透水混凝土配比公式.doc

透水混凝土配合比设计方法
3 材 料[[] CJJ/T 135-2009 透水混凝土路面技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010
]
3.1 原材料
3.1.1 水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB 175的要求。不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。
3.1.2 外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076的规定。
3.1.3 透水混凝土采用的增强料按表1.1选用。
表3.1 增强材料的主要技术指标 （待测定）
类别
成份
掺量范围 (%)
强度增长率 (%)
主要技术指标
掺量
强度增长
有机类
聚合物乳液

无机盐类
Na2CO3,Na2SO4，CaCl2

矿物材料
硅藻土

工业副产物
硅灰

超细矿渣粉

超细粉煤灰

3.1.4 透水混凝土粗骨料
透水水泥混凝土采用的集料，必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石、卵石及陶粒，碎石的性能指标应符合一行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685中的要求，并符合表3.1.4规定。
表3.2 粗骨料的性能指标
混凝土用途
粗骨料种类
料径 (mm)
含泥量 （按质量计） (%)
针片状颗粒含量 (按质量计) (%)
压碎值 (%)
表观密度 (kg/m3)
堆积密度 (kg/m3)
植生
碎石/卵石
20～31.5
＜1.0
＜15.0
＜15.0
＞2500
＞1350
陶粒
10～31.5
＜1.0
＜15.0

＞800
路面
碎石/卵石
5～10
＜1.0
＜15.0
＜15.0
＞2500
＞1350
路基
碎石/卵石
10～31.5
＜1.0
＜15.0
＜15.0
＞2500
＞1350
3.1.5 细骨料

常用建筑材料参考性能
材料
密度 (kg/m3)
表观密度 (kg/m3)
堆积密度 (kg/m3)
孔隙率 (%)
水泥

2900－3100
1350
－
粉煤灰

2200
1300

矿渣粉

2900
1100

微硅灰

碎石

2670
1500
1.2%
砂
2650
-
1450
-
钢纤维

7854
－
－
聚丙烯纤维

PVA纤维

水
1000
-
-
-
减水剂
1100
-
-
-

3.2 透水混凝土
3.2.1植生透水混凝土性能符合发下表

3.2.2路面透水混凝土符合表3.2.2规定
表3.2.2 路用透水混凝土的性能
项 目
要 求
耐磨性(磨坑长度),mm
≤30
透水系数,mm／s
≥0.5
抗冻性,%
25次冻融循环后抗压强度损失率
≤20
25次冻融循环后质量损失率
≤5
连续孔隙率，%
≥10
强度等级
C20
C30
抗压强度(28d)，MPa
≥20.0
≥30.0
弯拉强度(28d)，MPa
≥2.5
≥3.5

3.3 透水水泥混凝土配合比
3.3.1 透水水泥混凝土的配制强度，宜符合现行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定。强度怎么计算？
3.3.2 透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表3.2.1中的性能要求。
3.3.3 透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定：
1 单位体积粗骨料用量应按下式计算确定：

3.3.3-1
式中 mg—1m3透水水泥混凝土中粗骨料质量，kg，取值1300 kg～1500 kg；
—粗骨料紧密堆积密度，kg/m3；
α—粗骨料用量修正系数，取0.98。
2 胶结料浆体体积
①当无砂时，胶结浆体体积按下式计算确定：

3.3.3-2

3.3.3-3
式中 Vp—1m3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积），m3；
νg—粗骨料紧密堆积空隙率，%；
ρg—粗骨料表观密度，kg/m3；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%、15%、20%、25%、30%。
②当有砂时，胶结料体积按下式计算确定：

3.3.3-4

3.3.3-5

3.3.3-6
式中 Vs—1m3透水水泥混凝土中砂的体积，m3；
ρs—砂的表观密度，kg/m3；
ms—砂的质量，kg；
βs—砂率，在8%~15%范围内选定；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%~20%（路用透水砼）、20%~30%（植生透水砼）。
3 水胶比RW/B应经试验确定，水胶比选择控制范围为0.25~0.35（0.33）。
4 单位体积水泥用量应按下式确定：

3.3.3-7

3.3.3-8

3.3.3-9

3.3.3-10
式中 mb—1m3透水水泥混凝土中胶凝材料（水泥+掺合料）质量，kg/m3，植生混凝土约150~250kg，路基或路面透水混凝土约300kg~450kg；
mc—1m3透水水泥混凝土中水泥质量，kg；
mf—1m3透水水泥混凝土中掺合料质量，kg；
mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量，kg；
βf—矿物掺合料的取代率，%，取胶凝材料质量的10%~30%选定；
RW/B—水胶比，0.25~0.35（0.33）范围内选定；
ρP—透水水泥混凝土中胶结料浆体密度（水、砂与胶凝材料的混合物的浆体密度），需试验测定，kg/m3；

表2 不同原材料组成时浆体密度参考值 (kg/m3)
材料比例
水胶比
水泥
粉煤灰
矿渣粉
硅灰
密度 (kg/m3)
减水剂掺量 (%)
跳桌流动度 (mm)
0.25
100
0

0.25
90
10

0.25
80
20

0.25
70
30

0.25
90

10

0.25
80

20

0.25
70

30

0.25
85
10

5

0.25
75
20

5

0.25
65
30

5

0.25
80
10

10

0.25
70
20

10

0.25
60
30

10

0.27
100
0

0.27
90
10

0.27
80
20

0.27
70
30

0.27
90

10

0.27
80

20

0.27
70

30

0.27
85
10

5

0.27
75
20

5

0.27
65
30

5

0.27
80
10

10

0.27
70
20

10

0.27
60
30

10

0.30
100
0

0.30
90
10

0.30
80
20

0.30
70
30

0.30
90

10

0.30
80

20

0.30
70

30

0.30
85
10

5

0.30
75
20

5

0.30
65
30

5

0.30
80
10

10

0.30
70
20

10

0.30
60
30

10

0.33
100
0

0.33
90
10

0.33
80
20

0.33
70
30

0.33
90

10

0.33
80

20

0.33
70

30

0.33
85
10

5

0.33
75
20

5

0.33
65
30

5

0.33
80
10

10

0.33
70
20

10

0.33
60
30

10

5 单位体积用水量按下式确定：

3.3.3-11
式中 mw—1m3透水水泥混凝土中水的质量，kg。
6 外加剂用量应按下式确定：

3.3.3-12
式中 ma—每立方米透水水泥混凝土中外加剂用量，kg；
Ra—外加剂的掺量，%。

4 理论体积法计算透水混凝土配比[[] 宋中南,石云兴.透水混凝土及其应用技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2011,21-22.
]
4.1.1 单位体积法按下式计算

4.1-1
式中 mc、mf、mw、ms、mg—1m3透水水泥混凝土中水泥、掺合料、水、砂、石的质量，kg；
Rvoid—设计孔隙率，%，可选10%~20%（路用透水砼）、20%~30%（植生透水砼）。
ρc、ρf、ρw、ρP、ρs—水泥、掺合料、水、砂的表观密度，kg/m3；
ρg、ρg`—石的表观密度、堆积密度，kg/m3；
Vg—1m3透水水泥混凝土中石的体积，m3；
采用无砂透水混凝土时，为零；当采用有砂透水混凝土时，砂率一般在8%～15%范围内选定，水胶比一般在0.25~0.35（0.33）内选定。
1m3水泥、砂、石等原材料按式（3.3.3-1）至式（3.3.3-10）计算得到，具体参照例题

例题1 设计无砂植生透水混凝土配比，设计孔隙率20%，粉煤灰掺量20%，原材料种类及性能如下：
42.5级普通硅酸盐水泥，表观密度为3000kg/m3；Ⅰ级粉煤灰，表观密度为2250kg/m3；石灰岩碎石：5～31.5mm，级配合格，表观密度2700kg/m3，堆积密度1500 kg/m3；外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为25%。试求：
填充法计算：
解：1单位体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（3.3.3－1）可得：
＝0.98×1500=1470 kg
2胶结料体积，由公式（3.3.3－2）及式（3.3.3－3）
＝1－0.98×(1-νg)-1×20%=0.26 m3
=(1-1500/2700)×100%=44.4%
3为提高强度，水胶比选0.25
4 单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（3.3.3－7）、式（3.3.3－8）、式（3.3.3－9）、式（3.3.3－10）确定：
胶凝材料质量：
粉煤灰质量：mf=mb×20%=374×20%=75kg
水泥质量：=374-75=299kg
用水量：＝374×0.25＝94kg
5 外加剂用量，暂定为胶凝材料的0.2%，则式（3.3.3－10）可得：
＝374×0.2%＝0.75kg
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：粉煤灰：石：水：外加剂＝299：75：1470：94：0.75
单位体积法计算：
由于无砂，故=0；设计孔隙率Pvoid=20%；取水胶比W/B=mw/mb=0.25；粉煤灰掺量20%，则由式（4.1）：

由式（3.3.3-1）可得1m3透水混凝土石质量：
＝0.98×1500=1470 kg
石的体积为：m3
设定水胶比W/B=mw/mb=0.25，由式（3.3.3-10）可得用水量：
＝(mc+mf)×0.25
由上，并取水泥、粉煤灰、水的表观密度分别为3000kg/m3、2250kg/m3、1000kg/m3，代入式（4.1）：

由于粉煤灰掺量20%，由式（3.3.3-8）：

由上式得到：，代入式（4.1），可得：

得到粉煤灰质理mf＝86kg；
水泥质量mc=4mf=86×4=343kg
水质量=(mc+mf)×0.25=107kg
粗骨料质量1470kg
外加剂质量＝(mc+mf)×0.2%＝(86+343)×0.2%=0.86kg
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：粉煤灰：石：水：外加剂＝343：86：1470：107：0.86

例题2 设计有砂植生透水混凝土配比，设计孔隙率20%，粉煤灰掺量20%，取砂率βs=10%，材料种类及性能如下：
42.5级普通硅酸盐水泥，表观密度为3000kg/m3；Ⅰ级粉煤灰，表观密度为2250kg/m3；中砂，级配合格，表观密度2650kg/m3；石灰岩碎石：5～31.5mm，级配合格，表观密度2700kg/m3，堆积密度1500 kg/m3；外加剂为聚羧酸类高性能减水剂（液体），含固量为25%。试求：
填充法计算：
解：1单位体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（3.3.3－1）可得：
＝0.98×1500=1470 kg
2有砂时，胶结料体积
由砂率βs=10%，粗骨料质量mg=1470kg，由式（3.3.3－6）可求得砂质量ms：

ms=163kg
砂表观密度2650kg/m3，由式（3.3.3－5）可求得砂体积：
＝163/2650=0.062m3
由式（3.3.3－4），胶结料体积：

=1－0.98×1500/2700－1×20%－0.062
＝0.194m3
4 单位体积水泥用量，测试得到浆体密度为1800kg/m3，由按式（3.3.3－7）、式（3.3.3－8）、式（3.3.3－9）确定：
胶凝材料质量：
粉煤灰质量：mf=mb×20%=276×20%=55kg
水泥质量：=276-55=221kg
用水量：＝276×0.25＝69kg
5 外加剂用量，暂定为胶凝材料的0.2%，则式（3.3.3－10）可得：
＝276×0.2%＝0.55kg
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：粉煤灰：砂：石：水：外加剂＝221：55：163：1470：69：0.55
单位体积法计算：
设计孔隙率Pvoid=20%；取砂率βs=10%；取水胶比W/B=mw/mb=0.25；粉煤灰掺量20%，则由式（4.1）：

1m3体积粗骨料质量，取粗骨料堆积密度由公式（3.3.3－1）可得：
＝0.98×1500=1470 kg
石体积m3
由式（3.3.3-6）：，，得砂质量：ms=163kg
砂的体积：

由于粉煤灰掺量20%，由式（3.3.3-8）：

由上式得到：，代入式（4.1），可得：
粉煤灰质量mf=65kg，
水泥质量mc=4mf=65×4=262kg
水质量=(mc+mf)×0.25=82kg
外加剂质量＝(mc+mf)×0.2%＝(65+262)×0.2%=0.65kg
由计算结果，得到配合比各材料质量为水泥：粉煤灰：砂：石：水：外加剂＝262：65：163：1470：82：0.65

参考文献

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