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摘要：透水混凝土是由胶凝材料、粗骨料、少量或无细骨料、水、外加剂、外加剂按一定比例混合而成的多孔混凝土。当胶凝材料为水泥时称为水泥透水混凝土，通常简称为透水混凝土。这种混凝土由于无细骨料或细骨料较少，在硬化后的混凝土体中存在较大的孔隙率，具有良好的渗透性能，能缓解城市的“热岛效应”、吸声降噪、改善城市热环境，能有效解决普通混凝土所带来的一系列生态问题。
关键词：透水混凝土；抗压强度；检测方法
透水混凝土一般由单一级配骨料、胶凝材料、水和外加剂等经一定比例配制拌合而成，因其结构特殊性，成型工艺将直接影响透水混凝土服役性能。对于普通混凝土，在其浇筑硬化后，可以通过回弹法、超声法、超声-回弹综合法等现场无损检测方法对其强度进行评定，然而以上方法对于透水混凝土均不适用；即使对透水混凝土进行钻芯取样直接测试其抗压强度，也可能导致骨料间水泥浆体层破坏，造成实测强度偏低。目前透水混凝土路面自浇筑后，除了留置标准养护和同条件养护试件外，暂没有更好的方法对其力学性能进行检测。
一、试验
1.原材料与配合比。水泥：江南田P·I 52.5级水泥。碎石：茅迪5~10mm玄武岩碎石，紧密堆积密度1530kg/m3。水：自来水。增强剂：某新材料股份有限公司SBT-PRC（I）透水混凝土增强剂。减水剂：某特新材料股份有限公司SBT-PCA（I）高性能聚羧酸减水剂。透水混凝土配合比如表1所示。
式中：v———孔隙率，%；
m1———试件在水中的质量，g；
m2———试件在60℃烘干24h后的质量，g；
ρ———水的密度，g/cm3；
V———试件体积，cm3。
二、结果与讨论
1.抗压强度。首先，无论试件形状，透水混凝土抗压强度与其表观密度具有显著的线性关系，即随着透水混凝土表观密度增大，其抗压强度也逐渐提高；其次，对比立方和芯样两种试件，在相同表观密度时，芯样试件的抗压强度普遍低于立方试件，且表观密度越低，两者的偏差越大（约4~6MPa）；此外，从两种试件抗压强度与表观密度的拟合相关系数观察，立方试件的R2达到0.9101，而芯样试件的R2则下降到0.7845。根据以上试验结果可以发现，采用钻芯取样将对透水混凝土的抗压强度造成一定的损失，推测强度损失可能来源于钻芯机和切割机在处理试件时造成的结构损伤。由于透水混凝土可以看作粗骨料紧密堆积、浆体包裹骨料而成的多孔隙结构，表观密度的提高即意味着骨料表面浆体厚度的增大，因此机械取芯和切割对浆体层薄的透水混凝土试件影响更大，导致了低表观密度的芯样与立方试件强度差值更大；机械取芯和切割对试件影响的随机性又造成了芯样试件抗压强度的离散性较立方试件更大。
2.透水性能。为了研究钻芯取样对试件透水性能测试结果的影响，分别选取了4组不同表观密度（1900、2000、2100、2200kg/m3，误差控制在10kg/m3以内）的芯样试件和标准试件测试其连通孔隙率和透水系数。可以发现相同表观密度时不同种类试件的透水性能相差不大：连通孔隙率相差均在1个百分点以内，透水系数相差也仅在10%以内。由此可见，采用钻芯取样与标准试件相比，透水性能测试结果几乎一致，表明钻芯取样对透水混凝土透水性能测试结果无明显影响。
三、透水混凝土路面抗压强度推定方法与工程应用
1.抗压强度推定方法。（1）使用相同原材料和配合比，制备五组不同压实程度透水混凝土试件（控制表观密度在理论值±100kg/m3范围内）。（2）成型28d后，分别测试每组透水混凝土试件抗压强度，作抗压强度-表观密度关系曲线并线性拟合公式。（3）从透水混凝土路面取芯并锯切成圆柱体，饱水至恒后测试计算表观密度，并在抗压强度-表观密度拟合曲线计算式中根据表观密度计算抗压强度作为推定值。
2.工程应用。某透水混凝土人行道工程试验段，长30m，宽2.5m，基层透水混凝土厚15cm，设计强度等级C25，透水系数0.5mm/s。施工28d后沿人行道长度方向每隔10m左右钻取芯样试件（每个位置钻取3块/组），并锯切成圆柱体后测试表观密度和透水性能。此外，根据透水混凝土施工配合比分别成型五组透水混凝土试件。
各组试件表观密度与抗压强度关系以及拟合曲线如图1所示。
图1 透水混凝土标准试件抗压强度与表观密度关系
表2是芯样试件的表观密度测试结果以及据此在图1中拟合曲线上读取的抗压强度推定值。透水混凝土芯样试件抗压强度检测结果如表2所示，
根据已建立的抗压强度与表观密度的关系，通过测试表观密度可以很简便地获得抗压强度结果。根据测试结果可知，该透水混凝土路面取样位置处抗压强度均符合设计要求，但不同取样位置和不同取芯点的表观密度（抗压强度）之间存在一定的波动，这可能与施工时不同位置透水混凝土工作状态或振动压实存在局部不均匀有关。
四、结论
通过对比透水混凝土钻芯取样试件与标准试件的表观密度、抗压强度、连通空隙率和透水系数，并分析了钻芯取样对透水混凝土性能的影响，得到以下结论：针对同一透水混凝土，芯样试件与标准试件的表观密度以及透水性能（连通孔隙率和透水系数）几乎一致，但芯样试件的抗压强度明显低于标准试件（4~6MPa），且表观密度越小，强度差距越大。钻芯取样对透水混凝土性能的影响主要是因为钻取和锯切过程对透水混凝土骨料间浆体黏结造成局部损凝土里表温差，保证里表温差在25℃以内。
总之，混凝土路面施工程序复杂，为了保证公路工程建设的质量，必须加强对试验检测工作的管理，从原材料开始，对所有施工环节逐一跟进，每完成一道工序就要及时进行试验检测，如果发现问题应当及时解决，以保证后续工程的顺利开展，从而保证整个工程的质量。
参考文献：
[1]李敏，透水混凝土路面试验检测方法研究.2018.
[2]雷丽伟.透水混凝土路面试验检测方法的分析.2017.
论文作者:孙立喜
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/11/28
标签：透水论文; 混凝土论文; 抗压强度论文; 表观论文; 密度论文; 骨料论文; 孔隙论文; 《防护工程》2019年15期论文;