試述透水混凝土增強劑對透水混凝土性能的影響

朱昌祺

（科之杰新材料集團福建有限公司，福建 廈門 361000）

1 引言

透水混凝土主要是指一種多孔結(jié)構(gòu)混凝土，通常由單一級配骨料、水、外加劑和相關的膠凝材料按照具體比例配置拌合而成。透水混凝土具有吸聲降噪、透氣透水等作用，廣泛應用于人行道、廣場、非機動車道和停車場建設等相關工程中，可有效解決城市雨水內(nèi)澇和地下水回補釋放等問題。透水混凝土在具體生產(chǎn)、運輸以及澆筑成型等過程中會受到震動、顛簸等因素影響，導致漿體出現(xiàn)下沉或無法對骨料進行包裹等現(xiàn)象，使透水混凝土無法有效滿足相關使用要求。透水混凝土的強度相對較低，通常在15～30MPa，具體工程應用時強度更低。透水混凝土主要在一些沿海地區(qū)使用，在飽水條件下，不具有較強的抗凍融破壞能力，需要在透水混凝土中使用主要由增稠、增強、助劑等相關成分組成的增強劑，可有效改善透水混凝土的耐久性能、力學性能等。

2 相關試驗

2.1 原材料配比

本次實驗使用的水泥主要來源于福建建福公司的P·O 42.5水泥，碎石選擇福建三明5～10mm玄武巖碎石,水使用自來水，增強劑使用科之杰新材料集團有限公司研發(fā)的透水混凝土增強劑。減水劑來自于科之杰新材料集團有限公司研制的高性能聚羧酸堿水劑。

2.2 試驗方法

（1）漿體流動度。透水混凝土的工作性能優(yōu)劣與其骨料表面漿體的工作狀態(tài)有直接關系。制備透水混凝土后，可使用相關的圓孔篩在震動臺上將混凝土的篩體篩出，其自身的流動度相對較小，可結(jié)合相關流動度測定方法測試透水混凝土漿體流動度。

（2）抗分層性。根據(jù)自密實混凝土離析的相關標準方法和實驗裝置，研究出對新拌透水混凝土抗分層性實驗的評價方法。在具體測試過程中，將新拌透水混凝土裝入裝置中，要高出PVC管頂端大約4～5cm,之后開啟震動臺，震動2min后關閉。使用抹刀將管上多余透水混凝土刮去，同時做好抹平處理。將PVC管上層與下層的混凝土分別取出稱重，計算其離析指數(shù)。通過離析指數(shù)可有效反映新拌透水混凝土在受到外力震動作用后漿體從骨料表面剝離的難易程度。

（3）抗壓強度。主要參照普通混凝土力學性能試驗方法標準中的相關規(guī)定，有效測試透水混凝土的抗壓強度。

（4）透水性能?？筛鶕?jù)透水混凝土路面技術規(guī)程中的相關規(guī)定，有效測試透水混凝土的透水系數(shù)。

（5）抗凍性。透水混凝土的抗凍性能，可結(jié)合普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法中的相關標準，選擇快凍法進行具體測試。

（6）物相組成。在測試漿體流動度后，需要收集相關檢測試樣裝入塑料瓶內(nèi)密封，直到規(guī)定齡期。然后，將試樣中的中心部分進行破碎，并浸泡在乙醇中，使水化中止，用X射線衍射儀測試不同水化齡期凈漿中的晶相成分。

3 結(jié)果與討論

3.1 工作性能

通過上述實驗，可得到透水混凝土工作性能的相關測試結(jié)果。具體制備時，通過調(diào)整減水劑用量控制透水混凝土降低的流動度在同一水平，同時，通過對比透水混凝土的各分層指數(shù)，可得到具體結(jié)果。當透水混凝土強度等級提升，后期分級指數(shù)也有所提高，這主要由于漿體量增多后，經(jīng)過具體震動從上層剝落到下層進行流動的漿體也會增多。而摻入透水混凝土增強劑，可使各強度等級的透水混凝土分層指數(shù)有所下降，使混凝土晶體的抗震動剝落能力得到有效提升。根據(jù)各組配合比可知，透水混凝土上下層的密度測試結(jié)果在經(jīng)過具體震動后，透水混凝土的上下層由于漿體剝落，導致其下流密度產(chǎn)生差異。從大量透水混凝土密度和基本性能之間的關系可看出，透水混凝土的密度與透水系數(shù)之間存在著與冪函數(shù)相似的關系，而與抗壓強度表現(xiàn)近似線性函數(shù)的關系。所以，當透水混凝土在具體制備、運輸以及澆筑成型等過程中，由于受到震動顛簸等作用，使混凝土自身的性能出現(xiàn)波動。結(jié)合試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，通過加入增強劑，可有效提升新拌透水混凝土中墻體的抗分層離析能力，使混凝土在具體運輸過程中保持均勻，避免在澆筑成型時其上下層間的性能出現(xiàn)過大差異。

3.2 透水性能與力學性能

透水混凝土7d抗壓強度可以達90%以上。漿體用量的不斷增加，使透水混凝土強度也得到有效提高，而膠材用量則可以維持在340～420kg。當膠材用量每增加40kg，透水混凝土強度提高約一個強度等級。與此同時，透水混凝土的連通孔隙率和透水系數(shù)也會隨著漿體增加而有所下降，同時，混凝土骨料之間的孔隙可以被相關漿體堵塞，導致孔隙率下降，其透水性能也有所降低。當漿體用量配合比相同時，其透水混凝土連通孔隙率明顯小于設計孔隙率，這主要是由于在制備時無法避免出現(xiàn)少量封閉孔所致。將增強劑加入透水混凝土后，可有效提高透水混凝土的連通孔隙率和透水系數(shù)，而且抗壓強度也會出現(xiàn)不同程度提升，當漿體用量越高時，增強劑對透水混凝土的抗壓強度所具有的提升作用也會變得更加明顯。

3.3 抗凍性能

根據(jù)結(jié)果可有效反映透水混凝土在凍融環(huán)境中質(zhì)量所出現(xiàn)的損失變化情況。而透水混凝土在此環(huán)境中，質(zhì)量損失往往隨著凍融循環(huán)出現(xiàn)提高，具體表現(xiàn)為在初始時混凝土漿體和碎石剝落，當混凝土發(fā)生破壞后，其會進入加速劣化階段，而當混凝土嚴重破壞后會導致其整體斷裂。

3.4 物相組成

摻加透水混凝土增強劑的相關漿體試樣和基準樣中各物相組成，通過具體對比可以看出，透水混凝土增強劑對其漿體在水化早期對比水化后期所具有的影響更為明顯。在1d時，透水混凝土增強劑中的活性組分能使?jié){體中水泥水化產(chǎn)生的Ca（OH）2得到有效消耗，并產(chǎn)生許多水化產(chǎn)物，促進水化反應，使透水混凝土早期強度得到提高。而在5d時水化逐漸穩(wěn)定，水泥水化程度也十分接近，而增強劑可以抑制Ca（OH）2的生長結(jié)晶，避免漿體和界面過渡區(qū)出現(xiàn)微觀缺陷，提升透水混凝土后期強度和耐久性能。

4 結(jié)語

本次實驗研究了透水混凝土增強劑對混凝土性能產(chǎn)生的影響，具體分析了混凝土的工作性能、力學性能和耐久性能，并得出具體結(jié)論。通過透水混凝土抗分層性試驗方法發(fā)現(xiàn)，增強劑能使透水混凝土在相同漿體流動度下，有效改善其在震動時漿體離析沉底現(xiàn)象，提高混凝土在運輸時的穩(wěn)定性。通過摻入增強劑，可增強透水混凝土的力學性能。增強劑還能使透水混凝土的抗凍性能在一定程度上得到有效提升。