大面积彩色透水混凝土施工工艺研究

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摘要：透水混凝土由于自身结构的多空特性，可具有蓄水防涝、吸噪、吸尘、缓解城市热岛效应等生态环保功能，发挥海绵城市的作用。本论文通过改善透水混凝土的投料顺序、成型及养护方法，改善了透水混凝土的性能，大大提高了其强度、耐久性及透水性，可有效推动其在广场、步行街道路两侧和中央隔离带、公园道路及停车场等路面的推广和应用，充分发挥透水混凝上在提升城市功能，保持城市较好生态环境方面的重要作用。

关键词：透水混凝土；蓄水防涝；热岛效应；海绵城市；生态环境

由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,造成“热岛效应”。传统城市路面为不透水结构，雨水通过路表排除，泄流能力有限，当遇到大雨或暴雨时，雨水容易在路面汇集，大量集中在机动车和自行车道上，导致路面大范围积水。本文主要从路面透水混凝土层施工进行改进，通过优化混凝土配合比来增加混凝土路面的透水性，缓解城市的热岛效应等特点，天然露骨料透水混凝土路面的排水方式是通过系统设计和实施来实现更优于传统路面排水方式的自渗式及自渗式加地下收集式的排水方式，对补充地下水和雨洪管理及利用有非常大的实用价值。

1大面积彩色强固透水混凝土的工艺特点

（1）配合比设计合理：本工程由透水混凝土素色层和彩色露骨料透水混凝土面层组成，其中透水混凝土素色层厚度为10cm、14cm和15cm，彩色露骨料透水混凝土面层厚度为4cm和6cm；优化透水混凝土配合比设计，透水混凝土设计强度为C25，透水性0.5mm/s，素色层透水混凝土配合比为：水泥480kg/m3，砂石1600kg/m3，加强剂30.24kg/m3，稳定剂18.24kg/m3，聚合物2.40kg/m3，水136kg/m3。露骨料透水混凝土配合比为：水泥450kg/m3，砂石1584kg/m3，加强剂18kg/m3，稳定剂9kg/m3，水126kg/m3。彩色透水混凝土配合比为：水泥450kg/m3，砂石1584kg/m3，加强剂18kg/m3，稳定剂9kg/m3，水126kg/m3。（2）材料选择严格：骨料强度要符合国家标准，要求粒径均匀、无过多粉尘。选择骨料的粒径为，透水混凝土素色层是6-8mm，露骨料透水混凝土面层为3-5mm。使用的是普通硅酸盐水泥，强度等级必须为42.5普通硅酸盐水泥；（3）施工工艺流程科学严谨：透水混凝土采用强制式搅拌机进行搅拌，且搅拌机距离至作业面运输时间不宜超过30min。透水混凝土的拌和应该先将石子和60%的用水量加入搅拌机搅拌35s，再加入水泥拌和45s,然后加入最后的40%用水量；最后加入彩色颜料拌合1min后出料。

2大面积彩色强固透水混凝土原理

透水混凝土原理是无细骨料、孔隙率大，表面呈现均匀分布的孔，粗骨料粒径越小，孔径越小，表面越美观。但透水性相对较小，根据这个原理，路面结构设计分为2层，即透水面层和透水底层，透水面层采用粒径较小的粗骨料，透水底层采用的骨料粒径较大，浇筑时，面层的混凝土拌合物可以嵌入底层表面孔隙内，这样透水混凝土路面既能保证路表面的美观和透水性，又可以使两层结构结合更加牢固。优化透水混凝土配合比设计，透水性0.5mm/s、孔隙率的范围为14%～18％；胶凝材料用量在300kg/m3；水胶比是影响混凝土强度的重要因素，与普通混凝土不同的是，透水混凝土的水胶比过大，水泥不能包裹骨料，产生离析，连通孔隙率降低，影响透水性，反之，水胶比过小，导致拌合物工作性差，影响施工质量，也不利于混凝土强度的提高，因此透水混凝土的水胶比选择0.27～0.32，根据不同的原材料和施工环境来选取最佳值。

3大面积彩色强固透水混凝土的工艺流程与操作要点

3.1施工工艺流程图（图2、图3）3.2操作要点3.2.1放线支模（1）按设计尺寸放线、分隔，保证设计的直线和曲线的分隔要求，在有特殊地面要求的路段，应事先进行特殊处理。（2）先用经纬仪、水平仪核对轴线和标高，放出边线，然后进行支模，模板安装完成，再全面核实轴线、标高和各部位尺寸，检查模板与支撑是否严密、牢固，并按要求设置伸缩缝。（3）园路、人行透水砼路、巡河路等透水砼施工时，先安装好路缘石，在路缘石内侧弹墨线控制高程；广场透水混凝土垫层施工采用木模板，垫层浇筑完成后，严格按照设计高程安装广场封边石材，封边石材铺设完成后，摊铺透水砼面层。3.2.2基层清理（1）清扫基层表面，表面应无尘土、树枝、纸屑等杂物，并在摊铺前润湿基层表面。（2）垫层透水混凝土基层为级配砂石，透水砼布料前，清扫基层表面，达到表面无尘土、树枝、纸屑等杂物，并在摊铺前润湿基层表面。（3）面层混凝土基层为透水混凝土垫层，透水砼布料前，垫层表面必须采用高压清洗机清洗干净，同步对垫层表面污染物或杂物进行清理和铲除干净,并洒水充分滋润使其达到最佳的粘接效果。3.2.3透水混凝土配置及搅拌（1）透水砼配合比选择（表1、表2）（2）搅拌场地的搭建原材料的堆放按照方便上料、最节省空间为原则进行放置。搅拌机的占地约50m3，水泥、碎石、固化剂储备的数量至少为每天施工数量的3-5倍，经计算，搅拌站的搭建场地约200m3。（3）现场搅拌工艺及运输透水混凝土采用强制式搅拌机进行搅拌，且搅拌机距离至作业面运输时间不宜超过30min。透水混凝土的拌和应该先将石子和60%的用水量加入搅拌机搅拌35s，再加入水泥拌和45s,然后加入最后的40%用水量；最后加入彩色颜料拌合1min后出料。a.现场设置计量电子磅。每盘水泥用量180kg；彩石/碎石用小推车称量，增强剂用桶专人进行称量；为了计量快捷，可在第一次称量后在车、桶里画上明显标线，但每次仍须称量。b.将所有材料（但不包括固化剂）放在搅拌机里一边加水一边搅拌，待所有料表面均湿润后加入固化剂，搅拌至少一分钟，然后视拌合物的工作性适当加水，直到拌合物达到要求为止；拌合物由三轮车运至施工地点。3.2.4透水混凝土摊铺（1）垫层透水混凝土摊铺前浇水润湿基层表面，然后把搅拌完成后的基层透水混凝土用蹦蹦车运至施工现场，先用铁锹及铁耙子摊铺后用铝合金刮杠对基层表面进行首次找平处理，基层找平误差±10mm；待表面刮平后采用透水砼平板振捣器进行均匀细致的振捣；对于不平整的部位进行补子找平，然后再次采用振动机进行细致的振捣整平，直至与模板等高为止。（2）透水砼面层摊铺透水砼面层分两种：一种为广场灰色透水砼，一种为路面彩色透水砼。a.摊铺前浇水润湿基层透水混凝土，然后采用无机复合固化剂50倍加入稀释喷涂表面做界面处理。b.把搅拌的面层透水混凝土用蹦蹦车运至施工现场，先用铁锹及铁耙子进行摊铺后用铝合金刮杠对面层进行找平处理，待表面刮平后采用透水砼专用摊铺机进行整平。c.对于不平整的部位进行补子找平，然后采用抹光机进行细致整平、压实，表面抹光、整平及质感达到要求后，采用透水混凝土专用压实辊对表面再次碾压使其密实度达到要求。表面施工完成后如果边角出现缺边掉角的地方采用手持钢板抹子进行局部的补子压实。d.待面层全部处理完成后采用专用喷涂机对表面进行均匀细致的喷涂一遍清洗剂，严格按照规范进行喷涂，杜绝漏喷、多喷、堆积等现象。e.喷涂完成后表面先用地膜紧密的覆盖一层，然后采用塑料布再次覆盖一遍，覆盖的塑料布周边必须采用砖块、木方等重量物体压盖严实。3.2.5养护透水混凝土与水泥混凝土属性类似，因此铺摊结束后，经检验标高、平整度均达到要求后。面层砼摊铺完成后方可进行覆膜结合浇水养护，洒水养生，透水混凝土在浇注后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面，应直接从上往下淋水。透水混凝土湿养时间不少于7天。养护期间应在路面周围设置围挡，严禁上人，上车。养护期间应保证路面清洁。3.2.6伸缩缝的处理面层砼养护7天后开始切割伸缩缝、填缝；详细做法与要求如下：（1）缩缝间距≤5m，缝宽5-8mm，缝深贯穿面层砼，达到垫层；（2）胀缝间距≤15m，缝宽15-20mm，缝深贯穿砼，达到砂石基层；（3）与其它工作面（基础不同）、建筑立体交接处，设置沉降缝，缝宽15-20mm，缝深贯穿砼，达到砂石基层；（4）使用耐候性硅酮胶填充变形缝如下图：3.2.7喷涂封闭剂面层砼养护及伸缩缝完毕后，表面进行喷涂封闭剂处理，详细做法如下：（1）用高压清洗机清洗干净，干燥6～24小时(25℃)后，即可涂刷双丙聚氨酯封闭剂；（2）双丙聚氨酯封闭剂可采用滚涂或喷涂，应均匀地涂刷在表面；（3）涂刷双丙聚氨酯封闭剂前应清除施工面上所有的灰尘及杂质；（4）双丙聚氨酯封闭剂用量（理论值）约为0.2kg/平米，使用前须搅拌均匀；（5）保护工作面，设置警告标识，勿驶车辆和行人。3.2.8成品保护（1）设置保护栏或在醒目处出明示警告语，保护混凝土不受损害。（2）应尽可能的保持铺设表面的清洁，清除表面的污物和散落物。（3）保持混凝土不被污物、变色、灰尘和其它材料的污染。（4）在验收前2天之内对铺设的混凝土进行清洁和清洗。3.2.9其他技术要求（1）混凝土摊铺的厚度不大于20cm时，可一次摊铺；大于20cm时，可分二次摊铺，摊铺厚度应考虑压实预留高度。（2）振捣应符合下列要求：①应采用平板式振捣器进行振捣，平板振动器振动时间不能过长，防止过于密实，可出现离析现象。②振捣器行进速度应均匀一致，边缘位置应轻轻振平。（3）天然露骨料冲洗：在清洗剂喷刷完成约24小时左右（根据天气情况而定）采用高压水枪对表面均匀细致的冲洗，面层石子颗粒上包裹的水泥包浆冲掉40%左右即可，杜绝出现冲洗水压过大而产生掉子、漏子等现象；冲洗完毕后用塑料布覆盖养生。（4）松铺系数即为物料摊铺高度高于实际高度的比，按透水混凝土的干湿度，一般采用1.1-1.15之间。（5）因透水混凝土其孔隙率大，水份散失快，当天气温高于35℃时，施工时间应宜避开中午，适合在早晚进行施工。

4结语

采用本透水混凝土工艺可提高透水混凝土的实用性，有利于其大范围推广和应用，具体表现为：（1）同样的配合比，采用本工法可以大幅度提高透水混凝土的强度、透水性及耐久性，从施工手段上改变了透水混凝土易破坏、使用寿命短、透水性能达不到设计要求等致命缺陷。（2）在设计使用强度相同的情况下，采用本工法可以较合理地减少水泥用量，节约水泥及其他材料的使用数量，达到了节约成本的目的。

作者：谢育礼 陈思邦 李雪建 王奥林 单位：中国建筑第二程局有限公司