彩色透水混凝土的试验及应用

邬锦斌 黄镇荣 谭广源 潘剑锋

（1广东华南混凝土有限公司；2广东粤构新型建材产业有限公司）

（3佛山市南海通源混凝土有限公司）

彩色透水混凝土,也叫生态透水混凝土、透水地坪，是由小石子（骨料5～10mm）、水泥、外加剂、水、彩色强化剂以及稳定剂等经一定比例调配拌制而成的一种多孔轻质的新型环保地面铺装材料。

透水混凝土是用粗骨料表面包裹着一层薄浆料相互粘结成蜂窝状，能让雨水流入地下，有效补充地下水；并能有效地消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；且色彩缤纷，融合景观，使城市环境建设更加和谐，是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良透水地坪材料，人与自然和谐共存，经济与环境协调发展。

透水混凝土拥有不同系列配色方案，配合设计的创意，针对不同环境和个性要求的装饰风格进行铺设施工，这是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料，也是近十年来新兴的建筑材料。

1 透水混凝土的试验方案

透水混凝土的材料成份并不复杂，但要达到一定的稳定性，又具有透水效果，这就需要通过不断的试配验证。

1.1 材料的选择

配制透水混凝土可选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。本次试验采用的是广西东泥天等水泥有限公司P.O42.5水泥，其物理性能见表1。

表1 水泥物理性能

配制透水混凝土可采用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等矿物掺合料，且粉煤灰符合国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的规定，粒化高炉矿渣粉符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。

本次试验采用的粉煤灰是：广州恒达资源综合利用有限公司Ⅱ级粉煤灰，其性能见表2。

表2 粉煤灰性能

本次试验用的矿渣粉是：唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司S95级矿渣粉，其性能见表3。

表3 矿渣粉性能

从表3可以看出，矿渣粉的28d强度活性指数＞100%，可以等量取代水泥用量。

粗骨料宜采用连续级配，最大公称粒径不宜大于10mm；性能指标符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规定，本次试验用的石子是广西石场碎石，其性能见表4。

表4 石子性能

外加剂：采用东莞市洛美建材科技有限公司生产的缓凝高效减水剂LM-S2，其性能指标符合《混凝土外加剂》GB8076和《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的有关规定。其性能见表5。

表5 外加剂性能

1.2 试验过程

摘录部分透水混凝土的试验过程，如表6。

表6 (kg)

试验结果如表7。

表7

图1 用透水混凝土砌的大试块

图2 透水试块

透水混凝土需拥有15%～25%的孔隙，能够使透水速度达到31～52升/米/小时，远远高于最有效的降雨和正常的排水速度，地面水迅速渗透到地下，减少城市污水排泄。

胶凝材料多，拌合物泌浆，孔隙率不够；胶凝材料不足，粘聚力差，容易松散，不易成团；用水量高，坍落度偏大，浆体稀，容易析出，堵住孔隙；用水量不足，水泥及掺合料不容易均化，难以分散，包裹性差，达不到理想效果。

透水混凝土的技术指标可参考以下拌合物指标和硬化混凝土指标。

⑴拌合物：

坍落度：5～50mm；凝结时间：初凝不少于2h；浆体包裹程度：包裹均匀，不应淌浆，不应松散，手攥成团，有金属光泽。

⑵硬化混凝土：

强度：C15～C30；透水性：不小于1mm/s；孔隙率：10%～20%。

⑶抗冻融循环：一般不低于D100（本次由于试验设备原因未进行抗冻融试验）。

通过不同胶凝材料不同骨料的搭配，进行相关不同的试验，透水混凝土施工实质上类似于水泥混凝土施工，其原材料中少了砂子，胶凝材料的多与少直接决定透水混凝土的稳定性，最后我们把总胶凝材料控制在350㎏左右，透水混凝土强度设计在C15～C20之间，基本满足一般地坪及停车场地坪的承载标准，高于一般透水砖的承载力。

在前期试验阶段，对透水混凝土的坍落度把握不准，有些偏干，有些偏稀，无论干还是稀，对透水混凝土的包裹性都有影响，要么泌浆堵塞，要么太干不能成团，而且试块存在一定的离散性，经过不断的反复验证，我们决定还是从原材料及配合比上入手，进一步优化配合比的合理性，

最后选定的配合比如表8所示。

表8 (kg)

外加剂改为：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的透水混凝土增强剂SBTR-PRC⑴。

彩色强化剂：本次试验采用蓝色强化剂，也可采用氧化铁红颜料，根据自己喜好调节，如表9。

表9

图3 简易透水试验

2 彩色透水混凝土的应用

通过反复试验，优选原材料，优化配合比，决定通过试产应用于生产，用在公司的绿道，实现人车分流，也作为公司一道亮丽的风景，每当客户来公司考察总是会放慢脚步，细细观赏，既把试验应用于实践，又为公司作了宣传，一举两得。

图4 彩色透水混凝土

图5 办公楼门前透水混凝土绿道

3 透水混凝土的特点

⑴拥有色彩优化配比方案，能够配合设计师的创意，实现不同环境和个性所要求的装饰风格，这是一般透水砖很难实现的。

⑵易维护，表面如有砂尘、树叶影响透水性，只需用高压水洗方式基本可以解决。

⑶耐用性，只要不是经常通行载货汽车，平时使用性能不受影响，跟普通地坪接近，避免了一般透水砖存在使用年限短的问题。

⑷高散热性，透水混凝土拥有15%～25%的孔隙，地面的温度不易反射回地表，把地表的温度传入地下，能缓解城市热岛效应。

4 透水混凝土需注意的事项

⑴透水混凝土坍落度较小，不宜采用搅拌车运输，建议使用翻斗车装载，然后盖上帆布。

⑵到工地要尽快卸料，不宜等待，地面不能有明水，其初凝快，摊铺必须及时，需配备打磨机，平整。

⑶振捣时间不能过长，防止过于密实，孔隙不足，适宜用平板振动器振捣。

⑷摊铺后水份散失快，当天气温高于35℃时，施工时间宜避开中午最高温节点，防止来不及收面。

⑸着色剂可以根据个人喜好调整，红、黄、蓝、绿随意选择。

⑹透水混凝土的养护与普通混凝土接近，可以覆盖薄膜养护也可以洒水养护，养护时间不少于7天。

5 结语

透水混凝土系统拥有丰富的配色方案，根据设计者创意营造不同的风格、不风的色彩、不同的形状，也可作为景观欣赏，它的最大功用是具有透水性，减少城市排泄压力，让地表水迅速渗透到地下，补充地下水的流失，透水混凝土又名呼吸混凝土，可与地面亲密接触，又与地下紧密相连。

透水混凝土在美国从上世纪七、八十年代就开始研究和应用，不少国家都在大量推广，如德国预期要在短期内将90%的道路改造成透水混凝土，改变过去破坏城市生态的地面铺设，使透水混凝土路面取得广泛的社会效益。我国在透水混凝土方面的应用也非常广泛，公园、广场、停车场、河堤、绿道、人行道等地方均在采用透水混凝土，取得较好的经济效益和社会效益，可以大量推广应用。