［摘 要］本文通過調整透水混凝土設計孔隙率及骨料級配，配制透水系數大于0.5mm/s，抗壓強度等級 C15、C20、C25、C30 透水混凝土，透水混凝土拌合物工作性可以通過振動坍落度及振動擴展度定量測試，C30 強度等級透水混凝土振動坍落度85～100mm，振動擴展度 175 ～190mm。

0 引言

透水混凝土是由骨料、膠結料等混合而成的多孔結構，具有透水、透氣、密度小的特點，是一種具有生态功能的混凝土，對于緩解城市内澇、降低噪聲、加強水資源循環利用等有顯著作用。随着城市化不斷發展，人們對環境要求越來越高，為緩解城市熱島效應，開展海綿城市建設，透水混凝土在城市建設中應用越來越廣泛，作為一種環境友好型混凝土，關于透水混凝土的開發應用越來越重視。近年來衆多學者對透水混凝土做出大量研究，對透水混凝土成型方式、透水系數測試、骨料級配等研究較多，但是關于透水混凝土拌合物工作性的測試方法研究很少。本試驗主要側重研究不同性能要求透水混凝土拌合物工作性測試方法。

1 試驗概況

1.1 試驗原料

1.2 試驗方法

1.2.1 攪拌及成型方式

攪拌采用一次投料法，将骨料、水泥、外加劑投入攪拌機攪拌30s，然後加入水攪拌 5min 後出料。試塊成型采用平闆振動器振動成型，依照 DB11/T 775—2010《透水混凝土路面技術規程》附錄 A 透水混凝土強度試驗，分兩層将混凝土拌合物裝入模内，第一層厚度約為試模高度的2/3，第二層高出試模 20mm，每層插搗 25 次，試件按“品”字形放于水平地面上，把面闆壓在試件上，啟動平闆振動器振動 30s，然後用抹刀抹平。試塊成型完後，用塑料薄膜覆蓋，以防止水分蒸發，放置于(20±2)℃、濕度≥ 90% 養護室中，放置 24 小時後拆模，拆模後繼續在養護室中養護，分别測試3d、7d、28d 強度，抗壓強度測試參照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法标準》規定執行。

1.2.2 孔隙率測試

将事件完全浸泡在水中 24 小時後，測試試件在水中質量m1，然後将試塊放置于 60℃ 的烘箱中，将試塊完全烘幹，測試試件質量 m2，其孔隙率計算公式如式(1)。

其中：P——孔隙率，%；

m1——試件在水中的質量，g；

m2——試件烘幹後質量，g；

V——試件體積，cm3。

1.2.3 透水系數測試

透水混凝土透水系數測試參照 CJJ/T135—2009《透水水泥混凝土路面技術規程》附錄 A 透水系數的測試方法，留置 (150×150×150)mm 的混凝土試塊，養護至 28d，利用鑽心機及切割機制備直徑100mm、高度50mm 的圓柱試樣，透水系數計算公式見式 (2)。

其中：k——試樣透水系數；

Q——時間 t 秒内滲出的水量，mm3；

L——試樣厚度，mm；

A——試樣的上表面積，mm2；

H——水位差，mm；

t——時間，s。

試樣結果取三塊試樣的平均值，計算精确至1.0× 10-2mm/s。

1.2.4 工作性測試

關于透水混凝土工作性檢測，相關規範并沒有定量的準确測試方式，坍落度試驗無法檢測透水混凝土的工作性。關于透水混凝土的相關文獻及著作中一般對透水混凝土拌合物描述為“手攥成團”即可。本試驗在參照GB/T 2419—2005《水泥膠砂流動度測定方法》的基礎上，利用上口内徑尺寸為 (50±0.5)mm、下口内徑尺寸為 (100±0.5)mm、高度尺寸為(150±0.5)mm 的砂漿擴展度筒放置在跳桌上進行測試。

将砂漿擴展度筒放置在跳桌中心，透水混凝土拌合物分三次裝入砂漿擴展度筒，每次裝入混凝土用搗棒由邊緣至中間均勻插搗15 次，最後一次插搗完畢後，刮去多餘透水混凝土，使混凝土拌合物與砂漿擴展度筒持平。将砂漿擴展度筒緩慢垂直提起，立刻開動跳桌，完成 25 次跳動，拌合物坍塌或下沉。用鋼尺測量砂漿擴展度筒與坍落後混凝土拌合物最高點之間的高度差，即為透水水泥混凝土振動坍落度；測量坍落後透水混凝土垂直方向擴展度最大值與最小值，其平均值即為透水水泥混凝土振動擴展度。

1.3 試驗配合比

透水混凝土是由骨料、膠結材料、水及添加劑等混合而成，其配合比是将各原材料的體積與空隙體積之和作為混凝土的體積來計算，其配比計算公式如式(3)。

其中：

mg、mc、mw、ma——分别為單位體積混凝土中粗骨料、水泥、水、外加劑用量，kg/m3，mg取 0.95m3 粗骨料質量，kg；

ρg、ρc、ρw、ρa——分别為粗骨料、水泥、水、外加劑的表觀密度，kg/m3。

W/C 設計 0.3，試驗中根據拌合物狀态調整。設計孔隙率分别為15%、20%、25%，矽粉摻量 6%，可分散乳膠粉摻量 2%，粗骨料按不同比例混合粗砂、碎石 1、碎石 2，具體配合比如表 3 所示。

2 試驗結果及分析

混凝土工作性能及力學性能測試結果見表 4。

由表 4 試驗結果可以看出：

（1）由單粒級碎石 1 及粗砂、碎石 1、碎石2 混合骨料配制透水混凝土抗壓強度均随實際孔隙率降低而增加，但是混合骨料透水混凝土強度高于單粒級透水混凝土強度，設計孔隙率 20% 時，單粒級透水混凝土28d 抗壓強度 21.5MPa，混合骨料透水混凝土 28d 抗壓強度最高可達 35.7MPa。單粒級透水混凝土透水系數随孔隙率降低而逐漸降低，但混合骨料透水混凝土透水系數随孔隙率變化沒有呈現顯著的線性規律。

透水混凝土是一種由膠凝材料、骨料、增強料、外加劑等加水硬化形成的一種多孔物質，其強度主要由骨料嵌擠力、膠凝材料強度及膠凝材料與骨料粘結力共同提供，添加可分散乳膠粉與矽灰等增強料可以改善骨料表面過渡區，增加膠凝材料與骨料粘結力，而通過調整透水混凝土骨料級配可以增加骨料之間機械咬合力，提高骨料整體嵌擠力及抗壓強度，試驗結果表明，通過調整骨料級配可以顯著改善透水混凝土強度，且透水系數滿足CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術規程》大于 0.5mm/s 的要求。

（2）透水混凝土振動坍落度及振動擴展度均随設計孔隙率降低而降低，設計孔隙率25% 時，振動坍落度及振動擴展度分别為 105mm、210mm，設計孔隙率降低至 15% 時，振動坍落度及振動擴展度分别降低至 80mm、160mm。由粗砂、碎石1、碎石 2 按不同比例混合配制的透水混凝土拌合物黏聚力相對較高，振動坍落度、振動擴展度低于單粒級骨料配制透水混凝土，強度等級達到 C30 時，透水混凝土振動坍落度85～100mm，振動擴展度 175～190mm。

3 結論

（1）通過調整透水混凝土設計孔隙率，可以配制C15、C20、C25強度等級透水混凝土，改善骨料級配可以配制強度等級 C30、透水系數大于 0.5mm/s 透水混凝土。

（2）參照膠砂流動度及普通混凝土工作性測試方法可以定量測試透水混凝土工作性，單粒級骨料透水混凝土振動坍落度及振動擴展度随設計孔隙率降低而降低，C30強度等級透水混凝土振動坍落度 85～100mm，振動擴展度 175 ～190mm。