透水混凝土胶连剂

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图  1.0.1  透水砼样品

随着我国经济的发展和城市建设步伐的加快，不透水路面给城市生态环境带来的负面影响也为之加大。透水性混凝上作为一种道路材料（见图1.0.1所示），已日益受到人们的关注。世界各国早在20世纪70年代开始研究透水性混凝土，并将其应用于广场、步行街道路两侧和中央隔离带、公园道路及停车场等，以增加城市的透水、透气空间，调节城市气候、保持生态平衡，效果良好。目前全日本已铺设近1000万平方路面，德国80％的市政道路将采用透水混凝土。20世纪90年代以来，国内对透水混凝土路面材料开始进行了研究，但目前为止还没有大面积应用。如果能够通过改善优化施工操作手段等方法提高透水混凝土的强度及耐久性，那么这种环保型路面材料必将得到进一步的推广应用。

为此，北京瑞晟特建材有限公司的工程技术人员结合

内重大市政项目等多个工程，就透水混凝土的材料配比和现场施工工艺进行了深入的研究，并形成了透水混凝土的投料顺利、成型、养护及施工等一系列关键技术，在此基础上写形成的。

 

2主要特点

 

本方法现场操作简单，施工速度快，经济效益较高，较明显地改善了透水混凝土的强度和耐久性。

2.0.1 本方法改善了透水混凝土材料的投料顺序，保证了透水混凝土的连通空隙率并有效的提高透水混凝土材料的强度。

2.0.2 本方法改善了透水混凝土压制成型的方法，在提高透水混凝土的抗压强度的同时保证了成型实体的透水性能。

2.0.3 本方法优化了透水混凝土的养护方法，保证了透水混凝土的强度正常增长，并消除了实体表面起灰的现象，提高了透水混凝土的耐久性。

 

3 适用范围

 

本工法适用于广场、步行街道路两侧和中央隔离带、公园道路及停车场等路面。

 

 

4 工艺原理

 

4.0.1 透水混凝土的投料方法。

1 透水混凝土常规投料方法（一次投料），即：把骨料、水泥、水、瑞晟特T15透水胶结剂等一起加入搅拌机内搅拌。与普通混凝土的搅拌相比，这种方法虽然简便，但由于一次投料将会导致浆体包裹骨料不完全，水泥浆体的粘结作用不能很好地体现，直接影响到透水混凝土的强度。另外部分水泥浆体可能会结团成球状，填充于骨料之间的孔隙中，使得透水混凝土不能形成很好的连通孔隙结构，从而降低了透水系数。

根据现场条件：可采取以下几种方法

2-1采用一次投料方法，严格按实验室配比一次投料即可均匀包裹于骨料表面，有效提高了其强度及其透水性。

2-2也可采用三次投料方法，即先将100%的骨料和70%的拌和水预先搅拌，然后加入50%的水泥（同时加入全部外加剂）进行搅拌，最后将剩余的50%水泥和30%的拌合水加入搅拌机。透水混凝土采用三次投料法，通过改变加料顺序，使得水泥浆在机械搅拌的作用下，均匀包裹于骨料表面，有效提高了其强度，并改善了其透水性。

3以配合比为C20的混凝土为例，对一次投料和三次投料搅拌方法进行对比实验，结果详见表4.0.1。

 

表4.0.1  一次投料与三次投料强度对比（以下数据偏差+0.5--0.9）

搅拌方法	骨料粒径（mm）	透水系数（mm/s）	抗压强度(Mpa) 7d	抗压强度(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 采用振动、压力结合的方法进行透水混凝土成型，振动可使试件下部透水混凝土充分密实，同时在其表面施加压力可以使其上、下部骨料颗粒间距进一步减小，接触点相应增多，使透水混凝土骨料充分咬合，形成均匀的多孔结构，充分保证了强度的提高。同时，这种均匀多孔结构具有良好的孔隙连通性，确保了混凝土的透水性能。

2 采用振动、压力结合的透水混凝土成型方法，可以有效克服单纯采用振动或压制一种成型方法而导致的上下层透水混凝土密实度差别大的问题，同时，还可以在提高强度的前提下保证透水混凝土的透水性能。

3 通过对单纯振动、单纯压制和振动、压力结合的三种成型方法进行研究和实践对比，其结果如表4.0.2所示：

 

表4.0.2  不同成型方法对透水混凝土强度及透水性能的影响（以下数据偏差+0.2--0.9）

骨料粒径（mm）	振动成型		压制成型		振动、压力结合成型
	抗压强度28d (Mpa)	透水系数（mm/s）	抗压强度28d (Mpa)	透水系数（mm/s）	抗压强度28d (Mpa)	透水系数（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 透水混凝土的养护方法。

1 由于透水混凝土的特殊性质较普通混凝土孔隙率要大的多，且均为连续孔洞。因此在透水混凝土浇筑成型后如何采用合适的方法对其进行养护，避免拌合水分蒸发损失，保证透水混凝土强度的正常发展是十分重要的。因此，本工法提出采用薄膜保湿养护的方法来解决透水混凝土养护的问题。

2 自然养护对透水混凝土的强度发展非常不利，7d和28d强度均较低。由于浆体层本身比较薄，透水混凝土水泥石表面出现的起灰现象，造成一部分胶结材料没有起到粘结作用，粘结面积降低，从而使得透水混凝土的强度有较大幅度的损失。而覆盖薄膜保湿养护的条件，与实验室内标准养护相当，充分保证了透水混凝土胶结浆体持续水化所需的水分，水泥浆体强度发展顺利，有效提高强度。

3 透水混凝土采用标准养护、自然养护和薄膜保湿养护对其抗压强度的影响如表4.0.3所示。

 

4.0.3  不同养护方法对透水混凝土抗压强度的影响（以下数据偏差+0.2--0.9）

骨料粒径（mm）	抗 压 强 度 （Mpa）
	标准养护		自然养护		薄膜保湿养护
	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 工艺流程及操作要点

 

5.1 工艺流程

 

基层整平→铺设垫层→铺设砂滤层→支模板→预设膨胀缝→透水混凝土的拌制和运输

→浇筑基层混凝土（成型）→铺设面层→覆膜养护→清洗密封

 

5.2 施工操作要点

 

5.2.1 基层整平。严格核对标高，检验基础平整情况。对平整后的基础碾压密实，也可用打夯机进行夯实，压实后采用环刀取样检验地基质量，密实系数≥0.93；

5.2.2 铺设垫层。

1 按照施工图要求铺设级配碎石或砂卵石垫层，可用几块符合设计厚度的方木或砖块放在夯实后的基础上，采用机械摊铺搅拌好的级配碎石。根据标定的摊铺厚度，木块或砖块随铺随挪动。上料应使用推土机，要求摊铺级配碎石一次上齐。其纵横断面要符合设计要求，且厚度要一致。

2 级配碎石摊铺完毕后，先用10-12t压路机碾压，碾速宜慢，每分钟约为25-30米，后轮重叠宽1/2，先沿整修过的路肩一起碾压，往返压两遍，即开始自路面边缘压至中心。碾压一遍后，用路拱桥板及小线绳检验路拱及平整度。局部不平处，要去高垫低。去高是将多余的碎石均匀捡出，不得用铁锹集中铲除。垫低是将低洼部分挖松，均匀地铺撒碎石，至符合标高后，洒少量水，再继续碾压，至碎石初步稳定无明显位移为止。这个阶段一般需压3-4遍。

5.2.3 铺设砂滤层。在垫层上铺设3mm厚中、粗砂滤层找平，适量洒水并用10-12t压路机或平板振捣器碾压振捣密实；

5.2.4 支模板。

1 按标高和图案设计要求支设模板。

2 模板须保证强度要求和设计图案线条要求，且模板上边缘标高须与透水混凝土面层顶面标高一致。

3 施工人员需按设计要求进行分隔立模及区域立模工作，立模中须注意高度、垂直度、泛水坡度等的问题。

5.2.5 预设膨胀缝。当透水混凝土边长大于6m时或施工面与其它材料相接处，应预设膨胀材料，可采用泡沫条；

5.2.6 严格按设计要求的强度配比拌制透水混凝土。

1瑞晟特T15透水胶结剂及颜料应用电子称严格计量。

2 透水混凝土的拌制加料方法采用三次加料方法，具体加料顺序和搅拌时间为：先将100%的骨料和70%的拌和水预先搅拌1min，然后加入50%的水泥（瑞晟特T15透水胶结剂全部加入），继续搅拌1min，最后将剩余的50%水泥和30%的拌和水加入搅拌机，搅拌2min，整个搅拌过程共4min。水泥与骨料用量基本应保持在1：4左右，水灰比应保持在0.20±0.5（最终以实验室试配为准）。

5.2.7 运输。透水混凝土属于干性混凝土料，其初凝快，一般根据气候条件控制混合物的运输时间，运输一般控制在10分钟以内，运输过程中不要停留，运输机械前进中必须平稳。

5.2.8 基层透水混凝土浇筑成型。

1 透水混凝土属干性混凝土料，其初凝快，摊铺必须及时。

2 对于人行道面，大面积施工采用分块隔仓式进行摊铺物料，其松铺系数1.1。将混合物均匀摊铺在工作面上，用括尺找准平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振动器和滚筒压实，其中滚筒施加的压力要在控制0.6~0.8Mpa之间，平板振动器振动成型时间控制在20~30s之间。

3 个别部位如古力井盖附近等用滚筒很难压实平整的部位，用木抹子拍平。抹平时严禁加水。

5.2.9 面层透水混凝土浇筑成型。

 

图5.2.9 基层和面层施工效果

1 面层必须与基层同步浇筑。间隔时间不得超过2小时，且基层混凝土在间隔期内应覆膜保水。

2 面层混凝土用平板振动器和滚筒压制密实，方法如基层成型方式，孔隙较大部位用人工找平压实。

3 第一次浇筑完成后应与样块进行色彩对比，合格后方可继续施工。

4 透水混凝土因其空隙率大，水分散失快，当天气温高于35℃时，施工时间应宜避开中午，适合在早间和夜间进行施工。

5 基层和面层施工后效果如图5.2.9所示。

5.2.10 表面露骨料预处理：当面层为露骨料透水混凝土时，应在摊铺结束半小时内采用表面处理剂做预处理，随即覆膜养护。预处理后6-8小时(根据养护温度和湿度等因素确定)做表面加工，实现露骨料效果，然后继续覆膜养护；

5.2.11 覆膜、养护：面层混凝土摊铺完成后方应进行覆膜并结合浇水养护。应在混凝土成型30min后进行覆膜养护，养护时间宜为7d；

5.2.12 清洗密封：对于彩色透水混凝土，应进行密封处理。面层混凝土养护7d后用清水清洗干净，待表面彻底干燥后，将双丙聚氨酯密封剂均匀喷涂于表面，保护工作面，静置8h（时间长短可根据现场气温、通风条件等适当调整）。对于露骨料透水混凝土，当设计无要求时可不进行喷涂密封。

 

6 材料与设备

 

6.1 材料

 

6.1.1 胶凝材料：水泥应采用P.O42.5；面层白水泥应使用P.O42.5、P.O52.5，质量符合GBl75《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定，并应为高活性低碱水泥，碱含量小于等于0.6%。

6.1.2 粗骨料：碎石应符合JGJ53《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检测方法》标准要求，基层用10-25mm粒径，堆积密度1450-1650kg/m3，针片状颗粒≤5%，压碎指标≤6%；面层用5-8mm粒径彩色碎石或灰色碎石，彩色石子可经机磨，材料指标同基层碎石；粗骨料碎石放射性指标限量≤1.0IRa。碎石进场应具有材质检验合格报告，并与留样一致方可进料。透水混凝上要求孔洞均匀、连续，在孔洞率不变时，孔越小越好。因此采取5~30、针片状少、连续级配的石子。

6.1.3 T15透水胶结剂应按规定取样复验。

6.1.4 拌制混凝土宜采用饮用水；当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准JGJ63《混凝土拌合用水标准》的规定。

6.1.5 配套材料

1  彩色料 (彩色路面用无机颜料)符合GB/T1836-89。

2  双组分或单组份的聚氨酯密封胶：符合Q/HJl54-2002。

 

6.2 机械设备

 

所需机具设备：10-12t压路机、平板振动器和滚筒、搅拌机、小型铲车、翻斗车、塑料薄膜等。

 

7 质量控制

 

7.1 规范与标准

 

7.1.1 GBl75《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》；

7.1.2 JGJ53《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检测方法》；

7.1.3T15透水胶结料参照JC/T547-2005；

7.1.4JGJ63《混凝土拌合用水标准》；

7.1.5彩色料 (彩色路面用无机颜料)符合GB/T1836-89的要求；

7.1.6双组分或单组份的聚氨酯密封胶：符合Q/HJl54-2002；

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

 

7.2 质量控制措施

 

7.2.1 严格按照配合比施工，认真计量，确保混凝土强度，满足设计要求。

7.2.2 材料进场后，应对其生产日期、产品有效期、检验报告进行检查验收，并按规定进行抽检。

7.2.3 施工时认真找平，掌握干湿度、表面平整、标高准确。

7.2.4 地坪面积过大要分段、分块进行施工，按规定留置伸缩缝。

7.2.5 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。

7.2.6砼中的粗骨料含泥量不应大于2%，最大粒径不超过3cm。

7.2.7 砼的强度等级应符合设计要求，且不应小于C25。

7.2.8 地坪表面平整偏差5mm。

 

8 安全措施

 

8.0.1 砼振捣器应经试运检查合格后方可使用，开关箱内必须安装漏电保护器。振捣时必须戴绝缘手套、穿绝缘鞋，夜间施工采用36V低压照明设备。

8.0.2 撒彩色强化剂时要带手套和口罩。

8.0.3 施工用电要符合国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的有关规定。

8.0.4 使用摊铺设备、压路机、铲车等机械时，驾驶员及跟随操作员要有上岗证，严禁酒后作业。

 

9 环保措施

 

9.0.1 加强操作管理，砼振捣采用低噪声振捣器。在居民区施工，夜间运输车不得鸣笛，以减少噪声扰民。保证施工噪声符合《建筑施工场界噪声限置》（GB12523）要求，昼间不大于62分贝，夜间不大于55分贝。

9.0.2 搅拌机四周设置沉淀池、排水沟，废水经沉淀后排放，搅拌人员要戴防护口罩。

9.0.3 为防止混凝土粘污施工场地，搅拌机下部的一定范围需用防护板设防措施。

9.0.4 搅拌浆料时，设置搅拌棚，以防止粉尘污染。

 

工程实例

 

11.1室外工程

 

11.1.1 工程概况。某室外工程，场区面积50公顷，分为主馆区、体育场区、跳水游泳馆区、功能场区等四个区域。该工程透水混凝土路地面主要应用于场区停车场、环湖路等部位，施工面积3000m² 。透水混凝土路面完成后效果如图11.1.1所示。

11.1.2 施工情况。该工程透水混凝土路地面，在施工过程中严格按照本工法中的工艺流程和质量要求进行施工，取得了较良好的经济社会效益，超出DB11T 775-2010 透水混凝土路面技术规程及CJJ//T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》要求。

11.1.3 应用效果。本工程透水混凝土施工完毕后，达到了强度高、耐久性良好的目的，场区整体效果和施工速度得到全运组委会等多方认可。

 

 

10 效益分析

 

10.1 经济效益

 

采用本工法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：

10.1.1 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。

10.1.2 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。

 

10.2 社会与环保效益

 

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。本工法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。因此，本工法具有良好的社会和环保效益。 

 

北京瑞晟特牌透水混凝土胶结剂

透水混凝土参考配合比：

         1、人行道及轻车道（试验强度C25）-------

   例如：水：胶结剂：细骨料：碎石：粉煤灰：水泥

80.5：7±0.5：192:1280：46：184

 2、机动车道及停车场（试验强度C30）-----

           配合比：（按质量计） 水：水泥：胶结剂：碎石=113:310:9±0.5:1520 

 附：T15透水胶结料及试压块检测数据：

透水专用胶结料检测指标

序号	检测项目	标准指标	检测结果	单项判定	备注
1	拉伸胶粘原强度/Mpa	≥0.5	1.2	合格	参照JC/T547-2005
2	浸水后的拉伸胶粘强度/Mpa	≥0.5	0.9	合格
3	热老化后的拉伸胶粘强度/Mpa	≥0.5	0.8	合格
4	冻融循环后的拉伸胶粘强度/Mpa	≥0.5	0.9	合格
5	晾置时间，20min拉伸胶粘强度/Mpa	≥0.5	1.0	合格
6	早期拉伸胶粘强度/Mpa	≥0.5	0.9	合格

彩色生态透水混凝土技术参数表（28天检测指标）满足：DB11T 775-2010 透水混凝土路面技术规程要求和CJJ//T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》要求。

序号	技术指标	技术参数
01	抗压强度	20-30Mpa
02	抗折强度	≥5.0Mpa
03	透水系数	≥1.2×10-2m/s
04	抗冻性（50次冻融循环）	≥17%