透水混凝土抗压强度和透水性能的影响因素研究

张万利

摘要：透水性混凝土是一种环保绿色材料，透水性混凝土具有质地较轻、孔洞多和透水性良好的特点，使用透水性混凝土材料，还具有保护城市环境、保护水资源，避免形成热岛效应等问题。本文应用正交实验法对混凝土的水灰比、骨料级配等进行了分析，结果显示出孔隙率、抗压强度和透水性有密切相关。

关键词：透水混凝土;抗压强度;透水性能;影响因素

一、透水混凝土抗压强度和透水性能的影响因素试验

（一）原材料的选择

在正交试验中，所选用的材料是海螺牌水泥，在水泥中，构成部分主要包括骨料，骨料的直径大小各不相同，主要包括两种直径。密度分别是每立方米2890kg和每立方米2870kg，在试验中分别采用几种不同的外加剂，一种是减水剂，另一种是增强剂，增强剂主要应用于混凝土材料中，成分构成是硅灰和甲基纤维素。

（二）配比设计

在试验中，主要研究的是水灰比、骨料以及孔隙率对透水混凝土的影响，于是我们选择的是正交试验，其中骨料级配的粒径为4.8毫米-9.5毫米。

（三）制备方法

对于透水混凝土的制备方法，需要采用水泥裹石法，具体步骤如下：首先将骨料倒入搅拌机中，搅拌时间为半小时，边搅拌边倒水，搅拌的时间应越来越长，然后倒入浆料，将浆料装入倒模中，振捣25次，等到振捣两次后，再将表面清理干净，最后进行拆模，成型后再拆模，将其养护起来。

（四）测验方法

先是抗压强度的测试，抗压强度的测试应该遵循混凝土力学性能试验标准进行，对养护一段时间后的透水混凝土进行测试，设备选择压力型设备。对于孔隙率的测试选择排水法进行，样品的尺寸和大小应该为正方形，步骤是将样品放入烤香中进行烘烤，测出样品的体积，然后测出样品的静物重量，将样品擦干净，测出样品快干燥时的重量，算出空隙率。渗透系数主要参照透水混凝土技术规程进行试验。

二、试验结果

（一）透水混凝土杭压强度分析

根据相关参数，得知，水灰比、骨料以及孔隙率对透水混凝土的性能都有影响，抗压强度分别是2MPa、3MPa和14MPa，对于不同的因素，会对透水混凝土的抗压强度产生不同的影响，总的来说，孔隙率大于骨料级配大于水灰比。在此过程中，如果水灰比变大，那么透水混凝土的抗压强度先增大后减小，如果水灰比较小，水泥就不能被水化，影响混凝土的性能，水化物也不能包裹在骨料中，透水混凝土的强度变低;如果水灰比增加，那么水泥就会被水化，混凝土的强度增加，水灰比较大，混凝土的水分较多，孔隙变多，浆体沉入混凝土内部，透水混凝土的强度降低。接着是骨料的分析，对比单一的骨料，如果加入其他类型的骨料，搅拌在一起时，透水混凝土的强度会变大，单一骨料粒径时，孔隙率最大，堆积密度减少，因此可以采用增加骨料级配的方法增加骨料间的密度。对于孔隙率的分析，孔隙率越大，透水混凝土的强度就越小，因为孔隙率较大，水泥含量较小。也就是说，当水灰比0.3、骨料粒径4.8毫米、孔隙率15%时，透水混凝土的抗压强度最好。

（二）透水混凝土渗透系数

有参数可知，水灰比、孔隙率与透水混凝土都有关系，会受到极差的影响。不同影响因素对透水混凝土系数的影响程度也不同，孔隙率最大，水灰比其次，骨料最少。水灰比越大，透水混凝土的参数也就越大，而水泥的含量也就越少。水含量越大，孔隙率也就越大，渗透系数也就越高。如果骨料系数增加，那么透水混凝土的系数有所变化，会呈现先增加后减少的趋势，如果向不同的骨料级配中加入不同类型的骨料，则可以改变透水混凝土的特性，减少一些孔洞的数量，提高渗透值，如果细骨料较多，则细骨料则会将孔洞连接在一起，减少渗透值。而孔隙率对透水混凝土的影响体现在：孔隙率越大，透水混凝土的渗透性就越强，孔隙数量就越多，水泥含量减少，混凝土的骨料胶变得不牢固，孔洞数量增加，从该结果可知：水灰比0.3，粒径4.8毫米，孔隙率25%时，透水混凝土的透水系数最大。

（三）透水混凝土孔隙率分析

根据参数可知，不同因素对透水性混凝土的影响具有如下结果：孔隙率的影响系数最大，其次是水灰比的影响，骨料的影响最低。水灰比有所下降时，透水混凝土的渗透系数和孔隙率有所增加，孔隙率和渗透参数有增大的趋势。当骨料中的细骨料比例增大时，透水系数与孔隙率呈现相反的变化，这说明透水混凝土與孔隙率有密切联系，但不能仅仅归结为孔隙率越大，渗透值越大。

三、结论

当水灰比为0.3，骨料粒径为4.8毫米，孔隙率为15%时，透水混凝土的抗压强度最好;当水灰比为0.3，骨料粒径4.8毫米，孔隙率为25%时，透水混凝土系数最高。对比混凝土的抗压强度和透水性，因此我们决定将透水混凝土的孔隙率调整为20%最佳，水灰比最好为0.3，透水混凝土的性能最好。在孔隙率、水灰比与骨料这几种影响因素中，透水混凝土的抗压强度影响之比主要为：孔隙率、骨料与水灰比，也就是说当孔隙率越大时，透水混凝土的抗压强度越小，透水混凝土的渗透性就越强，渗透效果越好。水灰比对透水混凝土也有一定影响，水灰比对透水混凝土的影响相对较小，水灰比为0.3时，抗压强度较好，透水混凝土的渗透性最好。如果采用的单一的骨料，那么我们可以看到透水混凝土的抗压强度就较小，边搅拌边加入骨料后，能够提高混凝土的抗压程度，提高渗透参数。

四、结束语

综上所述，采用正交试验对透水混凝土的性能进行了研究，分别分析了水灰比、骨料以及孔隙率对透水混凝土抗压强度的影响，也显示出了结果，对其他透水混凝土抗压强度和透水性能的研究提供了一定参考。

参考文献：

[1]林川.透水混凝土抗压强度影响因素的正交试验研究[J].广东建材，2018（11）：45-47.

[2]王笑寒.浅谈混凝土抗压的影响因素[J].科技展望，2017（30）：56-58.