无砂混凝土施工的质量控制要点

魏 强 张志勇

在当前的社会生活中，人们越来越重视保护自身所处的自然环境。在我市的新建、改建人行道、广场及公园地面工程中大量使用透水材料和结构(10 cm厚碎石垫层+10 cm～15 cm厚无砂混凝土+混凝土透水路面砖)，使部分雨水能够透过、渗入土壤，不失为回补地下水、保护生态环境的一种有效尝试。针对这一在市政道路工程中相对较新的施工工艺，结合已建成工程的实际应用，通过研究无砂透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率、最佳配合比，分析了无砂混凝土的施工质量控制要点。

无砂混凝土，顾名思义就是没有砂的混凝土，由粗骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆，石子之间接触点由水泥浆胶凝固结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。因石子之间缺乏足够的细骨料填充物——砂，就存在大量相互连通的空隙或孔隙，这样的混凝土就可以达到透水的效果。

1 原材料的选择及用量

1.1 水泥

由于粗骨料是点接触粘结，抗压强度一般较低，故强度等级为42.5普通硅酸盐水泥是最佳选择，应符合现行国家标准GB 175硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的要求。

1.2 粗骨料

1)类型:骨料类型影响无砂透水混凝土的抗压强度。无砂透水混凝土应采用较大幅度级配的卵石骨料配制。1 m3混凝土所用的骨料总量取骨料的紧密堆积密度的数值，大致为1 200 kg～1 400 kg。2)粒径:对于卵石骨料的无砂透水混凝土，经多项工程试验表明在其他条件相同情况下，5 mm～10 mm粒径骨料的混凝土抗压强度大于10 mm～20 mm粒径骨料的混凝土强度，所以骨料(石)应采用5 mm～10 mm，10 mm～20 mm的单一粒级的卵石，以5 mm～10 mm为佳，并严格控制针片状颗粒。3)骨料的堆放和运输应符合下列要求:骨料应按不同品种分批运输和堆放，不得混杂;骨料运输和堆放应保持颗粒混合均匀，减少离析;采用自然级配时，堆放高度不宜超过2 m，并应防止树叶、泥土和其他有害物质混入;在堆放和运输时，宜采取防雨措施，并防止风刮飞扬。在气温不小于5℃的季节施工时，根据工程需要，预湿时间可按外界气温和来料的自然含水状态确定，应提前半天或一天对粗骨料进行淋水或泡水预湿，然后滤于水分进行投料。在气温低于5℃时，不宜进行预湿处理。

1.3 水

混凝土拌和和养护用水均应采用洁净饮用水，符合国家现行标准JGJ 63混凝土拌和用水标准的要求。

1.4 外加剂

无砂混凝土日常可采用主要由硅粉、增强剂和UEA组成的粉体粘结剂，以提高水泥浆与骨料的界面强度;在冬季施工，可采用BHF-4型混凝土防冻剂。所用的外加剂应符合现行国家标准GB 8076混凝土外加剂的要求。

2 配合比的选择

根据碎石的不同粒径选择合适的水泥用量。石子用紧密堆积密度来计算，例如1 400 kg/m3～1 600 kg/m3;用水量和水泥量宜以配制的水泥浆能均匀附在骨料表面并呈油状光泽而又不形成浆体流淌为度，保证混凝土透水性为准。可在净水灰比0.30～0.42的范围内选用一个试配水灰比，通过试配以确定配合比。一般C15无砂混凝土的水泥用量为300 kg/m3～350 kg/m3。另外需添加一定比例的外加剂，要求高时，可以掺加少量粉体粘结剂等。

对同一粒径的骨料拌制无砂混凝土，要考虑最佳水泥用量和水灰比。表1为在某人行道改造工程中根据碎石的不同粒径和水泥的不同掺量进行的试配试验。

表1 无砂混凝土配合比与性能

3 搅拌

1)搅拌机械:必须采用强制式搅拌机搅拌。2)投料顺序:水泥+水+外加剂，搅拌均匀后加入5 mm～10 mm碎石再继续搅拌均匀。3)搅拌时间:由于水泥浆的稠度较大，且数量较少，为了保证水泥浆能够均匀地包裹在骨料上，搅拌时间适当延长，拌和至水泥浆均匀包裹在骨料表面且呈油状光泽时为准。当采用预湿饱和面干骨料时，粗骨料、水泥和净用水量可一次投入搅拌机内，拌合时间宜为1.5 min～2.0 min。采用干骨料时，先将骨料和40%～60%总用水量投入搅拌机内，拌和1 min后，再加入剩余水量和水泥拌和1.5 min～2.0 min。

4 拌合物运输

拌合物在运输中应采取措施减少坍落度损失和防止离析。当产生拌合物稠度损失或离析较重时，浇筑前应采用二次拌和，但不得二次加水。拌合物从搅拌机卸料起到浇入模内为止的延续时间不宜超过45 min。当用搅拌运输车运送轻骨料混凝土拌合物，因运距过远或交通问题造成坍落度损失较大时，可采取在卸料前掺入适量减水剂进行搅拌的措施，满足施工所需的和易性要求。

5 浇筑

在浇筑前，应先用水湿润路面，防止混凝土水分流失加速水泥凝结。现场浇筑时，混凝土拌合物直接浇筑入模，依靠自重落料压实，拌合物浇筑倾落的自由高度不应超过1.5 m。当倾落高度大于1.5 m时，应加串筒、斜槽或溜管等辅助工具。在浇筑时不得采用强烈振捣或夯实，浇筑后用轻型压路机或用其他工具压实压平拌合物。

6 养护

无砂混凝土由于存在大量孔隙，易失水，干燥很快，所以早期养护非常重要。浇筑后用塑料薄膜覆盖表面，并开始洒水养护。采用自然养护时，湿养护时间不应少于7 d。

7 透水系数测定

采用变水位和定水位透水系数测定方法。孔隙率的测定方法:将试件浸泡在水中使其饱水后，称取试件在水中的重量 W1;将试件从水中取出，控干内部吸入的水并擦干表面多余的水，待重量恒定后称取试件在空气中的重量 W2，并测定试件外观体积V。孔隙率按下式计算:

8 结语

1)无砂透水混凝土的强度与水泥用量和水灰比有关，对同一粒径的骨料拌制无砂混凝土，存在着最佳水泥用量和水灰比。2)对于不同粒径的骨料，在水泥用量相同时，并非骨料粒径小的混凝土强度大。3)无砂混凝土的孔隙率、透水性随水泥用量增大而降低，且粒径大的比粒径小的略高。无砂混凝土的渗透系数与连通孔隙率有较好的对应关系。无砂混凝土作为市政道路工程中相对较新的施工工艺，其质量与原材料的选择、配合比的确定、搅拌运输浇筑、养护均有较大的关系，需要施工人员按照行业规范标准，结合工程实际，严格控制相关的施工要点，才能切实保证工程质量。

[1] JGJ 51-2002，轻骨料混凝土技术规程[S].

[2] 王兵屯.浅析混凝土质量控制[J].山西建筑，2008，34(5):244-245.