高強(qiáng)透水混凝土的性能試驗(yàn)及結(jié)果分析
在配比設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過定量計(jì)算摻入適量的細(xì)集料，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析砂率與透水混凝土性能的關(guān)系，確定細(xì)集料合理的摻量，在保證混凝土透水的基礎(chǔ)上，提高了透水混凝土的強(qiáng)度。
1、試驗(yàn)用原材料：
北京P·O42.5水泥，10mm～20mm碎石，模數(shù)2.6的中砂，復(fù)合外加劑，自來水。
2、配合比計(jì)算
以相同的水泥用量、外加劑摻量為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)配合比時(shí)定量預(yù)留開口孔隙。試驗(yàn)中采用相同的成型方式，試驗(yàn)配合比計(jì)算見表1，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。
表1：1m3綠色環(huán)保透水混凝土體積組成(dm3)
| 序號(hào) | 總孔隙 | 預(yù)留孔隙 | 水泥 | 水 | 外加劑 | 砂子 |
| 1 | 430 | 202.7 | 113 | 105 | 9.3 | 0 |
| 2 | 443 | 203.9 | 113 | 105 | 9.3 | 11.8 |
| 3 | 450 | 203.1 | 113 | 105 | 9.3 | 19.6 |
| 4 | 458 | 203.2 | 113 | 105 | 9.3 | 27.5 |
| 5 | 470 | 203.5 | 113 | 105 | 9.3 | 39.2 |
| 6 | 482 | 204.6 | 113 | 105 | 9.3 | 50.1 |
| 7 | 490 | 203.9 | 113 | 105 | 9.3 | 58.8 |
| 8 | 510 | 204.3 | 113 | 105 | 9.3 | 78.4 |
表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
| 序號(hào) | 水泥 （kg/m3） |
石子 （kg/m3） |
砂子 （kg/m3） |
水 （kg/m3） |
外加劑 （kg/m3） |
砂率 （%） |
透水速度 （mm/s） |
R7（MPa） | R28 （MPa） |
| 1 | 350 | 1450 | 0 | 105 | 10 | 0 | 82 | 9.2 | 14.1 |
| 2 | 350 | 1420 | 30 | 105 | 10 | 2.0 | 83 | 11.5 | 17.2 |
| 3 | 350 | 1400 | 50 | 105 | 10 | 3.5 | 82 | 14.3 | 24.6 |
| 4 | 350 | 1380 | 70 | 105 | 10 | 5.0 | 75 | 18.9 | 33.5 |
| 5 | 350 | 1350 | 100 | 105 | 10 | 7.0 | 67 | 20.8 | 36.7 |
| 6 | 350 | 1320 | 130 | 105 | 10 | 9.0 | 68 | 23.5 | 43.3 |
| 7 | 350 | 1300 | 150 | 105 | 10 | 10.0 | 66 | 25.4 | 46.5 |
| 8 | 350 | 1250 | 200 | 105 | 10 | 14.0 | 61 | 27.3 | 47.1 |
3、結(jié)果分析
由表2中的數(shù)據(jù)顯示加入細(xì)集料，當(dāng)砂率為2%時(shí)，對(duì)混凝土的強(qiáng)度和透水系數(shù)影響不大，當(dāng)砂率為3.5%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度顯著變化。當(dāng)砂率為10%時(shí)，混凝土內(nèi)漿體與粗集料的黏結(jié)面積很大，強(qiáng)度與普通混凝土相當(dāng)。
從上述試驗(yàn)結(jié)果可知，增加砂率，透水混凝土的強(qiáng)度增加，透水系數(shù)降低。
傳統(tǒng)無砂大孔透水混凝土中沒有細(xì)集料，透水性能好，但強(qiáng)度較低，適量的摻入細(xì)集料，在保證透水性能的基礎(chǔ)上，提高了強(qiáng)度，為配制高強(qiáng)透水混凝土提供了新的思路，可以配制C20～C40透水混凝土。透水混凝土中摻加細(xì)集料，只能根據(jù)預(yù)留貫通開口孔隙率適量加入，不能盲目摻加。
摻增稠粉配合比及試驗(yàn)
在配比設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過定量計(jì)算摻入適量增稠粉（含膠粉），依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析增稠粉摻量與透水混凝土性能的關(guān)系，確定增稠粉的合理?yè)搅浚诒ＷC混凝土透水的基礎(chǔ)上，提高透水混凝土的強(qiáng)度。
1、試驗(yàn)用原材料：
北京P·O42.5水泥，10mm～20mm碎石，增稠粉（含膠粉），復(fù)合外加劑，自來水。
2、配合比計(jì)算
以相同的水泥用量、外加劑摻量為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)配合比時(shí)定量預(yù)留開口孔隙。試驗(yàn)中采用相同的成型方式，試驗(yàn)配合比計(jì)算見表3，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。
表3 1m3綠色環(huán)保透水混凝土體積組成(dm3)
| 序號(hào) | 總孔隙 | 預(yù)留孔隙 | 水泥 | 礦粉 | 增稠粉 | 水 | 外加劑 |
| 1 | 435 | 165.7 | 100 | 36 | 0 | 124 | 9.3 |
| 2 | 435 | 164.6 | 100 | 36 | 1.1 | 124 | 9.3 |
| 3 | 435 | 163.5 | 100 | 36 | 2.2 | 124 | 9.3 |
| 4 | 435 | 162.4 | 100 | 36 | 3.3 | 124 | 9.3 |
| 5 | 435 | 162.3 | 100 | 36 | 4.4 | 124 | 9.3 |
| 6 | 435 | 161.2 | 100 | 36 | 5.5 | 124 | 9.3 |
| 7 | 435 | 161.1 | 100 | 36 | 6.6 | 124 | 9.3 |
| 8 | 435 | 160.0 | 100 | 36 | 7.7 | 124 | 9.3 |
表4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
| 序號(hào) | 水泥 | 石子 | 礦粉 | 水 | 外加劑 | 增稠粉 | 透水速度 | R7 | R28 |
| （kg/m3） | （kg/m3） | （kg/m3） | （kg/m3） | （kg/m3） | （%） | （mm/s） | （MPa） | （MPa） | |
| 1 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 0 | 78 | 7.9 | 13.4 |
| 2 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 0.5 | 75 | 10.3 | 15.2 |
| 3 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 1.0 | 79 | 15.7 | 25.1 |
| 4 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 1.5 | 75 | 16.9 | 29.5 |
| 5 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 2.0 | 77 | 18.9 | 32.8 |
| 6 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 2.5 | 78 | 23.5 | 37.3 |
| 7 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 3.0 | 76 | 24.9 | 36.5 |
| 8 | 310 | 1440 | 90 | 124 | 10 | 3.5 | 77 | 25.4 | 37.1 |
3、結(jié)果分析
從表4中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)增稠粉摻量為0.5%時(shí)，對(duì)混凝土的強(qiáng)度和透水系數(shù)影響不大，當(dāng)摻量為1.0%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度有顯著提高。當(dāng)增稠粉摻量為2.5%時(shí)，粗集料之間的黏結(jié)強(qiáng)度較高，配制的透水混凝土具有較高的強(qiáng)度。但是當(dāng)增稠粉摻量為由2.5%增加到3.5%時(shí)，強(qiáng)度沒有明顯的提高，證明增稠粉的最佳摻量在2.5%左右。
從上述試驗(yàn)結(jié)果可知：增加增稠粉，透水混凝土的強(qiáng)度增加，透水系數(shù)和孔隙率基本不變，并且摻量為1.0%～2.5%時(shí)，透水混凝土的強(qiáng)度隨摻量增加而增加，當(dāng)摻量超過2.5%時(shí)，強(qiáng)度的提高不明顯。
傳統(tǒng)無砂大孔透水混凝土中沒有增稠粉，透水性能好，但強(qiáng)度較低，適量的摻入增稠粉，在保證透水性能的基礎(chǔ)上，增加了粗集料間的界面黏結(jié)強(qiáng)度，提高了混凝土的強(qiáng)度,可以配制C20～C35透水混凝土。在混凝土中摻加增稠粉，只能根據(jù)定量預(yù)留的開口孔隙率適量加入，當(dāng)超過一定范圍后，對(duì)透水性和孔隙率的影響不大，對(duì)混凝土提高強(qiáng)度不明顯，在經(jīng)濟(jì)上不合理。
施工推薦配合比
1.摻加增稠粉透水混凝土配合比
表5 增稠粉綠色環(huán)保透水混凝土體積組成（dm3/m3）
| 序號(hào) | 石子 | 水泥 | 礦粉 | 水 | 外加劑 | 增稠粉 | 預(yù)留孔隙 | |
| 體積 | 粒徑(mm) | |||||||
| 1 | 566 | 6-8 | 100 | 34.6 | 125 | 10.3 | 4 | 160.1 |
| 2 | 547 | 10-20 | 100 | 34.6 | 120 | 10.3 | 4 | 184.1 |
| 3 | 528 | 16-25 | 100 | 34.6 | 115 | 10.3 | 4 | 208.1 |
表5-1 摻加增稠粉綠色環(huán)保透水混凝土配合比(kg/m3)
| 序號(hào) | 石子 | 水泥 | 礦渣粉 | 拌合水 | 外加劑 | 增稠粉 | |
| 用量 | 粒徑(mm) | ||||||
| 1 | 1500 | 5～10 | 310 | 90 | 125 | 12 | 10 |
| 2 | 1450 | 10～20 | 310 | 90 | 120 | 12 | 10 |
| 3 | 1400 | 16～25 | 310 | 90 | 115 | 12 | 10 |
注：以上配合比當(dāng)各種原材料發(fā)生變化時(shí)可以根據(jù)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，用水量可以根據(jù)石子吸水率及拌合物坍落度狀況在生產(chǎn)時(shí)調(diào)整。
2.摻加細(xì)集料綠色環(huán)保透水混凝土配合比
（1）用水泥配制的摻加細(xì)集料透水混凝土
表6 預(yù)留開口孔混凝土體積組成（dm3/m3）
| 序號(hào) | 石子 | 砂子 | 水泥 | 水 | 外加劑 | 預(yù)留孔隙 | |
| 體積 | 粒徑(mm) | ||||||
| 1 | 566 | 5～10 | 23.5 | 135.5 | 120 | 10.8 | 144.2 |
| 2 | 547 | 10～20 | 23.5 | 135.5 | 120 | 10.8 | 163.2 |
| 3 | 528 | 16～25 | 23.5 | 135.5 | 115 | 10.8 | 187.2 |
表7預(yù)留開口孔混凝土配合比(Kg/m3)
| 序號(hào) | 石子 | 砂子 |
水泥 |
拌合水 | 外加劑 | |
| 用量 | 粒徑(mm) | |||||
| 1 | 1500 | 5～10 | 60 | 420 | 125 | 12.6 |
| 2 | 1450 | 10～20 | 60 | 420 | 120 | 12.6 |
| 3 | 1400 | 16～25 | 60 | 420 | 120 | 12.6 |
注：以上配合比當(dāng)各種原材料發(fā)生變化時(shí)可以根據(jù)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，用水量可以根據(jù)石子吸水率及拌合物坍落度狀況在生產(chǎn)時(shí)調(diào)整。
（2）含摻合料摻加細(xì)集料透水混凝土
表8 預(yù)留開口孔混凝土體積組成（dm3/m3）
| 序號(hào) | 石子 | 砂子 | 水泥 | 礦粉 | 水 | 外加劑 | 預(yù)留孔隙 | |
| 體積 | 粒徑(mm) | |||||||
| 1 | 566 | 5～10 | 23.5 | 103 | 27.5 | 120 | 10.5 | 149.5 |
| 2 | 548 | 10～20 | 23.5 | 103 | 27.5 | 120 | 10.5 | 191 |
| 3 | 528 | 16～25 | 23.5 | 103 | 27.5 | 115 | 10.5 | 216 |
表9 預(yù)留開口孔混凝土配合比(kg/m3)
| 序號(hào) | 石子 | 砂子 |
水泥 |
礦渣粉 | 拌合水 | 外加劑 | |
| 用量 | 粒徑 | ||||||
| 1 | 1500 | 5～10 | 60 | 320 | 80 | 120 | 12.6 |
| 2 | 1450 | 10～20 | 60 | 320 | 80 | 115 | 12.6 |
| 3 | 1400 | 16～25 | 60 | 320 | 80 | 110 | 12.6 |
注：以上配合比當(dāng)各種原材料發(fā)生變化時(shí)可以根據(jù)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，用水量可以根據(jù)石子吸水率及拌合物坍落度狀況在生產(chǎn)時(shí)調(diào)整。