彩色強固透水混凝土施工工藝探究
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摘要：透水混凝土由于自身結(jié)構(gòu)的多空特性，可具有蓄水防澇、吸噪、吸塵、緩解城市熱島效應(yīng)等生態(tài)環(huán)保功能，發(fā)揮海綿城市的作用。本論文通過改善透水混凝土的投料順序、成型及養(yǎng)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(cè)和中央隔離帶、公園道路及停車場等路面的推廣和應(yīng)用，充分發(fā)揮透水混凝上在提升城市功能，保持城市較好生態(tài)環(huán)境方面的重要作用。
關(guān)鍵詞：透水混凝土；蓄水防澇；熱島效應(yīng)；海綿城市；生態(tài)環(huán)境
0引言
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區(qū)的土壤、植被具有更大的吸熱率和更小的比熱容，使得城市地區(qū)升溫較快，并向四周和大氣中大量輻射，造成了同一時間城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫,造成“熱島效應(yīng)”。傳統(tǒng)城市路面為不透水結(jié)構(gòu)，雨水通過路表排除，泄流能力有限，當遇到大雨或暴雨時，雨水容易在路面匯集，大量集中在機動車和自行車道上，導(dǎo)致路面大范圍積水。本文主要從路面透水混凝土層施工進行改進，通過優(yōu)化混凝土配合比來增加混凝土路面的透水性，緩解城市的熱島效應(yīng)等特點，天然露骨料透水混凝土路面的排水方式是通過系統(tǒng)設(shè)計和實施來實現(xiàn)更優(yōu)于傳統(tǒng)路面排水方式的自滲式及自滲式加地下收集式的排水方式，對補充地下水和雨洪管理及利用有非常大的實用價值。
（1）配合比設(shè)計合理：本工程由透水混凝土素色層和彩色露骨料透水混凝土面層組成，其中透水混凝土素色層厚度為10cm、14cm和15cm，彩色露骨料透水混凝土面層厚度為4cm和6cm；優(yōu)化透水混凝土配合比設(shè)計，透水混凝土設(shè)計強度為C25，透水性0.5mm/s，素色層透水混凝土配合比為：水泥480kg/m3，砂石1600kg/m3，加強劑30.24kg/m3，穩(wěn)定劑18.24kg/m3，聚合物2.40kg/m3，水136kg/m3。露骨料透水混凝土配合比為：水泥450kg/m3，砂石1584kg/m3，加強劑18kg/m3，穩(wěn)定劑9kg/m3，水126kg/m3。彩色透水混凝土配合比為：水泥450kg/m3，砂石1584kg/m3，加強劑18kg/m3，穩(wěn)定劑9kg/m3，水126kg/m3。（2）材料選擇嚴格：骨料強度要符合國家標準，要求粒徑均勻、無過多粉塵。選擇骨料的粒徑為，透水混凝土素色層是6-8mm，露骨料透水混凝土面層為3-5mm。使用的是普通硅酸鹽水泥，強度等級必須為42.5普通硅酸鹽水泥；（3）施工工藝流程科學(xué)嚴謹：透水混凝土采用強制式攪拌機進行攪拌，且攪拌機距離至作業(yè)面運輸時間不宜超過30min。透水混凝土的拌和應(yīng)該先將石子和60%的用水量加入攪拌機攪拌35s，再加入水泥拌和45s,然后加入最后的40%用水量；最后加入彩色顏料拌合1min后出料。
2大面積彩色強固透水混凝土原理
透水混凝土原理是無細骨料、孔隙率大，表面呈現(xiàn)均勻分布的孔，粗骨料粒徑越小，孔徑越小，表面越美觀。但透水性相對較小，根據(jù)這個原理，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計分為2層，即透水面層和透水底層，透水面層采用粒徑較小的粗骨料，透水底層采用的骨料粒徑較大，澆筑時，面層的混凝土拌合物可以嵌入底層表面孔隙內(nèi)，這樣透水混凝土路面既能保證路表面的美觀和透水性，又可以使兩層結(jié)構(gòu)結(jié)合更加牢固。優(yōu)化透水混凝土配合比設(shè)計，透水性0.5mm/s、孔隙率的范圍為14%～18％；膠凝材料用量在300kg/m3；水膠比是影響混凝土強度的重要因素，與普通混凝土不同的是，透水混凝土的水膠比過大，水泥不能包裹骨料，產(chǎn)生離析，連通孔隙率降低，影響透水性，反之，水膠比過小，導(dǎo)致拌合物工作性差，影響施工質(zhì)量，也不利于混凝土強度的提高，因此透水混凝土的水膠比選擇0.27～0.32，根據(jù)不同的原材料和施工環(huán)境來選取最佳值。
3大面積彩色強固透水混凝土的工藝流程與操作要點
3.1施工工藝流程圖（圖2、圖3）
3.2操作要點
3.2.1放線支模。（1）按設(shè)計尺寸放線、分隔，保證設(shè)計的直線和曲線的分隔要求，在有特殊地面要求的路段，應(yīng)事先進行特殊處理。（2）先用經(jīng)緯儀、水平儀核對軸線和標高，放出邊線，然后進行支模，模板安裝完成，再全面核實軸線、標高和各部位尺寸，檢查模板與支撐是否嚴密、牢固，并按要求設(shè)置伸縮縫。（3）園路、人行透水砼路、巡河路等透水砼施工時，先安裝好路緣石，在路緣石內(nèi)側(cè)彈墨線控制高程；廣場透水混凝土墊層施工采用木模板，墊層澆筑完成后，嚴格按照設(shè)計高程安裝廣場封邊石材，封邊石材鋪設(shè)完成后，攤鋪透水砼面層。3.2.2基層清理。（1）清掃基層表面，表面應(yīng)無塵土、樹枝、紙屑等雜物，并在攤鋪前潤濕基層表面。（2）墊層透水混凝土基層為級配砂石，透水砼布料前，清掃基層表面，達到表面無塵土、樹枝、紙屑等雜物，并在攤鋪前潤濕基層表面。（3）面層混凝土基層為透水混凝土墊層，透水砼布料前，墊層表面必須采用高壓清洗機清洗干凈，同步對墊層表面污染物或雜物進行清理和鏟除干凈,并灑水充分滋潤使其達到最佳的粘接效果。3.2.3透水混凝土配置及攪拌。（1）透水砼配合比選擇（表1、表2）（2）攪拌場地的搭建原材料的堆放按照方便上料、最節(jié)省空間為原則進行放置。攪拌機的占地約50m3，水泥、碎石、固化劑儲備的數(shù)量至少為每天施工數(shù)量的3-5倍，經(jīng)計算，攪拌站的搭建場地約200m3。（3）現(xiàn)場攪拌工藝及運輸透水混凝土采用強制式攪拌機進行攪拌，且攪拌機距離至作業(yè)面運輸時間不宜超過30min。透水混凝土的拌和應(yīng)該先將石子和60%的用水量加入攪拌機攪拌35s，再加入水泥拌和45s,然后加入最后的40%用水量；最后加入彩色顏料拌合1min后出料。a.現(xiàn)場設(shè)置計量電子磅。每盤水泥用量180kg；彩石/碎石用小推車稱量，增強劑用桶專人進行稱量；為了計量快捷，可在第一次稱量后在車、桶里畫上明顯標線，但每次仍須稱量。b.將所有材料（但不包括固化劑）放在攪拌機里一邊加水一邊攪拌，待所有料表面均濕潤后加入固化劑，攪拌至少一分鐘，然后視拌合物的工作性適當加水，直到拌合物達到要求為止；拌合物由三輪車運至施工地點。3.2.4透水混凝土攤鋪。（1）墊層透水混凝土攤鋪前澆水潤濕基層表面，然后把攪拌完成后的基層透水混凝土用蹦蹦車運至施工現(xiàn)場，先用鐵鍬及鐵耙子攤鋪后用鋁合金刮杠對基層表面進行首次找平處理，基層找平誤差±10mm；待表面刮平后采用透水砼平板振搗器進行均勻細致的振搗；對于不平整的部位進行補子找平，然后再次采用振動機進行細致的振搗整平，直至與模板等高為止。（2）透水砼面層攤鋪透水砼面層分兩種：一種為廣場灰色透水砼，一種為路面彩色透水砼。a.攤鋪前澆水潤濕基層透水混凝土，然后采用無機復(fù)合固化劑50倍加入稀釋噴涂表面做界面處理。b.把攪拌的面層透水混凝土用蹦蹦車運至施工現(xiàn)場，先用鐵鍬及鐵耙子進行攤鋪后用鋁合金刮杠對面層進行找平處理，待表面刮平后采用透水砼專用攤鋪機進行整平。c.對于不平整的部位進行補子找平，然后采用抹光機進行細致整平、壓實，表面抹光、整平及質(zhì)感達到要求后，采用透水混凝土專用壓實輥對表面再次碾壓使其密實度達到要求。表面施工完成后如果邊角出現(xiàn)缺邊掉角的地方采用手持鋼板抹子進行局部的補子壓實。d.待面層全部處理完成后采用專用噴涂機對表面進行均勻細致的噴涂一遍清洗劑，嚴格按照規(guī)范進行噴涂，杜絕漏噴、多噴、堆積等現(xiàn)象。e.噴涂完成后表面先用地膜緊密的覆蓋一層，然后采用塑料布再次覆蓋一遍，覆蓋的塑料布周邊必須采用磚塊、木方等重量物體壓蓋嚴實。3.2.5養(yǎng)護。透水混凝土與水泥混凝土屬性類似，因此鋪攤結(jié)束后，經(jīng)檢驗標高、平整度均達到要求后。面層砼攤鋪完成后方可進行覆膜結(jié)合澆水養(yǎng)護，灑水養(yǎng)生，透水混凝土在澆注后1天開始灑水養(yǎng)護，高溫時在8小時后開始養(yǎng)護，但淋水時不宜用壓力水直接沖淋混凝土表面，應(yīng)直接從上往下淋水。透水混凝土濕養(yǎng)時間不少于7天。養(yǎng)護期間應(yīng)在路面周圍設(shè)置圍擋，嚴禁上人，上車。養(yǎng)護期間應(yīng)保證路面清潔。3.2.6伸縮縫的處理。面層砼養(yǎng)護7天后開始切割伸縮縫、填縫；詳細做法與要求如下：（1）縮縫間距≤5m，縫寬5-8mm，縫深貫穿面層砼，達到墊層；（2）脹縫間距≤15m，縫寬15-20mm，縫深貫穿砼，達到砂石基層；（3）與其它工作面（基礎(chǔ)不同）、建筑立體交接處，設(shè)置沉降縫，縫寬15-20mm，縫深貫穿砼，達到砂石基層；（4）使用耐候性硅酮膠填充變形縫如下圖：3..2.7噴涂封閉劑。面層砼養(yǎng)護及伸縮縫完畢后，表面進行噴涂封閉劑處理，詳細做法如下：（1）用高壓清洗機清洗干凈，干燥6～24小時(25℃)后，即可涂刷雙丙聚氨酯封閉劑；（2）雙丙聚氨酯封閉劑可采用滾涂或噴涂，應(yīng)均勻地涂刷在表面；（3）涂刷雙丙聚氨酯封閉劑前應(yīng)清除施工面上所有的灰塵及雜質(zhì)；（4）雙丙聚氨酯封閉劑用量（理論值）約為0.2kg/平米，使用前須攪拌均勻；（5）保護工作面，設(shè)置警告標識，勿駛車輛和行人。3.2.8成品保護。（1）設(shè)置保護欄或在醒目處出明示警告語，保護混凝土不受損害。（2）應(yīng)盡可能的保持鋪設(shè)表面的清潔，清除表面的污物和散落物。（3）保持混凝土不被污物、變色、灰塵和其它材料的污染。（4）在驗收前2天之內(nèi)對鋪設(shè)的混凝土進行清潔和清洗。3.2.9其他技術(shù)要求。（1）混凝土攤鋪的厚度不大于20cm時，可一次攤鋪；大于20cm時，可分二次攤鋪，攤鋪厚度應(yīng)考慮壓實預(yù)留高度。（2）振搗應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)采用平板式振搗器進行振搗，平板振動器振動時間不能過長，防止過于密實，可出現(xiàn)離析現(xiàn)象。②振搗器行進速度應(yīng)均勻一致，邊緣位置應(yīng)輕輕振平。（3）天然露骨料沖洗：在清洗劑噴刷完成約24小時左右（根據(jù)天氣情況而定）采用高壓水槍對表面均勻細致的沖洗，面層石子顆粒上包裹的水泥包漿沖掉40%左右即可，杜絕出現(xiàn)沖洗水壓過大而產(chǎn)生掉子、漏子等現(xiàn)象；沖洗完畢后用塑料布覆蓋養(yǎng)生。（4）松鋪系數(shù)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。（5）因透水混凝土其孔隙率大，水份散失快，當天氣溫高于35℃時，施工時間應(yīng)宜避開中午，適合在早晚進行施工。
4結(jié)語
采用本透水混凝土工藝可提高透水混凝土的實用性，有利于其大范圍推廣和應(yīng)用，具體表現(xiàn)為：（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(shè)計要求等致命缺陷。（2）在設(shè)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(jié)約水泥及其他材料的使用數(shù)量，達到了節(jié)約成本的目的。
作者:謝育禮 陳思邦 李雪建 王奧林 單位:中國建筑第二程局有限公司
