彩色透水混凝土施工工艺要点探讨

徐志承

（上海浦兴路桥建设工程有限公司，上海市201210）

0 引言

随着保护水资源、降噪、缓解城市热环境、缓解地表径流、改善城市地表土壤生态环境和美化环境等特点突出的彩色透水混凝土日益被广泛地应用于人行步道、广场、公园、轻载机动车道等区域，其施工质量也越来越受到人们的关注。为此，在详细调研基础上，并结合大量工程实践经验，从设计、材料、配比、生产施工等几个方面阐述与分析彩色透水混凝土的施工工艺要点，以为该类技术的深度推广与应用提供一定的参考。

1 设计

在综合考量项目地点、气候及交通等多方面因素的基础上，一般对彩色透水混凝土路面采用2层设计的方式，即原色的透水混凝土底层加彩色透水混凝土面层。2层透水混凝土设计的厚度和公称粒径大小也不同，一般采用下层粗厚、上层细薄的设计方式。如北京大兴新城滨河森林公园彩色透水混凝土路面的底层采用厚度为8 cm，粒径尺寸为10～20 mm的原色透水混凝土；面层设计为厚40 cm、粒径尺寸6～8 mm的彩色面层[1]。厦门洪钟大道彩色透水混凝土路面项目则设计为7 cm原色透水混凝土+4 cm暗红色透水混凝土[2]。广州国际生物岛环岛路观光车道的彩色透水混凝土道路也是采用两层设计，基层采用15～20 mm粒径的素色透水混凝土，面层采用6～8 mm粒径的彩色透水混凝土[3]。这种设计方式既让底层的牢固性有了保障，又保证利润路表的美观和透水效果。

2 材料选择

彩色透水混凝土的原材料主要包括胶黏剂、集料、水、颜料和添加剂，通常根据其使用功能需要和设计要求，进行原材料的选择与搭配。

2.1 胶黏剂

一般采用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥、高等级硅酸盐水泥[1-3]。选用水泥时，除应满足相关国家标准要求外，还应通过混凝土配合比试验，根据其透水系数、强度、色彩等指标优选适宜的水泥品种和强度等级。

2.2 集料

通常使用质地坚硬、耐久、洁净的集料，如高石。集料含泥量不大于0.5%，无泥块和其它杂质，堆积密度不小于1 350 kg/m3，压碎值不大于15%。粒径范围的选择有 6～8 mm、5～10 mm、10～20 mm、10～24 mm等多种形式。

2.3 水

一般使用自来水直接用作透水性水泥混凝土搅拌的水源，非自来水时须加以处理。

2.4 颜料

要求选择的颜料耐候、无毒、无污染，如浓缩的无机颜料，颜料颜色有暗红色、浅红色、蓝色、绿色等多种选择。

2.5 添加剂

为了达到保水、缓凝、提高强度、改善施工性能等效果，彩色透水混凝土使用添加剂。添加剂主要包括以苯丙乳液为主的有机材料和以无定形二氧化硅为代表的无机类材料。在实际选择使用时，应根据实际试配过程中拌合物性能及强度、透水率等指标选择增强剂。

3 配比设计

一般采用正交方法，通过考察水胶比、透水系数、冻融性能、碳化性能及耐磨性等指标确定彩色透水混凝土的配比。

3.1 根据28 d抗压强度和透水系数确定水胶比

彩色透水混凝土28 d抗压强度一般不小于C20，而水胶比则是决定该指标的关键因素。已有的研究与应用成果表明水胶比一般控制在0.2～0.4范围内[4-7]，实际值须根据28 d抗压强度确定。较小的水胶比不但难以完全包裹骨料的表面，而且存在胶结层薄、不连续等问题，最终导致强度低。水胶比过大时，会造成水泥浆离析小落，骨料与胶结层结合不均匀，也会导致混凝土强度低。只有当水胶比合适时，胶结料与骨料结合均匀、无离析、小孔结构连续，28 d抗压强度才能达到最大化水平，合适的水胶比可将彩色透水混凝土的28 d抗压强度做到 40～50 MPa[4]。

在用28 d抗压强度确定的最大水胶比范围前提下，进一步通过考察该范围内的透水系数，最终确定最优水胶比。

3.2 根据冻融、碳化和耐磨指标确定颜料和添加剂占比

在确定水灰比的基础上，通过考察颜料和添加剂不同占比情况下彩色透水混凝土28 d的冻融损失情况、碳化深度和耐磨度等，进一步精确确定颜料和添加剂的用量。研究成果表明，颜料和添加剂在彩色透水混凝土中的占比一般分别为5%～10%和 0.5%～1.5%[3-6]。

4 生产施工

4.1 生产

通常采用强制式搅拌机生产彩色透水混凝土，在正式生产之前，须对拌机进行清洗，一般倒入骨料、水泥和水搅拌4～6 min，并全部废弃该批拌合料后开始正式生产。

由于设备、原材料及实际配比不同，彩色透水混凝土的拌合顺序具有灵活、多元化的特点，有先将集料与颜料干搅拌，再加入胶结料和添加剂继续干搅拌，最后加水湿拌合的工艺顺序；也有先将集料与部分水湿拌合，再加入其它材料拌合的操作；还有先将胶结料与集料干拌合，之后分批次加水湿拌合的生产。无论采用哪一种搅拌顺序，其目标都是保证生产出来的混凝土均匀、光泽、便于运输和施工，就总拌合时间而言，彩色透水混凝土总的搅拌时间一般控制在3 min左右。

4.2 运输

彩色透水混凝土的初凝时间决定了其可运输的时间和距离范围，时间一般控制在10～60 min。与此同时，为降低气候因素的影响，运输过程中尽量采取有效的保温和封闭措施，减少运输过程中的水分蒸发流失。

4.3 摊铺

在大规模摊铺之前，进行试铺以确定摊铺工艺参数，而后再进行正式摊铺。根据彩色透水混凝土拌合物的坍落度和路面横坡大小确定的松铺系数，一般宜控制在1.05～1.20之间。摊铺过程控制要点如下：

（1）在正式摊铺过程中，安排专人指挥车辆均匀卸料，在摊铺宽度范围内，分多堆卸料。

（2）摊铺速度与振捣、整平速度相适应，并不宜不大于30 m/h，同时碾压沿纵向方向进行，如遇接头或模板边缘，改为横向碾压，碾压时轮迹重叠控制在15～25 cm或平板振动板长的1/4到1/3。

（3）局部存在缺陷时，人工补料，再进行第二遍碾压。

（4）压实彩色透水混凝土后，采用抹光机对其表面进行整平，抹光机无法整平的细部凹缺部分，人工进行修平、补缺，如遇翻浆则翻挖再平整。彩色透水混凝土的抹面操作一般不小于4次。

4.4 养护

相比常规混凝土，彩色透水混凝土拌合物疏松多孔，水分更易流失。因此，为减少水分蒸发，不仅要用薄膜类覆盖物覆盖，而高频次洒水保湿，使透水混凝土表面始终处于潮湿状态。与此同时，当环境温度变化大、温度过低时，还要采取一定的保温措施。彩色透水混凝土湿养护时间一般不小于7 d，总养护时间在14～28 d之间，实际具体值依据施工地点环境温度确定。

4.5 处理表面

在彩色透水混凝土成型后的3 d左右，将透明或添加了颜料（用于补色）的封闭剂[8]，如双丙聚氨酯，均匀喷涂或涂刷于其表面，以增强其美观性和耐久性。表面处理时间不宜拖后，防止彩色透水混凝土被污染。

4.6 设置伸缩缝

完成养护14 d或强度达到大于等于设计强度25%时，用路用切割机切出胀缝和缩缝。胀缝贯穿2层透水混凝土，达到基层，宽度在15～20 mm之间，每18～20 m设置一道胀缝，缝内用泡沫棒、嵌缝油膏或沥青处理；缩缝深不小于混凝土浇筑厚度的1/3，缩缝宽度在5～8 mm，每5～6 m设置一道缩缝。

5 结语

相比传统混凝土，彩色透水混凝土对原材料、施工等方面要求的标准更高，尤其随着材料科学的不断发展，如颜料选择由无机变为有机或复合，这就要求该领域的从业人员不断学习、研究、掌握和应用日益更新的技术与工艺，应对人们对彩色透水混凝土视觉美感的不断追求。

[1]戢文占,石云兴,张涛，等.大兴新城滨河森林公园透水混凝土路面施工技术[J].施工技术,2014,43(21)：99-101.

[2]王杰林.彩色透水混凝土路面在海绵城市建设非机动车道中的应用[J].建筑与装饰,2011,(3)：219-220.

[3]马健萍.彩色透水混凝土路面工程管理实践[J].广东公路交通,2011,(3)：52-54.

[4]职晓云,胡保刚.郑州国际会展中心停车场彩色透水混凝土路面施工技术[J].施工技术,2011,40(345)：84-86.

[5]李美娟.再生骨料附着砂浆含量对路用透水型彩色再生混凝土性能的试验研究[J].四川建筑科学研究,2014,40(4)：258-259.

[6]代铮.彩色露骨料透水混凝土研制及在景观工程的应用 [J].混凝土,2016,(12)：158-160.

[7]李鸽.透水混凝土的试验研究[D].淮南：安徽理工大学,2013.

[8]张列.透水混凝土施工工艺及材料的探讨[J].建设科技,2017,(16)：97-98.