高强透水混凝土研究与应用

高强透水混凝土研究与应用第一页，共205页。汇报的主要内容

研究工作总结技术路线、技术原理定量预留贯通开口孔隙设计法试验及小面积应用研究检测及工程施工技术研究结论第二页，共205页。一、研究工作总结第三页，共205页。1、任务来源

为了体现绿色奥运、科技奥运和人文奥运的理念，在奥林匹克公园的设计中提出使用绿色环保高强透水混凝土，以便实现雨水资源化，修复广场水环境与生态环境，减轻城市洪涝，减缓排水设施的压力。第四页，共205页。2、立项背景

北京奥林匹克国家森林公园为奥运重点工程，森林公园设计集公园入口、售票管理用房、服务、设备用房、门区、停车场于一体，共9个门区，建筑面积约0.8万m2，广场、停车场设计绿色环保透水混凝土铺装面积约11.7万m2。第五页，共205页。3、研究目的

确定混凝土合理的透水系数范围、寻求一种高强度绿色环保透水混凝土的配合比设计方法以及施工方法，在实现透水的同时，重点提高混凝土的强度和耐久性。第六页，共205页。4、项目研究过程1）调研

从2004年3月立项至2005年5月进行研究开发的可行性调研，根据气象条件和混凝土的孔结构确定混凝土合理的透水系数范围，论证配制高强度透水混凝土设计方法和施工技术的可行性，并收集配制高强度绿色环保透水混凝土的基础性技术资料。第七页，共205页。2）原材料的选择试验从2005年6月至2006年6月进行原材料的选择试验，优选适合配制高强度绿色环保透水混凝土的材料，以备配合比试验使用。第八页，共205页。3）配合比设计及工程试验

从2006年7月至2007年4月，确定合理的透水系数范围，提出定量预留贯通开口空隙设计方法，进行高强度透水混凝土配合比试验；进行小面积工程试验；并对工作性、透水性、强度、耐久性等主要技术指标进行检测。第九页，共205页。4）工程应用

从2007年5月至2008年7月进行大面积现场施工，将高强度绿色环保透水混凝土成功应用到奥林匹克国家森林公园停车场地面的施工，达到了C25级的设计要求，取得了圆满成功。第十页，共205页。二、技术总结报告第十一页，共205页。1、研究的意义近年来由于硬地面的数量不断增加，地下水的补给越来越少，严重影响我国城市水环境的平衡。沥青硬地面和混凝土一直被认为是地下水减少的直接原因。近年来国内有许多学者和专家呼吁在人行道、自行车道、公园和停车场使用透水混凝土。第十二页，共205页。为实现环保节能和可持续发展，在北京2008年奥运会停车场、上海2010年世博会、广州2012年亚运会各主题公园的设计中均考虑使用绿色环保透水混凝土，用来增加雨水下透，提高土壤中水分上透，以提高植被成活和生长的可能性，改善城市生存条件。第十三页，共205页。2、技术环境

在技术层面上，国内外透水混凝土的配制技术一直采用无砂大孔透水混凝土的设计思路，在混凝土配制过程中减少胶凝材料用量增大透水系数时，混凝土强度不能满足设计要求，提高胶凝材料的用量时，混凝土强度提高但透水系数又不能满足设计要求，这一矛盾一直困扰着混凝土生产企业和混凝土技术人员。第十四页，共205页。本研究以克服无砂大孔透水混凝土缺陷作为研究的技术基础，在保证混凝土透水顺畅的条件下，主要解决如何提高透水混凝土的强度和耐久性问题。第十五页，共205页。3、技术路线

为了解决混凝土的透水、强度和耐久性之间的矛盾，我们主要通过采取以下几种技术途径：第十六页，共205页。3.1透水参数的确定：量化降水速度与混凝土性能参数关系

科学地将特大暴雨记录降水量、降水速度与混凝土的孔隙率、透水速度之间建立对应的量化关系，实现透水混凝土透水功能与气象条件的协调统一，确定合理的透水系数指标范围。第十七页，共205页。3.2透水技术指标的实现

定量预留贯通开口孔隙设计法

在配合比设计时以多组分混凝土理论为指导，在设计中定量预留贯通开口孔隙、选择合理的粗集料、适当添加细集料和胶粉，确保原材料配制比例的准确性及几何模型的科学性，实现混凝土优异的透水性。第十八页，共205页。3.3强度技术指标的实现

提高界面粘结强度增加强度机理

提高界面粘结强度增加透水混凝土强度，主要有以下两个途径：第十九页，共205页。（1）扩大粘结面积增加强度

在粗集料品种和用量一定的条件下，采用较大粒径石子配制绿色环保透水混凝土时，加入适量细集料，由水泥砂浆包裹石子，实现胶凝材料总量不变而浆体和石子的粘结面积扩大，提高粘结强度，使透水混凝土的强度增加。第二十页，共205页。（2）增大浆体粘结力提高强度

在透水混凝土配合比固定的条件下，适量掺加胶粉，增加了水泥砂浆浆体的粘结力，实现水泥混合砂浆浆体总量不变而浆体和石子之间的粘结力变大，粘结强度提高，提高了透水混凝土的强度。第二十一页，共205页。3.4生产控制

水泥砂浆裹石工艺

透水混凝土是由粗集料、细集料、水泥、掺合料、外加剂、胶粉和水拌制而成，含适量细集料和胶粉，在生产时采用强制搅拌，使预拌的干硬性混凝土拌和物在粗集料表面包裹一薄层水泥混合砂浆。第二十二页，共205页。3.5施工控制

贯通开口孔成型工艺预拌的混凝土拌和物由自卸车运输到施工现场后经过机械摊铺，碾压成型后相互粘结而形成贯通开口孔隙均匀分布的蜂窝状结构，保证混凝土透水顺畅，实现粘结强度高且透水系数大。第二十三页，共205页。4、技术原理绿色环保透水混凝土设计的几何模型第二十四页，共205页。

图1普通混凝土防渗机理图第二十五页，共205页。

图2透水混凝土工作机理图第二十六页，共205页。图3无砂大孔透水混凝土试件

第二十七页，共205页。无砂大孔透水混凝土，石子表面有一层凝固的水泥浆，但浆体很薄，粗集料之间的粘结点面积很小。能够实现混凝土透水过程顺畅，但在受力过程中由于粘结点面积太小，表现为散裂破毁过程。第二十八页，共205页。

无砂大孔混凝土，混凝土透水系数较大，存在的问题是强度较低，产生这种情况的原因是浆体量很少，尽管确保了透水，但因粗集料之间的粘结面积太小，影响了混凝土的强度。第二十九页，共205页。

定量预留贯通开口孔隙设计透水混凝土设计的几何模型第三十页，共205页。图4掺细集料透水混凝土试件第三十一页，共205页。图5掺细集料透水彩色混凝土试件第三十二页，共205页。

掺细集料透水混凝土，石子表面有一层凝固的水泥砂浆。水泥砂浆将石子之间的双凹面粘结成一体，粘结面积增加很多。开口孔隙数量保证了混凝土透水过程顺畅，在受力时集料之间的粘结面积比无砂混凝土增加很多，使石子之间粘结部位的双尖角变成了双圆弧面，减少了由于结构缺陷引起的混凝土结构破毁，提高了混凝土强度。第三十三页，共205页。掺细集料透水混凝土，在胶凝材料用量不变的情况下，根据预留开口孔隙定量添加细集料，增加了粗集料之间的粘结面积，提高了混凝土的强度。第三十四页，共205页。图6掺胶粉透水混凝土试件第三十五页，共205页。图7掺胶粉彩色透水混凝土试件第三十六页，共205页。

掺胶粉透水混凝土，石子表面有一层凝固的水泥砂浆。水泥砂浆由于粘度较大将石子之间的双凹面粘结成一体，粘结物填充于石子接触面之间的双尖角之间，形成了双圆弧。确保了混凝土透水通道顺畅，混凝土受力时将由尖角部位应力集中引起的破毁改变为均匀受力破毁过程，使强度提高。

第三十七页，共205页。

根据定量预留贯通开口孔隙，在混凝土配合比设计中，合理掺加胶粉，提高了水泥混合砂浆的粘结力，增大了粗集料之间的粘结强度，最终提高了透水混凝土的强度。第三十八页，共205页。

定量预留开口孔隙混凝土体积组成模型，在配比设计时定量预留贯通开口孔隙，确保了透水，同时考虑了形成混凝土骨架的粗集料的粘结强度的提高，实现了透水性好，强度较高。第三十九页，共205页。

无砂大孔透水混凝土砖强度一般都比较低，大致在5—15MPa之间，而奥林匹克公园透水混凝土强度要求在C20以上，因此我们称之为高强度绿色环保透水混凝土。第四十页，共205页。

5、设计参数的确定第四十一页，共205页。5.1、透水参数的确定依据5.1.1降雨的分类

小雨、中雨、大雨、暴雨第四十二页，共205页。暴雨预警信号

暴雨预警信号分四级，蓝色、黄色、橙色、红色。第四十三页，共205页。5.1.2、透水设计参数的确定

第四十四页，共205页。1）透水系数的确定

配制高强度绿色环保透水混凝土的目的就是在雨天快速将雨水排出，防止地面积水，国内研究透水混凝土的单位很多，但是没有一个单位直接将混凝土的透水性与降雨量之间建立联系，结合我国各地的雨情，参考我国最大暴雨降水量记录1672mm，世界最大的暴雨降水量记录1870mm。第四十五页，共205页。

我们初步确定透水混凝土在暴雨红色预警信号时雨水能顺利排出，达到最大暴雨降水量时仍不积水为设计计算的技术依据。这里取我国最大暴雨降水量记录1672mm降水在半小时到一小时内完成，则降水速度为0.46—0.93mm/s；取世界最大的暴雨记录降水量1870mm在半小时到一小时内完成，则降水速度为0.52—1.04mm/s。第四十六页，共205页。第四十七页，共205页。

从透水混凝土截面看，只有开口孔隙部分透水，为保证快速降雨的水量能够及时排出，混凝土开口孔内雨水的的最大流动速度应大于由降水速度除以孔隙率求得的水流速度，单位为mm/s，开口孔隙率不同的混凝土合理的透水速度也不同，具体计算数据如下表1所示。第四十八页，共205页。

降水速度（mm/s）空隙率0.460.520.931.0415%3.13.56.26.918%2.62.95.25.821%2.22.54.45.024%1.92.23.94.327%1.71.93.43.930%1.51.73.13.533%1.41.62.83.236%1.31.42.62.9表1降水速度、混凝土开口孔隙率、混凝土内水分流动速度计算表第四十九页，共205页。

由上表可知，透水混凝土开口孔隙率在15--36%之间时，满足特大暴雨顺利通过的混凝土内最大水流动速度介于1.3—6.9mm/s之间。我们定义单位面积上水流过混凝土的速度为透水系数，单位取mm/s。也就是说，当混凝土的强度满足地面交通承载能力时，只要实际测出的透水系数大于上表对应数据，均能满足特大暴雨时路面不积水的要求。第五十页，共205页。

这样我们就科学地将特大暴雨记录降水量、降水速度与混凝土的孔隙率、透水速度之间建立了量化对应关系，实现了透水混凝土透水功能与气象条件的协调统一，确定了合理的绿色环保透水混凝土透水系数指标范围。第五十一页，共205页。5.1.3奥林匹克国家森林公园绿色环保透水混凝土技术要求

奥林匹克国家森林公园透水混凝土设计要求，先将基础素土夯实，压实系数不小于93%；铺设100mm厚碎石碾压密实；300mm厚级配砂石垫层；30mm厚砂滤层；受力层铺设200mm厚5-15㎜粒径碎石C20透水混凝土；面层铺设50mm厚6-8㎜粒径碎石C20透水混凝土或者透水防腐龙骨木。第五十二页，共205页。

为了满足以上设计要求，我们确定高强度绿色环保透水混凝土应当有合理的开口贯通孔隙满足透水功能；较高的强度满足载重消防车辆的通行和停放功能；同时还要有较好的耐久性。第五十三页，共205页。技术指标

①抗压强度等级C25，能够承栽消防救火车辆通过的压力；②孔隙率为15%—25%，保证开口孔隙对应透水总量大于降水总量；第五十四页，共205页。

③透水系数为2.7～4.5mm/s，保证透水速度大于降水速度；④抗冻融循环次数≥50，保证地面的正常使用寿命。第五十五页，共205页。

5.2、定量预留贯通开口孔隙设计方法第五十六页，共205页。5.2.1、配合比设计的理论依据

本设计方法的理论依据为2006年通过鉴定的多组分混凝土理论，透水混凝土的强度与水泥强度、胶凝材料用量和水泥浆体凝胶孔之间满足以下规律：f=σ×（0.23C0/W-0.27)第五十七页，共205页。

f---混凝土设计强度值σ---水泥理论强度值，由水泥实测强度求得σ=R28/0.19C0---单方混凝土水泥用量W---单方混凝土用水量0.27---水泥浆体凝胶孔孔隙率第五十八页，共205页。5.2.2定量预留贯通开口孔隙设计方法

在透水混凝土配合比设计中主要确定粗集料、细集料、胶凝材料、胶粉、拌合水和外加剂的用量。具体设计过程，先将优选的单粒级石子用水浸泡，测出吸水率，然后用容量筒测出饱和面干单粒级石子的容重和空隙率。第五十九页，共205页。

在配制高强度绿色环保透水混凝土时，可以认为混凝土体积与粗集料自然堆积体积相同，石子的堆积密度数据就是配制1m3透水混凝土所用的粗集料用量。第六十页，共205页。孔隙率试验第六十一页，共205页。第六十二页，共205页。第六十三页，共205页。第六十四页，共205页。第六十五页，共205页。

空隙部分被区分成两部分，一部分由水泥混合砂浆填充，一部分作为开口孔隙用来透水，胶凝材料、砂子和其它组分的体积由石子空隙减去预留贯通开口孔隙之差求得，科学定量地配合比计算保证了混凝土透水的通道。第六十六页，共205页。体积比例第六十七页，共205页。具体计算采用如下公式：VS=VZK-VB-VA-VW-VJ-VYK式中：VS-------单方混凝土中细集料的体积VB-------单方混凝土中胶凝材料的体积VJ-------单方混凝土中胶粉的体积第六十八页，共205页。VW-------单方混凝土中拌合水的体积VA-------单方混凝土中外加剂的体积VYK-------单方混凝土中预留孔隙的体积VZK-------单方混凝土中石子空隙的总体积

第六十九页，共205页。

无砂大孔透水混凝土用于粘结粗集料的只有水泥浆，粘结面积很小，因此强度较低。当水泥浆体的量增加时，浆体较稀，在成型时由于振动和自重的作用流到粗集料的下侧，使混凝土的下侧空隙被浆体堵塞，虽然强度增加但是由于形成底部封闭的杯形开口孔隙使透水系数下降。第七十页，共205页。杯形结构图片第七十一页，共205页。无砂大孔透水混凝土配合比设计主要以实验验证为主，在施工的长周期中，由于材料经常发生变化，试验次数跟不上，施工技术人员又没有理论量化数据和合理的生产工艺指导生产，使强度与透水系数之间存在矛盾。第七十二页，共205页。

为克服以上矛盾，本研究在透水混凝土配合比设计时，首先定量预留满足混凝土透水所需要的贯通开口空隙，根据强度要求准确计算水泥、掺合料、外加剂和水的用量。第七十三页，共205页。

根据预留孔隙的大小用粗集料空隙率对应的体积数减去胶凝材料（水泥和掺合料）、外加剂、拌合水和胶粉所占空隙体积和预留开口孔隙体积值，即可准确求得细集料体积数，利用材料的密度乘以单方材料的体积用量即可求得质量用量。第七十四页，共205页。

生产时采用二次投料工艺将它们拌制成水泥混合砂浆，使粗集料颗粒表面由一层粘度较大的水泥混合砂浆包裹(约5--10mm)；第七十五页，共205页。水泥砂浆包裹石子图片第七十六页，共205页。

成型时将内核含粗集料的颗粒碾压互相粘结起来，形成贯通开口孔隙，在胶凝材料用量相同的情况下，既保证了透水贯通开口孔隙，又扩大了粗集料之间的有效粘结面积以及界面粘结力，提高了混凝土的强度。第七十七页，共205页。第七十八页，共205页。第七十九页，共205页。高强透水混凝土配合比设计

第八十页，共205页。1）配制强度的确定

按现行规范fcu.p=fcu.o+1.645σ确定第八十一页，共205页。2）胶凝材料用量的确定

依据多组分混凝土理论公式：f=σ×（0.23C0/W-0.27)第八十二页，共205页。

当设计强度、工作性、水泥、耐久性指标确定后，将各参数代入上式，以求得水泥用量C0，为降低水泥水化热，采用掺合料等活性、等填充替换建立联立方程，通过计算可以求得水泥与掺合料的准确用量，实现了掺合料品种和用量的合理选择，使水泥与掺合料的掺量达到最佳。第八十三页，共205页。等填充替换C0=u1C+u2F+u3K等活性替换C0=α1C+α2F+α3K最小用量条件C+F+K≥300最多用量条件C+F+K≤600第八十四页，共205页。

根据由以上分析及公式的推导即可求得水泥、矿渣粉、粉煤灰和硅灰的准确用量。得到透水混凝土强度、工作性、耐久性与胶凝材料用量之间确定的数字量化关系。第八十五页，共205页。3）石子用量的确定

根据透水混凝土所选用的粗集料，在以上研究的基础上，我们测出石子的堆积密度，即得到粗集料单方用量数值。第八十六页，共205页。4）外加剂用量的确定

减水剂：掺量为胶凝材料0.5—1.5％早强剂：掺量为胶凝材料0.5—1.0％胶粉：掺量为胶凝材料0.5—3.0％颜料：根据需要现场确定第八十七页，共205页。5）用水量的确定

用水量W=0.23C×β×(1-n）第八十八页，共205页。

由于砂石吸水率的变化，计算用水量在实际生产中要经常调整，而用水量直接决定水胶比，水胶比对透水混凝土的强度和透水性都有较大的影响。对确定的某一级配集料的水泥用量，有一最佳水胶比，此时透水混凝土才会具有最大的抗压强度。第八十九页，共205页。

当水胶比小于这一最佳值时，水泥砂浆难以均匀地包裹所有的集料颗粒，达不到适当的密实度，不利于强度的提高。反之，如果水胶比过大，易产生离析，水泥砂浆会从集料颗粒上淌下，堵塞混凝土下部，形成杯形的开口孔隙，阻止水分通过，影响混凝土强度的均匀稳定性。第九十页，共205页。第九十一页，共205页。

在实际工作中要根据现场情况来判定水胶比是否合适。具体方法就是取一些拌合好的拌和物进行观察，如果水泥砂浆在粗集料颗粒表面包裹均匀，没有水泥砂浆下滴现象，则说明水胶比较为合适。第九十二页，共205页。6）砂子用量的确定对单粒级石子配制的透水混凝土，假定预留开口孔隙对应的体积为VYK，则砂子的体积用量为石子空隙率对应的体积VZK减去每立方混凝土中胶凝材料对应的体积VB、外加剂对应的体积VA、拌合水所占体积VW、胶粉对应的体积VJ以及预留孔隙的体积数VYK。即：VS=VZK-VB-VA-VW-VJ-VYK第九十三页，共205页。6、高强透水混凝土试验研究

第九十四页，共205页。6.1、原材料的选择透水混凝土作为一种地面材料，使用量极大，因此在原材料的选择方面必须以当地容易取得为目标，尽量少选或者不选运距远、价格高的材料。第九十五页，共205页。6.1.1、水泥

水泥的参数指标如下表2:

第九十六页，共205页。表2水泥基本性能

第九十七页，共205页。6.1.2、粗集料

本研究选用10～20mm和5-10mm的碎石，级配良好、质地坚硬、界面条件较好，针片状含量低。第九十八页，共205页。表3石子基本性能

表4放射性指标

第九十九页，共205页。6.1.3、细集料

传统无砂大孔透水混凝土没有使用细集料，我们在定量预留贯通开口孔隙绿色环保透水混凝土的研究中使用细集料。第一百页，共205页。

目的在于当混凝土配合比其他组分不变时，使用细集料增加了粗集料相互接触而形成的双凹粘结面之间的水泥混合砂浆总量，扩大粗集料之间的粘结面积，减少了粗集料粘结部位的结构缺陷，既保证混凝土透水又提高强度。第一百零一页，共205页。

同时提高了混凝土的抗冻融性能，改善了耐久性。对于细集料，模数越小，比表面积越大，界面粘结越牢固，但水泥用量增加。细集料的模数越大，比表面积越小，则不利于界面粘结。细集料的含泥量越低，粘结强度越高。第一百零二页，共205页。

这样在高强度绿色环保透水混凝土配制中掺加细集料，既保留了贯通开口孔隙，确保透水系数不降低，又扩大了粗集料之间的粘结面积实现了透水混凝土的高强化。

本研究选用洁净的中砂，细度模数为2.6～3.0。第一百零三页，共205页。表5砂的技术指标第一百零四页，共205页。6.1.4、掺合料本研究采用首钢产粒化高炉矿渣粉。第一百零五页，共205页。表6矿渣粉的化学成分

表7矿渣的物理力学性能指标

第一百零六页，共205页。6.1.5、外加剂透水混凝土为干硬性混凝土，外加剂是提高强度和改善耐久性必不可少的组分。第一百零七页，共205页。表8外加剂基本性能

第一百零八页，共205页。6.1.8、拌合及养护用水

拌合及养护用水采用自来水。第一百零九页，共205页。6.2、配比试验及结果分析

6.2.1、掺细集料配合比及试验

在配合比设计时，经过定量计算掺入适量的细集料，根据试验数据分析砂率与透水混凝土性能的关系，确定细集料合理的掺量，在保证混凝土透水的基础上，提高透水混凝土的强度。第一百一十页，共205页。（1）试验用原材料

北京P.O42.5水泥

10—20mm碎石

中砂

复合外加剂

饮用水第一百一十一页，共205页。（2）配合比计算

以相同的水胶比、水泥用量、外加剂掺量和压制成型方式进行试验，设计配合比时定量预留贯通开口孔隙。第一百一十二页，共205页。表91m3绿色环保透水混凝土后体积组成(dm3)

第一百一十三页，共205页。表10细集料掺量对透水混凝土的影响试验第一百一十四页，共205页。（3）结果分析由表10中的数据显示加入细集料，当砂率为2%时，对混凝土的强度和透水系数影响不大，当砂率为3.5%时，混凝土的强度显著变化。第一百一十五页，共205页。当砂率为10%时，混凝土内浆体与粗集料的粘结面积很大，强度与普通混凝土相当。从上述试验结果可知，增加砂率，透水混凝土的强度增加，透水系数降低。第一百一十六页，共205页。6.2.2、掺胶粉配合比及试验在配比设计时经过定量计算掺入适量胶粉，依据试验数据分析胶粉掺量与透水混凝土性能的关系，确定胶粉的合理掺量，在保证混凝土透水的基础上，提高透水混凝土的强度。第一百一十七页，共205页。（1）试验用原材料

北京P.O42.5水泥

10—20mm碎石

胶粉

复合外加剂

饮用水第一百一十八页，共205页。（2）配合比计算

以相同的水胶比、水泥用量、外加剂掺量为基础，设计配合比时定量预留贯通开口孔隙。试验中采用压制成型方式，试验配合比计算如下表11：第一百一十九页，共205页。表111m3绿色环保透水混凝土后体积组成(dm3)第一百二十页，共205页。表12胶粉掺量对透水混凝土的影响试验

第一百二十一页，共205页。（3）结果分析从表12中的数据可知，当胶粉掺量为0.5%时，对混凝土的强度和透水系数影响不大，当掺量为1.0%时，混凝土的强度有显著提高。第一百二十二页，共205页。当胶粉掺量为2.5%时，粗集料之间的粘结强度较高，配制的透水混凝土具有较高的强度。但是当胶粉掺量为由2.5%增加到3.5%时，强度没有明显的提高，证明胶粉的最佳掺量在2.5%左右。第一百二十三页，共205页。从上述试验结果可知：增加胶粉，透水混凝土的强度增加，透水系数和孔隙率基本不变，并且掺量为1.0%--2.5%时，透水混凝土的强度随掺量增加而增加，当掺量超过2.5%时，强度的提高不明显。第一百二十四页，共205页。胶材用量对混凝土强度的影响在本次研究中，由于配合比设计时考虑了贯通开口孔隙，混凝土的实际透水速度均大于特大暴雨记录时的降水速度，透水系数均大于工程设计要求的透水系数，因此我们重点将胶材用量对透水混凝土强度的影响进行了试验。

第一百二十五页，共205页。表131m3绿色环保透水混凝土后体积组成(dm3)第一百二十六页，共205页。表14配合比及试验结果第一百二十七页，共205页。试验结果分析

我们利用表14数据对各组配合比的强度试验数据进行分析可知，在水胶比不变的情况下，随着水泥用量的增加，透水混凝土强度提高。第一百二十八页，共205页。

比较10-20mm大石子和5-10mm的小石子，在相同水胶比和水泥用量的条件下，用小石子配制的混凝土强度高于用大石子配制的混凝土的强度。第一百二十九页，共205页。成型方式对透水混凝土的影响（1）成型试验根据三年多现场实验得知，当水胶比为0.25—0.4时透水混凝土的强度和透水系数都比较理想，在试验中我们以相同的水胶比、水泥用量、外加剂掺量和骨胶比为基础配合比，通过另外四种不同的成型方式制作试块，研究成型方法对透水混凝土强度和透水系数的影响，试验数据如表15所示。第一百三十页，共205页。表15不同成型方式对透水混凝土的影响试验数据第一百三十一页，共205页。第一百三十二页，共205页。第一百三十三页，共205页。第一百三十四页，共205页。第一百三十五页，共205页。第一百三十六页，共205页。第一百三十七页，共205页。第一百三十八页，共205页。第一百三十九页，共205页。第一百四十页，共205页。第一百四十一页，共205页。第一百四十二页，共205页。（2）结果分析用成型方式1、5、9手工插捣制作的试块，均匀性较好，但密实度差，粗集料之间的界面粘结面积小，强度较低，透水系数较大。第一百四十三页，共205页。用成型方式4、8、12机械振捣20秒制作的试块，分层严重，混凝土上层结构较松散，下部密实，由于匀质性差，与手工插捣相比强度变化不大，但透水系数降低。这是因为强力振捣，水泥混合砂浆大多沉积在下部，混凝土内部没有形成由上而下的贯通开口孔隙，而上部则只是粗集料堆积在一起，缺少胶结，所以强度不高且透水性变差。第一百四十四页，共205页。

用成型方式2、6、10机械振捣15秒制作的试块，均匀性较好，比手工插捣制作的试块，强度提高，但透水系数变小。第一百四十五页，共205页。

用成型方式3、7、11手工插捣、机械振捣10秒制作的试块，均匀性较好，强度比单纯手工插捣或者机械振捣15秒的都高，透水系数减小。第一百四十六页，共205页。

从表中数据还可以看出，序号1、2、3、4对应的为无砂混凝土试件，强度普遍较低。第一百四十七页，共205页。序号5、6、7、8对应的试件为掺胶粉的混凝土，强度比无砂混凝土高，原因是掺加胶粉增加了水泥浆体的粘稠度，增大了石子之间的界面粘结力，混凝土强度提高。第一百四十八页，共205页。

序号9、10、11、12对应的试件为掺砂子和胶粉的混凝土，强度比无砂混凝土和掺加胶粉的都高，原因是掺加胶粉增加了水泥浆体的粘度，增大了石子之间的界面粘结力，同时砂子的掺入扩大了石子之间的有效粘结面积，两者共同作用提高了混凝土强度；第一百四十九页，共205页。以上几种配合比制作的试件透水速度均大于30mm/s,远远大于最大暴雨时要求地面混凝土具备的1.3mm/s～6.9mm/s的透水速度。

第一百五十页，共205页。通过试验分析，这几种成型方式对透水混凝土强度和透水系数的影响也不相同，手工插捣成型的试块上下层较均匀，但堆积松散；机械振捣成型的试块堆积紧密，但浆体容易在下部沉积，在实际生产中我们不能使用手工插捣和机械振捣的成型方式。第一百五十一页，共205页。在工程施工过程中，为预防混凝土拌和物分层，保证贯通开口孔隙的形成，我们采用碾压成型方式，实现透水混凝土强度和透水系数的有机结合。第一百五十二页，共205页。第一百五十三页，共205页。第一百五十四页，共205页。第一百五十五页，共205页。第一百五十六页，共205页。第一百五十七页，共205页。第一百五十八页，共205页。6.3、推荐配合比6.3.1、掺加胶粉透水混凝土配合比表16胶粉绿色环保透水混凝土体积组成（dm3/m3）第一百五十九页，共205页。表17掺加胶粉绿色环保透水混凝土配合比(Kg/m3)第一百六十页，共205页。6.3.2、掺加细集料透水混凝土配合比（1）用水泥配制的掺加细集料绿色环保透水混凝土表18预留开口孔混凝土体积组成（dm3/m3）第一百六十一页，共205页。表19预留开口孔混凝土配合比(Kg/m3)第一百六十二页，共205页。（2）含掺合料掺加细集料绿色环保透水混凝土表20预留开口孔混凝土体积组成（dm3/m3）第一百六十三页，共205页。表21预留开口孔混凝土配合比(Kg/m3)第一百六十四页，共205页。7、试件检测及地面施工

在以上研究的基础上，我们在2007年3月26日配制了透水混凝土试件，送中国建筑科学研究院建材所进行检测。第一百六十五页，共205页。检测

经测试，送检的二组透水混凝土试件用定水位法测得的透水速度达76mm/s,抗压强度达29MPa、30MPa，孔隙率为25%、28%，抗冻融循环50次，克服了无砂大孔透水混凝土强度不高、耐久性差的缺陷，达到研究设定的的目标。第一百六十六页，共205页。第一百六十七页，共205页。第一百六十八页，共205页。第一百六十九页，共205页。第一百七十页，共205页。第一百七十一页，共205页。小面积施工经过试验室试配，中国建筑科学研究院检测验证后，我们利用定