【摘要】：目前国家大力推行海绵城市建设，海绵城市也称之为“水弹性城市”，需要解决下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。首先需解决透水问题，因此透水混凝土随之而产生。透水混凝土主要是由骨料、水泥、水、外加剂拌制而成的具有连续孔隙的混凝土，既有一定的强度，又有一定的透气透水性。透水混凝土在满足强度需求的同时，还需要保持一定的孔隙来满足透水的需求。由于透水和强度成反比例关系，因此在保证透水率的前提下，如何控制强度成为关键因素。
【关键词】： 透水混凝土 施工 强度 因素
一、为积极响应国家海绵城市建设理念，徐州地区积极推广和探索透水混凝土的应用，人行道铺装由原来的普通人行道板砖改为透水砖，人行道结构层由普通混凝土改为透水混凝土；广场铺装由原来的花岗岩材质改为透水混凝土，上面层采用彩色透水混凝土、下面层采用普通透水混凝土。通过透水混混凝土的广泛应用，取得了良好的效果。
在人行道透水混凝土的施工过程中我们发现混凝土强度比较难控制，当混凝土强度满足设计要求时，有时透水率不满足设计要求；当透水率满足设计要求时，强度又不满足设计要求。因此如何在保证透水率的前提下合理控制透水混凝土强度成为施工现场的难点。
二、影响混凝土强度的主要因素
某工地设计透水混凝土强度C20，透水系数≥1.0×1.0-2cm/s。依据C20透水混凝土施工配合比（每方用量（kg））水泥：石子：水：增强剂=390：1650:115:19.5。在工地透水混凝土现场施工时发现对强度影响的主要因素有水灰比、集料级配、透水增强剂三大主要因素。
1、水灰比的影响
透水混凝土由于结构特殊性，水灰比对于透水性和强度都有一定影响，当水灰比太小，水泥浆稠，水泥浆难以均匀的包裹集料表面，不利于强度的提高。如果水灰比过大，水泥浆则过稀，水泥浆从骨料表面下滑沉底，包裹骨料表面水泥浆过薄，不利用强度提高，同时水泥浆流动性增大，可能把集料空隙部分或全部堵实，不利于透水和整体强度提高。
从图一可以看出透水混凝土随着水灰比的增加28d抗压强度先增加后减小，在最佳水灰比时强度最大。在最佳水灰比时，透水混凝土的稠度适宜抗压强度最大。由于水灰比大的水泥浆容易流淌沉淀在底部，而水灰比小的水泥浆则不能很好的包裹集料，因此两者强度均是较低的，只有在最佳水灰比时，强度最高。
从图二可以看出，随着水灰比的增大，三种不同目标孔隙率的透水混凝土强度都呈先增大后减小的变化，且都在水灰比0.3时抗压强度达到最佳值，当水灰比为0.25时，水泥没有被充分水化，水泥浆体的粘结强度不足，因此透水混凝土的强度较低；当水灰比为0.35时，虽然水泥颗粒充分水化，但水泥浆体的粘结强度随着水灰比增大而降低，导致试块强度有所降低。在同一种水灰比情况下，随着目标孔隙率的增加，透水混凝土的抗压强度在下降。因为透水混凝土配合比设计采用的是体积法，相同骨料其紧密堆积孔隙率一定时，随着目标孔隙率的增大，水泥浆体的含量减少，因此导致骨料表面水泥浆体包裹层变薄，相邻骨料间粘结面变小，胶结材料提供的粘结力减弱，导致透水混凝土的抗压强度降低。
由此可见混凝土的配合比设计中水灰比的选择尤为重要，而影响水灰比的有骨料级配、水泥强度、外加剂、水等因素，依据孔隙率来设计最佳的水灰比对透水混凝土的透水和强度至关重要。
2、集料的影响
2.1、透水混凝土的集料优先采用单级配或连续级配集料，同时严格控制集料的颗粒粒径、针片状颗粒含量、含泥量、压碎值等指标。透水混凝土的颗粒级配是决定其强度和透水性的主要因素之一，若集料粒径过大，则堆积骨架中含有大量的空隙，当浆体使用量相同时，透水系数大，强度偏低；反之，虽然强度较高，但透水性较差。含泥量对强度的影响也比较大，应选用洁净的碎石，若碎石含泥量（包括含粉量）不应大于1%，否则应将碎石冲洗干净方可使用。
2.2我们采用了两种级配石子进行比对，第一种采用5-10mm连续级配石子，第二种5-16mm连续级配石子。
不同粒径透水混凝土抗压强度及透水系数比对表
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粒径（mm）
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配合比（水泥：石子：水：增强剂）
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28d抗压强度及透水系数
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5-10
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390：1650:115:19.5
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24.7
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25.9
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26.4
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1.45
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1.36
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1.29
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5-16
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378：1650:137:12
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22.5
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22.9
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23.9
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1.78
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1.81
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1.65
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备注
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配合比为每方用量单位kg，28d抗压强度单位Mpa，透水系数单位1.0-2cm/s
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通过试验比对发现采用5-10mm连续级配石子抗压强度要高于5-16mm连续级配石子，透水系数则反之。这就说明粒径大小是影响透水混凝土强度的因素之一。粒径较小，混凝土的空隙率就减少，颗粒接触面积增大，水泥浆粘结面积也就增大，混凝土整体强度也就增大。另外集料的形状和粗糙度也极为重要，受力特性较扁平或狭长的集料，表面粗糙的集料，界面粘结强度大，表面洁净的骨料便于水泥浆体的粘结，粘结强度也越大，混凝土抗压强度也就越高。因此骨料粒径对透水混凝土的抗压强度和透水系数都有很大的影响，应慎重选择合理的粒径级配。
3、透水增强剂的影响
工地透水混凝土施工中水泥采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，采用的增强料为无机透水砼增强水剂，材料指标符合如下要求。
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聚合物乳液
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含固量（％）
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含固量（％）
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极限拉伸强度（MPa）
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40-50
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≥150
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≥1.0
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活性SiO2
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SiO2含量大于85%
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工地施工过程中我们进行了以下试验验证，同样水灰比情况下，进行添加增强剂和不添加增强剂试验比对。第一种情况不添加透水砼增强剂，现场留置4组试块分别进行透水试验和7d、 28d强度试验；第二种情况：按施工配合比添加透水砼增强剂，现场留置4组试块分别进行透水试验和7d、 28d强度试验；通过试验发现在透水率满足要求时，添加增强剂和不添加增强剂的7d抗压强度分别为17.2 Mpa、4.5 Mpa；28d抗压强度分别为25.9 Mpa 、18.6 Mpa、。因此透水增强剂对透水混凝土的强度还是有一定的影响，因此应合理选用优质透水混凝土增强剂，并合理确定掺入量。
4、其他因素的影响
透水混凝土的强度还与成型方法和养护条件等有关，当水泥用量多，集料级配好、成型密实时，透水混凝土的强度高。施工现场透水混凝土成型一般采用低频平板振动器振动或轻型压路机碾压。同时透水混凝土成型后养护也是重要的因素。由于水泥浆包裹层很薄，而混凝土是多孔结构，暴露于空气中的面积大，容易造成水份蒸发迅速，若养护不好，将会使强度严重降低，因此透水混凝土施工结束后，应采用塑料薄膜覆盖等养护方法及时养护。
三、结束语
综上所述，本人认为鉴于透水混凝土的性能的特殊性，在满足透水性能的要求下，若想达到其强度必须严格控制其水灰比、骨料级配、外加剂的参入量、施工过程中的搅拌、运输、摊铺、养护等环节，如果有一个环节控制不好，都将会影响透水混凝土的强度和透水，出现透水满足要求而强度不满足要求，或透水不满足要求而强度满足要求。
随着透水混凝土的不断发展，其会将从人行道及广场铺装陆续应用到透水路面结构中，其强度要涉及到抗压强度和抗折强度，如何进行合理的配合比设计显得尤为重要，下一步应将如何进行配合比设计作为研究方向。
参考文献：
1、《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135-2009
2、申明昊、张粉芹、徐浩然、陈越、孟芳、高扬《基于体积法的不同目标孔隙率下透水混凝土试验研究》
3、杨江超、方从启、董文艳，等《胶结层对透水混凝土性能影响研究》（j）。混凝土，2019（7）：11-14
刘晓成
