透水混凝土膠連劑

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圖  1.0.1  透水砼樣品

隨著我國經濟的發展和城市建設步伐的加快，不透水路面給城市生態環境帶來的負面影響也為之加大。透水性混凝上作為一種道路材料（見圖1.0.1所示），已日益受到人們的關注。世界各國早在20世紀70年代開始研究透水性混凝土，并將其應用于廣場、步行街道路兩側和中央隔離帶、公園道路及停車場等，以增加城市的透水、透氣空間，調節城市氣候、保持生態平衡，效果良好。目前全日本已鋪設近1000萬平方路面，德國80％的市政道路將采用透水混凝土。20世紀90年代以來，國內對透水混凝土路面材料開始進行了研究，但目前為止還沒有大面積應用。如果能夠通過改善優化施工操作手段等方法提高透水混凝土的強度及耐久性，那么這種環保型路面材料必將得到進一步的推廣應用。

為此，北京瑞晟特建材有限公司的工程技術人員結合

內重大市政項目等多個工程，就透水混凝土的材料配比和現場施工工藝進行了深入的研究，并形成了透水混凝土的投料順利、成型、養護及施工等一系列關鍵技術，在此基礎上寫形成的。

 

2主要特點

 

本方法現場操作簡單，施工速度快，經濟效益較高，較明顯地改善了透水混凝土的強度和耐久性。

2.0.1 本方法改善了透水混凝土材料的投料順序，保證了透水混凝土的連通空隙率并有效的提高透水混凝土材料的強度。

2.0.2 本方法改善了透水混凝土壓制成型的方法，在提高透水混凝土的抗壓強度的同時保證了成型實體的透水性能。

2.0.3 本方法優化了透水混凝土的養護方法，保證了透水混凝土的強度正常增長，并消除了實體表面起灰的現象，提高了透水混凝土的耐久性。

 

3 適用范圍

 

本工法適用于廣場、步行街道路兩側和中央隔離帶、公園道路及停車場等路面。

 

 

4 工藝原理

 

4.0.1 透水混凝土的投料方法。

1 透水混凝土常規投料方法（一次投料），即：把骨料、水泥、水、瑞晟特T15透水膠結劑等一起加入攪拌機內攪拌。與普通混凝土的攪拌相比，這種方法雖然簡便，但由于一次投料將會導致漿體包裹骨料不完全，水泥漿體的粘結作用不能很好地體現，直接影響到透水混凝土的強度。另外部分水泥漿體可能會結團成球狀，填充于骨料之間的孔隙中，使得透水混凝土不能形成很好的連通孔隙結構，從而降低了透水系數。

根據現場條件：可采取以下幾種方法

2-1采用一次投料方法，嚴格按實驗室配比一次投料即可均勻包裹于骨料表面，有效提高了其強度及其透水性。

2-2也可采用三次投料方法，即先將100%的骨料和70%的拌和水預先攪拌，然后加入50%的水泥（同時加入全部外加劑）進行攪拌，最后將剩余的50%水泥和30%的拌合水加入攪拌機。透水混凝土采用三次投料法，通過改變加料順序，使得水泥漿在機械攪拌的作用下，均勻包裹于骨料表面，有效提高了其強度，并改善了其透水性。

3以配合比為C20的混凝土為例，對一次投料和三次投料攪拌方法進行對比實驗，結果詳見表4.0.1。

 

表4.0.1  一次投料與三次投料強度對比（以下數據偏差+0.5--0.9）

攪拌方法	骨料粒徑（mm）	透水系數（mm/s）	抗壓強度(Mpa) 7d	抗壓強度(Mpa) 28d
一次投料	2.0~5.0	19	16	21
	5.0~8.0	21	14	19
三次投料	2.0~5.0	20	21	29
	5.0~8.0	23	19	25

4.0.2 透水混凝土的成型方法。

1 采用振動、壓力結合的方法進行透水混凝土成型，振動可使試件下部透水混凝土充分密實，同時在其表面施加壓力可以使其上、下部骨料顆粒間距進一步減小，接觸點相應增多，使透水混凝土骨料充分咬合，形成均勻的多孔結構，充分保證了強度的提高。同時，這種均勻多孔結構具有良好的孔隙連通性，確保了混凝土的透水性能。

2 采用振動、壓力結合的透水混凝土成型方法，可以有效克服單純采用振動或壓制一種成型方法而導致的上下層透水混凝土密實度差別大的問題，同時，還可以在提高強度的前提下保證透水混凝土的透水性能。

3 通過對單純振動、單純壓制和振動、壓力結合的三種成型方法進行研究和實踐對比，其結果如表4.0.2所示：

 

表4.0.2  不同成型方法對透水混凝土強度及透水性能的影響（以下數據偏差+0.2--0.9）

骨料粒徑（mm）	振動成型		壓制成型		振動、壓力結合成型
	抗壓強度28d (Mpa)	透水系數（mm/s）	抗壓強度28d (Mpa)	透水系數（mm/s）	抗壓強度28d (Mpa)	透水系數（mm/s）
2.0~5.0	29	17	22	18	34	18
5.0~8.0	25	19	20	19	30	18

4.0.3 透水混凝土的養護方法。

1 由于透水混凝土的特殊性質較普通混凝土孔隙率要大的多，且均為連續孔洞。因此在透水混凝土澆筑成型后如何采用合適的方法對其進行養護，避免拌合水分蒸發損失，保證透水混凝土強度的正常發展是十分重要的。因此，本工法提出采用薄膜保濕養護的方法來解決透水混凝土養護的問題。

2 自然養護對透水混凝土的強度發展非常不利，7d和28d強度均較低。由于漿體層本身比較薄，透水混凝土水泥石表面出現的起灰現象，造成一部分膠結材料沒有起到粘結作用，粘結面積降低，從而使得透水混凝土的強度有較大幅度的損失。而覆蓋薄膜保濕養護的條件，與實驗室內標準養護相當，充分保證了透水混凝土膠結漿體持續水化所需的水分，水泥漿體強度發展順利，有效提高強度。

3 透水混凝土采用標準養護、自然養護和薄膜保濕養護對其抗壓強度的影響如表4.0.3所示。

 

4.0.3  不同養護方法對透水混凝土抗壓強度的影響（以下數據偏差+0.2--0.9）

骨料粒徑（mm）	抗 壓 強 度 （Mpa）
	標準養護		自然養護		薄膜保濕養護
	7d	28d	7d	28d	7d	28d
2.0~5.0	23	33	18	26	24	34
5.0~8.0	19	29	16	21	18	28

 

5 工藝流程及操作要點

 

5.1 工藝流程

 

基層整平→鋪設墊層→鋪設砂濾層→支模板→預設膨脹縫→透水混凝土的拌制和運輸

→澆筑基層混凝土（成型）→鋪設面層→覆膜養護→清洗密封

 

5.2 施工操作要點

 

5.2.1 基層整平。嚴格核對標高，檢驗基礎平整情況。對平整后的基礎碾壓密實，也可用打夯機進行夯實，壓實后采用環刀取樣檢驗地基質量，密實系數≥0.93；

5.2.2 鋪設墊層。

1 按照施工圖要求鋪設級配碎石或砂卵石墊層，可用幾塊符合設計厚度的方木或磚塊放在夯實后的基礎上，采用機械攤鋪攪拌好的級配碎石。根據標定的攤鋪厚度，木塊或磚塊隨鋪隨挪動。上料應使用推土機，要求攤鋪級配碎石一次上齊。其縱橫斷面要符合設計要求，且厚度要一致。

2 級配碎石攤鋪完畢后，先用10-12t壓路機碾壓，碾速宜慢，每分鐘約為25-30米，后輪重疊寬1/2，先沿整修過的路肩一起碾壓，往返壓兩遍，即開始自路面邊緣壓至中心。碾壓一遍后，用路拱橋板及小線繩檢驗路拱及平整度。局部不平處，要去高墊低。去高是將多余的碎石均勻撿出，不得用鐵鍬集中鏟除。墊低是將低洼部分挖松，均勻地鋪撒碎石，至符合標高后，灑少量水，再繼續碾壓，至碎石初步穩定無明顯位移為止。這個階段一般需壓3-4遍。

5.2.3 鋪設砂濾層。在墊層上鋪設3mm厚中、粗砂濾層找平，適量灑水并用10-12t壓路機或平板振搗器碾壓振搗密實；

5.2.4 支模板。

1 按標高和圖案設計要求支設模板。

2 模板須保證強度要求和設計圖案線條要求，且模板上邊緣標高須與透水混凝土面層頂面標高一致。

3 施工人員需按設計要求進行分隔立模及區域立模工作，立模中須注意高度、垂直度、泛水坡度等的問題。

5.2.5 預設膨脹縫。當透水混凝土邊長大于6m時或施工面與其它材料相接處，應預設膨脹材料，可采用泡沫條；

5.2.6 嚴格按設計要求的強度配比拌制透水混凝土。

1瑞晟特T15透水膠結劑及顏料應用電子稱嚴格計量。

2 透水混凝土的拌制加料方法采用三次加料方法，具體加料順序和攪拌時間為：先將100%的骨料和70%的拌和水預先攪拌1min，然后加入50%的水泥（瑞晟特T15透水膠結劑全部加入），繼續攪拌1min，最后將剩余的50%水泥和30%的拌和水加入攪拌機，攪拌2min，整個攪拌過程共4min。水泥與骨料用量基本應保持在1：4左右，水灰比應保持在0.20±0.5（最終以實驗室試配為準）。

5.2.7 運輸。透水混凝土屬于干性混凝土料，其初凝快，一般根據氣候條件控制混合物的運輸時間，運輸一般控制在10分鐘以內，運輸過程中不要停留，運輸機械前進中必須平穩。

5.2.8 基層透水混凝土澆筑成型。

1 透水混凝土屬干性混凝土料，其初凝快，攤鋪必須及時。

2 對于人行道面，大面積施工采用分塊隔倉式進行攤鋪物料，其松鋪系數1.1。將混合物均勻攤鋪在工作面上，用括尺找準平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振動器和滾筒壓實，其中滾筒施加的壓力要在控制0.6~0.8Mpa之間，平板振動器振動成型時間控制在20~30s之間。

3 個別部位如古力井蓋附近等用滾筒很難壓實平整的部位，用木抹子拍平。抹平時嚴禁加水。

5.2.9 面層透水混凝土澆筑成型。

 

圖5.2.9 基層和面層施工效果

1 面層必須與基層同步澆筑。間隔時間不得超過2小時，且基層混凝土在間隔期內應覆膜保水。

2 面層混凝土用平板振動器和滾筒壓制密實，方法如基層成型方式，孔隙較大部位用人工找平壓實。

3 第一次澆筑完成后應與樣塊進行色彩對比，合格后方可繼續施工。

4 透水混凝土因其空隙率大，水分散失快，當天氣溫高于35℃時，施工時間應宜避開中午，適合在早間和夜間進行施工。

5 基層和面層施工后效果如圖5.2.9所示。

5.2.10 表面露骨料預處理：當面層為露骨料透水混凝土時，應在攤鋪結束半小時內采用表面處理劑做預處理，隨即覆膜養護。預處理后6-8小時(根據養護溫度和濕度等因素確定)做表面加工，實現露骨料效果，然后繼續覆膜養護；

5.2.11 覆膜、養護：面層混凝土攤鋪完成后方應進行覆膜并結合澆水養護。應在混凝土成型30min后進行覆膜養護，養護時間宜為7d；

5.2.12 清洗密封：對于彩色透水混凝土，應進行密封處理。面層混凝土養護7d后用清水清洗干凈，待表面徹底干燥后，將雙丙聚氨酯密封劑均勻噴涂于表面，保護工作面，靜置8h（時間長短可根據現場氣溫、通風條件等適當調整）。對于露骨料透水混凝土，當設計無要求時可不進行噴涂密封。

 

6 材料與設備

 

6.1 材料

 

6.1.1 膠凝材料：水泥應采用P.O42.5；面層白水泥應使用P.O42.5、P.O52.5，質量符合GBl75《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的規定，并應為高活性低堿水泥，堿含量小于等于0.6%。

6.1.2 粗骨料：碎石應符合JGJ53《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢測方法》標準要求，基層用10-25mm粒徑，堆積密度1450-1650kg/m3，針片狀顆粒≤5%，壓碎指標≤6%；面層用5-8mm粒徑彩色碎石或灰色碎石，彩色石子可經機磨，材料指標同基層碎石；粗骨料碎石放射性指標限量≤1.0IRa。碎石進場應具有材質檢驗合格報告，并與留樣一致方可進料。透水混凝上要求孔洞均勻、連續，在孔洞率不變時，孔越小越好。因此采取5~30、針片狀少、連續級配的石子。

6.1.3 T15透水膠結劑應按規定取樣復驗。

6.1.4 拌制混凝土宜采用飲用水；當采用其他水源時，水質應符合國家現行標準JGJ63《混凝土拌合用水標準》的規定。

6.1.5 配套材料

1  彩色料 (彩色路面用無機顏料)符合GB/T1836-89。

2  雙組分或單組份的聚氨酯密封膠：符合Q/HJl54-2002。

 

6.2 機械設備

 

所需機具設備：10-12t壓路機、平板振動器和滾筒、攪拌機、小型鏟車、翻斗車、塑料薄膜等。

 

7 質量控制

 

7.1 規范與標準

 

7.1.1 GBl75《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》；

7.1.2 JGJ53《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢測方法》；

7.1.3T15透水膠結料參照JC/T547-2005；

7.1.4JGJ63《混凝土拌合用水標準》；

7.1.5彩色料 (彩色路面用無機顏料)符合GB/T1836-89的要求；

7.1.6雙組分或單組份的聚氨酯密封膠：符合Q/HJl54-2002；

7.1.7 DB11T 775-2010 透水混凝土路面技術規程要求或CJJ//T135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》

 

7.2 質量控制措施

 

7.2.1 嚴格按照配合比施工，認真計量，確保混凝土強度，滿足設計要求。

7.2.2 材料進場后，應對其生產日期、產品有效期、檢驗報告進行檢查驗收，并按規定進行抽檢。

7.2.3 施工時認真找平，掌握干濕度、表面平整、標高準確。

7.2.4 地坪面積過大要分段、分塊進行施工，按規定留置伸縮縫。

7.2.5 松鋪系數即為物料攤鋪高度高于實際高度的比，按透水混凝土的干濕度，一般采用1.1-1.15之間。

7.2.6砼中的粗骨料含泥量不應大于2%，最大粒徑不超過3cm。

7.2.7 砼的強度等級應符合設計要求，且不應小于C25。

7.2.8 地坪表面平整偏差5mm。

 

8 安全措施

 

8.0.1 砼振搗器應經試運檢查合格后方可使用，開關箱內必須安裝漏電保護器。振搗時必須戴絕緣手套、穿絕緣鞋，夜間施工采用36V低壓照明設備。

8.0.2 撒彩色強化劑時要帶手套和口罩。

8.0.3 施工用電要符合國家現行標準《施工現場臨時用電安全技術規范》JGJ46的有關規定。

8.0.4 使用攤鋪設備、壓路機、鏟車等機械時，駕駛員及跟隨操作員要有上崗證，嚴禁酒后作業。

 

9 環保措施

 

9.0.1 加強操作管理，砼振搗采用低噪聲振搗器。在居民區施工，夜間運輸車不得鳴笛，以減少噪聲擾民。保證施工噪聲符合《建筑施工場界噪聲限置》（GB12523）要求，晝間不大于62分貝，夜間不大于55分貝。

9.0.2 攪拌機四周設置沉淀池、排水溝，廢水經沉淀后排放，攪拌人員要戴防護口罩。

9.0.3 為防止混凝土粘污施工場地，攪拌機下部的一定范圍需用防護板設防措施。

9.0.4 攪拌漿料時，設置攪拌棚，以防止粉塵污染。

 

工程實例

 

11.1室外工程

 

11.1.1 工程概況。某室外工程，場區面積50公頃，分為主館區、體育場區、跳水游泳館區、功能場區等四個區域。該工程透水混凝土路地面主要應用于場區停車場、環湖路等部位，施工面積3000m² 。透水混凝土路面完成后效果如圖11.1.1所示。

11.1.2 施工情況。該工程透水混凝土路地面，在施工過程中嚴格按照本工法中的工藝流程和質量要求進行施工，取得了較良好的經濟社會效益，超出DB11T 775-2010 透水混凝土路面技術規程及CJJ//T135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》要求。

11.1.3 應用效果。本工程透水混凝土施工完畢后，達到了強度高、耐久性良好的目的，場區整體效果和施工速度得到全運組委會等多方認可。

 

 

10 效益分析

 

10.1 經濟效益

 

采用本工法可提高透水混凝土的實用性，有利于其大范圍推廣和應用，具體表現為：

10.1.1 同樣的配合比，采用本工法可以大幅度提高透水混凝土的強度、透水性及耐久性，從施工手段上改變了透水混凝土易破壞、使用壽命短、透水性能達不到設計要求等致命缺陷。

10.1.2 在設計使用強度相同的情況下，采用本工法可以較合理地減少水泥用量，節約水泥及其他材料的使用數量，達到了節約成本的目的。

 

10.2 社會與環保效益

 

透水混凝土由于自身結構的多空特性，可具有蓄水防澇、吸噪、吸塵、緩解城市熱島效應等生態環保功能。本工法通過改善透水混凝土的投料順序、成型及養護方法，改善了透水混凝土的性能，大大提高了其強度、耐久性及透水性，可有效推動其在廣場、步行街道路兩側和中央隔離帶、公園道路及停車場等路面的推廣和應用，充分發揮透水混凝上在提升城市功能，保持城市較好生態環境方面的重要作用。因此，本工法具有良好的社會和環保效益。 

 

北京瑞晟特牌透水混凝土膠結劑

透水混凝土參考配合比：

         1、人行道及輕車道（試驗強度C25）-------

   例如：水：膠結劑：細骨料：碎石：粉煤灰：水泥

80.5：7±0.5：192:1280：46：184

 2、機動車道及停車場（試驗強度C30）-----

           配合比：（按質量計） 水：水泥：膠結劑：碎石=113:310:9±0.5:1520 

 附：T15透水膠結料及試壓塊檢測數據：

透水專用膠結料檢測指標

序號	檢測項目	標準指標	檢測結果	單項判定	備注
1	拉伸膠粘原強度/Mpa	≥0.5	1.2	合格	參照JC/T547-2005
2	浸水后的拉伸膠粘強度/Mpa	≥0.5	0.9	合格
3	熱老化后的拉伸膠粘強度/Mpa	≥0.5	0.8	合格
4	凍融循環后的拉伸膠粘強度/Mpa	≥0.5	0.9	合格
5	晾置時間，20min拉伸膠粘強度/Mpa	≥0.5	1.0	合格
6	早期拉伸膠粘強度/Mpa	≥0.5	0.9	合格

彩色生態透水混凝土技術參數表（28天檢測指標）滿足：DB11T 775-2010 透水混凝土路面技術規程要求和CJJ//T135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》要求。

序號	技術指標	技術參數
01	抗壓強度	20-30Mpa
02	抗折強度	≥5.0Mpa
03	透水系數	≥1.2×10-2m/s
04	抗凍性（50次凍融循環）	≥17%