到最佳状态［５－６］。如能通过掺加增强剂改 善透水混凝土的性能，使透水混凝土的各方面性能 完美 结 合， 对 建 设 “海 绵 城 市 ” 具 有 重 大 意 义［７－８］。基于此，根据透水混凝土的性能，分别研 究了不同增强剂掺量透水混凝土的抗压强度、抗折 强度、孔隙率、透水系数及质量损失率，其结果可 为透水混凝土透水性能研究提供参考和借鉴。
第 ４５卷 第 ２期 ２０１９年 ６月
湖南交通科技
ＨＵＮＡＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
文章编号：１００８?８４４Ｘ（２０１９）０２?００７２?０３
Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．，２０１９
增强建设有限责任公司，湖南 娄底 ４１７０００）
１ 原 材 料 与 试 验 方 法
１１ 原材料 １） 水 泥：试 验 采 用 ＰＯ４２５普 通 硅 酸 盐 水
泥，其 比 表 面 积：３４５ ｍ２／ｋｇ，烧 失 量：３１％，含 ＳＯ３：２３９％，含 ＭｇＯ：２７８％，含氯离子：００２１％。
２） 骨料：试 验 采 用 粒 径 为 ５～１０ｍｍ 碎 石， 其堆积密度为 １２５×１０３ ｋｇ／ｍ３，压碎值为 ７８％， 表观密度为 ２５８×１０３ ｋｇ／ｍ，堆积孔隙率为 ４４％， 针片状颗粒含量 ３５％，含泥量 ０４％，各项指标 满足 《公 路 工 程 集 料 试 验 规 程》 ＪＴＧ Ｅ４２—２００５ 规定。
适宜掺量的增强剂能增大混凝土内部的有效孔隙体积，提高透水混凝土的透水性能；④增强
剂能有效增强水泥浆体密实程度和强度，提升透水混凝土的抗冻性能。
关键词：透水混凝土；增强剂；抗压强度；透水性；孔隙率；抗冻性
中图分类号：Ｕ４１４
文献标志码：Ｂ
０ 引 言
为解决城市道路积水和地下水位下降等问题， 国家开始大力发展 “海绵城市”。海绵城市不仅能 解决城市道路积水和地下水位下降难题，而且能保 护环境和维 护 生 态 平 衡 。 ［１－２］ 透 水 混 凝 土 是 建 设 “海绵城市” 所需的一种新型建筑材料，具有良好 的渗水性、和易性、高耐性和抗冻性等优点，故在 城市道路建设中逐渐得到广泛应用［３－４］。
收稿日期：２０１８?１１?０５ 作者简介：罗 益（１９８１—），男，工程师，主要从事公路与桥梁相关工作。
２期
罗 益：增强剂掺量对透水混凝土性能的影响
７３
重要因素之一，本次试验试件选用边长为 ７０ｍｍ
的标准立方体，并采用重量法则测量混凝土孔隙
率，按式（１）计算孔隙率：
通过对不同增强剂掺量的透水混凝土试件进行 孔隙率测试，得出实测孔隙率的变化规律如图 ２所 示。
２ 试 验 结 果 与 分 析
２１ 力学性能 在混凝土抗压强度成型试件养护 ２８ｄ后，依
次测试了不同增强剂掺量混凝土试件的抗压强度和 抗折强度，其强度变化规律如图 １所示。
( ) Ｐ＝ １－ｍ２－ｍ１ ×１００％ ρｗＶ０
（１）
式中：Ｐ为孔隙率，％；ｍ１ 为试件在水中的质量，
ｇ；ｍ２ 为试件风干 ２４ｈ质量，ｇ；Ｖ０ 为试件体积，
ｃｍ３；ρｗ为常温水的密度，ｇ／ｍ３。
２）透水系数：选用尺寸为 ７０ｍｍ×７０ｍｍ×７０
ｍｍ的透水混凝土试件，为保证试验的准确性，采
用特制容器进行试验，并运用水头法则计算透水系
摘 要：为研究增强剂对透水混凝土性能的影响，通过室内试验方法，分别测试了不同
增强剂掺量透水混凝土的抗压强度、抗折强度、孔隙率、透水系数及质量损失率，结果表
明：①增强剂的掺加能有效增强透水混凝土的抗压和抗折强度，有利于改善混凝土的物理性
能；②增强剂能有效提高透水混凝土孔隙率，增强剂掺量越大透水混凝土物理性能越好；③
数，按式（２）计算透水系数：
Ｋ
＝
Ｌ Ｈ
×ＡＱ×ｔ
（２）
式中：Ｋ为透水系数，ｍｍ／ｓ；Ｑ为单位时间的渗流 量，ｍｍ３；Ｌ为 试 件 厚 度， ｍｍ；Ｈ 为 水 头 高 度， ｍｍ；Ａ为试件的断面面积，ｍｍ２；ｔ为测定时间，ｓ。
３）质 量 损 失 率：选 用 ４０ｍｍ ×４０ｍｍ ×１６０ ｍｍ的棱柱形透水混凝土试件，标准养护 ２８ｄ后， 分别对混凝土试件进行 ５、１０、１５、２０、２５次冻融 循环并记录质量变化值，按式 （３）计算质 量 损 失 率：
３） 增强剂：选用 ＳＲ－透水混凝土作为透水混 凝土的增强 剂， ＳＲ－透 水 混 凝 土 不 仅 能 提 高 透 水 混凝土的各方面性能，更能改善浆体粘聚性能和混 凝土稳定性，从而使透水混凝土具有更高的性能， 是城市道路建设中常用的一种增强剂。
４） 水：选用普通市政自来水。 １２ 配合比设计与试验方法 １２１ 配合比设计
为研究增强剂掺量对透水混凝土性能的影响， 试验制备了目标孔隙率 ２５％，水灰比为 ０２５，骨 料用量 １４０８ｋｇ／ｍ３，水泥用量 ３７０ｋｇ／ｍ３，水用量 为 ９２ｋｇ／ｍ３的透水混凝土试件，分别对添加 ０％、 １％、２％、３％ （占水泥质量比）４种不同掺量增 强剂的透水混凝土进行性能测试。 １２２ 试验方法
凝土的抗折强度同样增大，在增强剂掺量为 ０％和 ３％时，抗折强度分别为最小值 ３４５ＭＰａ和最大值 ４０７ＭＰａ，抗折强度增大近 ２０％，故增强剂掺量 的增加同样能提高透水混凝土的抗折强度。这是因 为增强剂的添加不仅能使水泥浆体和骨料融合更充 分、骨料表面浆体的粘结性更强，而且更增强了透 水混凝土内部结构面的劈裂抗拉强度，从而提高了 抗折强度。 ２２ 物理性能
( ) ΔＭｎ＝
Ｍ０ －Ｍｎ Ｍ０
×１００％
（３）
式中：ΔＭｎ 为 ｎ次 冻 融 循 环 后 试 件 的 质 量 损 失 率，％；Ｍ０为冻融循环前试件质量，ｇ；Ｍｎ为 ｎ次冻 融循环后试件质量，ｇ。
图 １ 不同增强剂掺量抗压、抗折变化曲线
增加，从而提升了透水混凝土的抗压强度。 由图 １可知，随着增强剂掺量的增加，透水混
透水混凝土主要由水泥、粗骨料、细骨料、掺 合料以及多种添加剂合成，具有良好的工作性能。 透水混凝土制备过程较为复杂，其原材料、配比设 计等要求均比普通混凝土要高，因此透水混凝土性 能难以达到最佳状态［５－６］。如能通过掺加增强剂改 善透水混凝土的性能，使透水混凝土的各方面性能 完美 结 合， 对 建 设 “海 绵 城 市 ” 具 有 重 大 意 义［７－８］。基于此，根据透水混凝土的性能，分别研 究了不同增强剂掺量透水混凝土的抗压强度、抗折 强度、孔隙率、透水系数及质量损失率，其结果可 为透水混凝土透水性能研究提供参考和借鉴。
第 ４５卷 第 ２期 ２０１９年 ６月
湖南交通科技
ＨＵＮＡＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
文章编号：１００８?８４４Ｘ（２０１９）０２?００７２?０３
Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．，２０１９
增强建设有限责任公司，湖南 娄底 ４１７０００）
１ 原 材 料 与 试 验 方 法
１１ 原材料 １） 水 泥：试 验 采 用 ＰＯ４２５普 通 硅 酸 盐 水
泥，其 比 表 面 积：３４５ ｍ２／ｋｇ，烧 失 量：３１％，含 ＳＯ３：２３９％，含 ＭｇＯ：２７８％，含氯离子：００２１％。
２） 骨料：试 验 采 用 粒 径 为 ５～１０ｍｍ 碎 石， 其堆积密度为 １２５×１０３ ｋｇ／ｍ３，压碎值为 ７８％， 表观密度为 ２５８×１０３ ｋｇ／ｍ，堆积孔隙率为 ４４％， 针片状颗粒含量 ３５％，含泥量 ０４％，各项指标 满足 《公 路 工 程 集 料 试 验 规 程》 ＪＴＧ Ｅ４２—２００５ 规定。
适宜掺量的增强剂能增大混凝土内部的有效孔隙体积，提高透水混凝土的透水性能；④增强
剂能有效增强水泥浆体密实程度和强度，提升透水混凝土的抗冻性能。
关键词：透水混凝土；增强剂；抗压强度；透水性；孔隙率；抗冻性
中图分类号：Ｕ４１４
文献标志码：Ｂ
０ 引 言
为解决城市道路积水和地下水位下降等问题， 国家开始大力发展 “海绵城市”。海绵城市不仅能 解决城市道路积水和地下水位下降难题，而且能保 护环境和维 护 生 态 平 衡 。 ［１－２］ 透 水 混 凝 土 是 建 设 “海绵城市” 所需的一种新型建筑材料，具有良好 的渗水性、和易性、高耐性和抗冻性等优点，故在 城市道路建设中逐渐得到广泛应用［３－４］。