C25無(wú)砂透水混凝土質(zhì)量控制

張金森，陳濱，張浩然，吳宗逸

（天津市漢沽渤建混凝土有限公司，天津 300480）

C25無(wú)砂透水混凝土質(zhì)量控制

張金森，陳濱，張浩然，吳宗逸

（天津市漢沽渤建混凝土有限公司，天津 300480）

本文以 C25 無(wú)砂透水混凝土為例，配合比采用礦物摻合料和兩種粒徑粗集料設(shè)計(jì)配制，從原材選用、配合比設(shè)計(jì)、混凝土生產(chǎn)運(yùn)輸、施工養(yǎng)護(hù)等過(guò)程的質(zhì)量控制，討論了無(wú)砂透水混凝土質(zhì)量控制的要點(diǎn)和方法。

透水混凝土；質(zhì)量控制；配合比設(shè)計(jì)；原材料

0 前言

無(wú)砂透水混凝土從上世紀(jì) 70～80 年代開始研究和應(yīng)用，它能讓雨水流入地下，有效的補(bǔ)充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等一些城市環(huán)境問(wèn)題，是維護(hù)生態(tài)平衡、緩解城市熱島效應(yīng)的優(yōu)良鋪裝材料。在鐵路隧道、橋梁、道路的排水結(jié)構(gòu)中也有廣泛應(yīng)用。無(wú)砂透水混凝土是由骨料、水泥礦物摻合料、水、外加劑、顏料拌合而成的一種多孔、輕質(zhì)混凝土，它不含細(xì)骨料，由粗骨料表面包覆一薄層水泥等膠凝材料，相互粘結(jié)而成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。有一定的強(qiáng)度和滲透性，具有透氣、透水和重量輕的特點(diǎn)。作為環(huán)境負(fù)荷減少型混凝土，具有透水性和過(guò)濾性好、施工簡(jiǎn)便、省料等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)鋪裝和一般透水磚不能實(shí)現(xiàn)的特殊混凝土鋪裝材料，具有廣泛的社會(huì)效益。

1 C25 無(wú)砂透水混凝土技術(shù)要求

天津津漢高速漢蔡路互通式立交橋泄水管道工程，混凝土碎石層要求使用無(wú)砂透水混凝土，透水性填料主要由水泥、礦粉膠結(jié)材料與級(jí)配集料組成，其孔隙率為 15%～20%，粗集料最大粒徑不大于 35mm，28 天抗壓強(qiáng)度達(dá)到 C25混凝土抗壓強(qiáng)度。

2 原材料

2.1 原材料選用

（1）水泥。選用質(zhì)量穩(wěn)定的唐山冀東水泥股份有限公司盾石牌 P·O42.5 水泥。該水泥熟料含量多，便于摻入礦物摻合料，以提高混凝土耐久性；需水量少，在滿足強(qiáng)度的前提下，盡量少用膠凝材料。技術(shù)指標(biāo)見表 1。

表1　水泥技術(shù)指標(biāo)

（2）?；郀t礦渣粉。選用唐山市特種水泥有限公司勇士牌 S95 礦粉。該礦粉比表面積大，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)大，可在保證強(qiáng)度的前提下替代膠材總量 20% 左右的水泥，能節(jié)約水泥，具有節(jié)能環(huán)保的社會(huì)效益。技術(shù)指標(biāo)見表 2。

表2　礦粉技術(shù)指標(biāo)

（3）碎石。選用北京首鋼資源再利用有限公司的 5～10mm 和 5～20mm 兩種碎石，級(jí)配良好，無(wú)堿活性；使用兩種碎石以組成透水混凝土所需孔隙率。選用 20% 的 5～10mm碎石加 80% 的 5～20mm 碎石雙摻。技術(shù)指標(biāo)見表 3。

表3　碎石技術(shù)指標(biāo)

（4）拌合用水自備井地下水。技術(shù)指標(biāo)見表 4。

表4　拌合用水技術(shù)指標(biāo)

2.2 原材料質(zhì)量控制

（1）符合 JTG/TF 50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求。對(duì)進(jìn)場(chǎng)的原材料按批次（噸位）進(jìn)行檢驗(yàn)，有些項(xiàng)目定期送到當(dāng)?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督部門檢驗(yàn)。按要求形成原材料檢驗(yàn)的檔案資料。

（2）優(yōu)選材料供應(yīng)商，同種原材料盡量使用同一供應(yīng)商的產(chǎn)品，保證材料理化指標(biāo)的穩(wěn)定一致。膠凝材料儲(chǔ)存不超 3個(gè)月，縮短進(jìn)料周期，減少原料儲(chǔ)存時(shí)間。

（3）骨料分類存放，嚴(yán)禁各類骨料混合堆放。要設(shè)置有效的隔離設(shè)施，安裝防塵、控塵、防雨雪的封閉罩棚。降低粉塵對(duì)環(huán)境的污染以及雨雪對(duì)骨料含水率的影響。

（4）粗骨料要過(guò)篩清洗，降低石粉含量和含泥量，以便粗骨料可以和膠材有效膠結(jié)。

3 配合比設(shè)計(jì)

根據(jù) CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》、JGJ/T 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定無(wú)砂透水混凝土配合比。

3.1 配制強(qiáng)度

fcu.o= fcu.k+1.645σ = 25+1.645×5 = 33.2(MPa)

3.2 單位體積粗集料用量

WG= α·PG= 0.98×1651 =1 618(kg/m3)

3.3 漿體體積

VP=1-α(1-γc)-1·Rvoid= 1-0.98×(1-39.2%)-1×20% = 20.2% 3.4 膠材用量和用水量

在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可知水膠比宜在 0.25～0.4 之間，選水膠

比為 0.31；膠骨比宜在 0.15～0.33 之間，選膠骨比為 0.24。則計(jì)算出膠材用量為 388kg/m3，用水量 120kg/m3。

3.5 計(jì)算配合比

設(shè)計(jì)配合比中使用礦物摻合料 20% 代替水泥用量，粗骨料使用 5～10mm 和 5～20mm 碎石雙摻其計(jì)算配合比見表5。

表5　計(jì)算配合比 kg/m3

3.6 調(diào)整配合比

試拌后混凝土干硬、包裹性差、膠材附著性差。調(diào)整后配合比見表 6。

表6　調(diào)整后配合比 kg/m3

4 試配

取水膠比增加和減少 0.05，拌合物 20 升，目視觀察拌合物狀態(tài)，留試塊測(cè)定 7 天和 28 天強(qiáng)度及孔隙率，見表 7。

表7　拌合物性能

根據(jù)表7的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，編號(hào) 2 配合比技術(shù)指標(biāo)及拌合物狀態(tài)，符合工程技術(shù)要求，選編號(hào) 2 配合比為生產(chǎn)配合比。

5 攪拌和運(yùn)輸

無(wú)砂透水混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)采用湖北精工雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)組，有效攪拌容積 3000 升，實(shí)際生產(chǎn)中采用每盤 2000升物料攪拌。

5.1 計(jì)量控制

（1）生產(chǎn)設(shè)備計(jì)量誤差控制。見表 8。

表8　設(shè)備計(jì)量誤差

（2）生產(chǎn)設(shè)備計(jì)量系統(tǒng)每年檢定兩次，每周自檢一次。

（3）出廠的每車混凝土都要由自備磅秤復(fù)秤，復(fù)秤的混凝土容重與配合比計(jì)算的容重誤差為 ±0.5%。

（4）拌制前應(yīng)精確測(cè)定骨料的含水率，根據(jù)骨料的含水率，調(diào)整配合比中的用水量。

5.2 攪拌

攪拌無(wú)砂透水混凝土宜先將集料和 50% 的用水量加入攪拌機(jī)拌合 30 秒再加水、膠材及外加劑拌合 40 秒，最后加入剩余用水量拌合 50 秒以上。

5.3 運(yùn)輸

采用翻斗運(yùn)輸車運(yùn)輸，新拌制的混凝土出機(jī)到作業(yè)面運(yùn)輸時(shí)間不宜超過(guò) 30 分鐘，應(yīng)注意保持拌合物的濕度，采取遮蓋措施。

5.4 調(diào)度

根據(jù)施工情況控制發(fā)車間隔時(shí)間，避免壓車和等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

5.5 時(shí)間控制

拌合物從攪拌機(jī)出料后運(yùn)至施工地點(diǎn)進(jìn)行攤鋪壓實(shí)，直至澆筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間。見表 9。

表9　拌合物出機(jī)到澆筑的時(shí)間控制

5.6 取樣檢測(cè)

每盤拌合物都要進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的混凝土配合比控制用水量。無(wú)砂混凝土不具流動(dòng)性，不宜用坍落度及稠度表達(dá)混合料的施工性能。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)拌合料的質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，須采用目測(cè)法測(cè)定水泥漿含量。適宜的無(wú)砂混凝土拌合料，其表面具有金屬光澤且水泥漿均勻地包裹粗骨料顆粒，用手觸摸有粘稠感，且沒(méi)有水泥漿下淌現(xiàn)象。符合質(zhì)量要求才能發(fā)往工地。按 100m3同一配合比的拌合物，取樣一次并各留置一組標(biāo)養(yǎng)和同施工條件養(yǎng)護(hù)的試件。按每500m3留一組試件用于檢測(cè)透水系數(shù)。

5.7 配合比調(diào)整

制定配合比調(diào)整權(quán)限，在生產(chǎn)中配合比作調(diào)整時(shí)，操作員、檢驗(yàn)員、試驗(yàn)室主任、技術(shù)負(fù)責(zé)人有各自的調(diào)整配合比的范圍和幅度，不能超權(quán)限調(diào)整。配合比調(diào)整要形成記錄歸檔。

5.8 混凝土生產(chǎn)前后注意事項(xiàng)

混凝土生產(chǎn)前、后須用清水將攪拌機(jī)清洗干凈。非連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，利用攪拌間隙及時(shí)沖洗攪拌機(jī)。減少攪拌機(jī)內(nèi)部物料附著，及時(shí)清除攪拌機(jī)內(nèi)硬化的物料。

5.9 施工現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)

施工現(xiàn)場(chǎng)要配備技術(shù)較強(qiáng)的質(zhì)檢人員和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度，檢查混凝土質(zhì)量，并及時(shí)和施工方協(xié)調(diào)，保證施工順暢。及時(shí)反饋現(xiàn)澆混凝土的情況，以便及時(shí)調(diào)整。

6 施工與養(yǎng)護(hù)事項(xiàng)

（1）混凝土拌合物攤鋪應(yīng)均勻，其基層應(yīng)灑水潤(rùn)濕，平整度與排水坡度，應(yīng)符合要求，松鋪系數(shù) 1.1。

（2）無(wú)砂混凝土沿著短邊方向依次進(jìn)行分段攤鋪，具體攤鋪寬度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。澆筑分層厚度不大于300mm，運(yùn)輸至澆筑工作面后采用反鏟或手推車直接入倉(cāng)。宜采用平整壓實(shí)機(jī)或低頻平板振動(dòng)器和專用滾壓工具滾壓，壓實(shí)時(shí)，應(yīng)輔以人工補(bǔ)料及找平，人工找平時(shí)施工人員應(yīng)穿上減壓鞋進(jìn)行操作，不得使用振搗棒進(jìn)行振搗。

（3）無(wú)砂混凝土澆筑完成后由于內(nèi)部充滿連通大孔，自由水分易隨自由流動(dòng)的空氣散發(fā)，影響水泥漿的進(jìn)一步水化，因此養(yǎng)護(hù)期間表面必須不斷補(bǔ)充水分。無(wú)砂透水混凝土澆筑完畢應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 14 天。

（4）冬季（連續(xù) 5 天平均氣溫低于 5 度）及夏季氣溫超過(guò) 32 度時(shí)，不得施工。

（5）雨季施工應(yīng)做好防雨和排水工作，陣雨時(shí)停止施工，并及時(shí)采用防水布對(duì)已澆筑混凝土進(jìn)行覆蓋。

7 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)砂透水混凝土是對(duì)環(huán)境友好的建材，在隧道、橋梁、路面等排水結(jié)構(gòu)中，得到了廣泛的應(yīng)用。本文以一個(gè)工程實(shí)例總結(jié)了水泥摻合礦物材料，集料以兩種連續(xù)集配的材料設(shè)計(jì)配合比，節(jié)約了水泥，滿足工程技術(shù)要求；同時(shí)介紹了透水混凝土質(zhì)量控制，從原材料攪拌運(yùn)輸和施工養(yǎng)護(hù)全過(guò)程控制。給同行有效的保證透水混凝土工程質(zhì)量一個(gè)參考。

［通訊地址］天津市濱海新區(qū)漢沽蘆漢公路火車站北 200 米（300480）

張金森（1964—），男、 工程師、從事混凝土行業(yè) 10 余年，參加過(guò)許多大型橋梁、重點(diǎn)工程混凝土生產(chǎn)和供應(yīng)。