無(wú)砂透水混凝土在泉州市刺桐路施工中的應(yīng)用

王清彬

(福建省水利水電工程局有限公司，福建泉州 362000)

1 工程概況

泉州市刺桐路位于市中心，此次施工對(duì)原道路進(jìn)行改造和景觀工程提升，道路總長(zhǎng)3.4 km。設(shè)計(jì)考慮到周邊的建筑群和不透水的地面，為改變生態(tài)環(huán)境，使雨水能夠滲入地表，減少地下水位的下降;結(jié)合人行道位于沿街店面門口，寬度達(dá)8 m～10 m，夜間時(shí)常有重型車型駛?cè)?本工程所在地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，暖熱濕潤(rùn)，季風(fēng)明顯，臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，雨水充沛，為避免短時(shí)間的集中降雨，造成人行道積水或被淹，故對(duì)人行道結(jié)構(gòu)進(jìn)行全透水設(shè)計(jì)，即面層為鋪砂砌C50彩色透水磚，基層為C20透水混凝土，下基層為級(jí)配碎石層，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 無(wú)砂混凝土的配合比和強(qiáng)度

2.1 無(wú)砂混凝土的配合比

由于無(wú)砂混凝土具有與普通混凝土不同的特點(diǎn)，容重小，水的毛細(xì)現(xiàn)象不顯著，透水性大，水泥用量小，施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，其配合比采用填充理論及體積法按式(1)計(jì)算:

其中，Mg為1 m3透水混凝土中粗集料的用量，kg;rg為粗集料的表觀密度，kg/cm3;Mc為1 m3透水混凝土中水泥用量，kg;rc為水泥的表觀密度，kg/cm3;Mw為1 m3透水混凝土中水泥用量，kg;rw為水的表觀密度，kg/cm3;Mz為1 m3透水混凝土中增強(qiáng)料的用量(外加劑)，kg;rz為增強(qiáng)料的表觀密度;kg/cm3;P為設(shè)計(jì)孔隙率。

2.2 無(wú)砂混凝土的強(qiáng)度與性能

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室對(duì)配比的孔隙率、透水性及強(qiáng)度反復(fù)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐(見(jiàn)表1，表2)，為能使無(wú)砂透水混凝土整體性更好，強(qiáng)度和透水性能滿足設(shè)計(jì)要求(無(wú)砂透水混凝土強(qiáng)度C20，透水系數(shù)2 cm/s)。本工程施工配合比選用見(jiàn)表3。

2.3 無(wú)砂混凝土的強(qiáng)度與性能分析

從表1和表2強(qiáng)度與性能結(jié)果，隨水泥用量增加，孔隙率、透水系數(shù)降低，沒(méi)摻外加劑混凝土強(qiáng)度C20，水泥用量高達(dá)400 kg/m3，且透水性能差，未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求;從施工現(xiàn)場(chǎng)看混凝土表面松散顆粒多，起砂現(xiàn)象明顯。摻外加劑Jk-QQⅠ(福建建科院生產(chǎn))粉劑，強(qiáng)度和透水性均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。與不摻混凝土相比，其配合比強(qiáng)度結(jié)果如下:抗壓強(qiáng)度1 d，3 d提高25%～30%，7 d提高20%～30%，28 d提高15%～20%，長(zhǎng)期強(qiáng)度也有增長(zhǎng)。

表1 無(wú)砂混凝土的配合比與性能

表2 無(wú)砂混凝土摻外加劑的配合比與性能

表3 工程施工配合比

按上述的配合比在施工中經(jīng)取樣，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7 d后平均抗壓強(qiáng)度達(dá)19.2 MPa，28 d平均抗壓強(qiáng)度達(dá)23.7 MPa，透水系數(shù)2.36 cm/s，均能滿足設(shè)計(jì)要求。

3 無(wú)砂透水混凝土的施工

3.1 混凝土拌和設(shè)備和場(chǎng)地的選擇

由于無(wú)砂混凝土初凝時(shí)間快，拌和地點(diǎn)要選擇靠近施工倉(cāng)面，拌和地點(diǎn)至作業(yè)面運(yùn)輸時(shí)間不超過(guò)0.5 h，拌和機(jī)選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，容量根據(jù)工程量大小和施工進(jìn)度、運(yùn)輸工具等選擇。

3.2 攪拌

采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，由于水泥漿的稠度較大，為能保證水泥漿均勻地包裹在骨料上，要先將碎石料和50%用水量加入強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和30 s，再加入水泥、外加劑拌和40 s，最后加入剩余用水量拌和50 s以上。

3.3 攤鋪、壓實(shí)

在下基層驗(yàn)收合格下，對(duì)表面先噴濕，無(wú)砂混凝土屬于硬性混凝土凝結(jié)快，施工前必須做好充分的準(zhǔn)備工作，使料能及時(shí)攤鋪成型，攤鋪用人工均勻攤鋪，找準(zhǔn)平整度與排水坡度，攤鋪厚度應(yīng)考慮其攤鋪系數(shù)，其攤鋪系數(shù)宜為1.1，施工時(shí)對(duì)邊角處和井邊位置注意有無(wú)缺料現(xiàn)象，要及時(shí)補(bǔ)料進(jìn)行人工夯實(shí)。本工程施工厚度為20 cm，采用專用的低頻平板振動(dòng)器振實(shí)，分兩層澆筑，每層10 cm，平板振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)應(yīng)避免在一個(gè)位置上持續(xù)振動(dòng)、防止過(guò)振、過(guò)密實(shí)，形成底部不透水層，造成透水性差等現(xiàn)象。

3.4 養(yǎng)護(hù)

無(wú)砂透水混凝土由于孔隙大，干燥很快，所以早期養(yǎng)護(hù)非常重要，混凝土澆筑后必須馬上覆蓋土工布進(jìn)行保水2 h后可開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，確保表面覆蓋濕度。無(wú)砂透水混凝土前期強(qiáng)度快，7 d強(qiáng)度可達(dá)80%以上，所以一般養(yǎng)護(hù)14 d即可。

4 施工應(yīng)注意事項(xiàng)

1)無(wú)砂透水混凝土凝結(jié)時(shí)間短，必須選擇合適的拌和地點(diǎn)和及時(shí)施工，對(duì)水灰比要嚴(yán)格控制，防止拌和時(shí)粘結(jié)在滾筒內(nèi)，水灰比控制在0.25 ～0.4之間。

2)無(wú)砂透水混凝土施工表面比較松，容易起砂，特別是高標(biāo)號(hào)無(wú)砂混凝土強(qiáng)度難以達(dá)到，施工時(shí)必須摻外加粘結(jié)劑，增加混凝土粘聚性，提高施工質(zhì)量，使混凝土料整體性較好，才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

3)無(wú)砂透水混凝土的孔隙率和透水性隨水泥用量增大而降低，且粒徑大的比粒徑小的略高，故配合比選骨料盡量選小粒徑。

4)振動(dòng)要采用低頻，避免過(guò)振，造成混凝土透水性差，但低頻振動(dòng)器振動(dòng)厚度有限，建議每層小于10 cm為一施工層。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)的飛速發(fā)展，地表被鋼筋混凝土和不透水的面層所覆蓋，給城市帶來(lái)生態(tài)環(huán)境、土壤和積水等許多負(fù)面的影響，城市地下水位也不斷下降。不透水的地面容易產(chǎn)生“熱島現(xiàn)象”，造成短時(shí)的強(qiáng)降雨，造成被淹和積水等現(xiàn)象。所以說(shuō)透水混凝土是一種有利于促進(jìn)水循環(huán)，改善城市生態(tài)環(huán)境的環(huán)保型材料，此次在泉州刺桐路人行道基層施工中成功的應(yīng)用，從使用1年來(lái)的情況看，經(jīng)受重型車型碾壓，人行道無(wú)出現(xiàn)變形、凹塌等現(xiàn)象;在雨季的強(qiáng)降雨下，透水效果好，人行道無(wú)出現(xiàn)積水等現(xiàn)象，整體效果較好。