高钛渣透水混凝土应用情况研究
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摘 要：透水混凝土是一种具有呼吸性的新型路面，绿色环保。本文运用攀西地区高钛渣砂石制作具有优秀物理力学性能和透水性能的高钛渣透水混凝土，通过研究确定高钛渣透水混凝土骨料粒径范围（0.6～20mm）和用量，设计确定配合比;通过成功应用取得了良好的效果，具有长期的经济和环保效益。
关键词：高钛渣混凝土;配合比;性能
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）07-0107-02
Study on the Application of Permeable Concrete with High Titanium Slag
XU Xueyan
（Engineering Technology of Panzhihua Iron and Steel Group Co.， Ltd.，Panzhihua Sichuan 617000）
Abstract： Pervious concrete is a new type of pavement with breathability， green and environmental protection. The high titanium slag pervious concrete with excellent physical and mechanical properties and water permeability was made from high titanium slag sand and stone in Panxi area. The aggregate size range （0.6～20mm） and amount of high titanium slag pervious concrete were determined by research， and the mix ratio was determined by design. Good results were obtained through successful application， which has long-term economic and environmental benefits.
Keywords： high titanium slag concrete;mix ratio;performance
1 背景及现状
1.1 密实混凝土与透水混凝土比较
我国城市混凝土道路覆盖率已达到7%～15%，绝大多数路面仍以不透水的石板材和混凝土为首选。与自然的土壤相比，密实的混凝土路面会给城市环境带来以下问题。
①不透水的路面使得渗入地下的雨水明显减少，地下水得不到应有的补充，导致地下水位下降。
②致密的地面很难与空气进行热量和水分的交换，使城市地表空间的温湿度等气候条件的调节能力下降，产生热岛效应。
③当短时间内集中降雨时，由于大量雨水来不及渗入地表，极易造成城市内涝。
由此，需要一种具有呼吸性的新型路面，透水混凝土应运而生。透水混凝土又称多孔混凝土、透水地坪，是由骨料、水泥和水剂一起搅拌而成的一种多孔轻质混凝土。它不含细粉骨料，由骨料表面包覆一薄层水泥浆相互黏结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，具有透气、透水和重量轻的特点。与普通混凝土地面相比，具有以下优点[1]。
①透入性路面能够使雨水迅速渗入地表，大大降低了城市内涝的风险，有效补充了地下水资源，可以保持土壤湿度。
②透水性路面具有较大的空隙率，并且与土壤相通，能够积蓄较多的热量，有利于调节城市空间的温度和湿度，减轻热岛效应。
1.2 高鈦渣透水混凝土研究
透水混凝土在全国范围内的应用并不是一个新颖的课题，但在攀西地区运用高钛渣砂石制作透水混凝土还没有先例。高钛渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生的熔融矿渣在空气中自然冷却或水冷形成的一种以钛辉石、钙钛矿等矿物为主的石质材料。运用高钛渣砂石制作透水混凝土，不仅是因为其变废为宝的环保价值，还因为其物理性能完全满足混凝土的需求。并且，高钛重矿渣砂石相比天然砂石有多孔的特性，具有较高的吸水率，是制作透水混凝土主体的优势。经过前期的了解，攀枝花几乎没有使用透水混凝土的先例，而在市政改造的条件下，透水混凝土具有一定的市场前景[2]。
2 研究目标
①确定高钛渣透水混凝土骨料粒径范围（0.6～20mm）及用量，设计确定配合比。
②配制C15、C20高钛渣透水混凝土，研究其力学性能（抗压强度）、透水性能（透水系数达到0.5mm/s）。
③研究高钛渣透水混凝土搅拌及施工方案。
3 研究项目主要实施过程
3.1 选取材料
透水混凝土对于砂石原料的成分有一定要求，粗骨料粒径不宜太大，细骨料宜少含粉或不含，粒径范围一般在0.6～20mm。
3.2 根据选取的砂石配制出最佳高钛渣透水混凝土配合比
为了兼顾高钛渣透水混凝土的力学性能和透水性能，试验室对矿渣透水混凝土进行实验试配，以寻找兼顾这两种性能的混凝土生产配合比，具体试验过程如下。
3.2.1 试验用原材料的化学成分及主要技术指标。①水泥：试验用水泥为攀煤水泥厂42.5R普通硅酸盐水泥。②集料：细集料为高钛重矿渣砂，0.6～4.75mm连续级配（自然风干，含水量≤1%）;粗集料为高钛重矿渣碎石，5～20mm连续级配（自然风干，含水量≤1%）。③外加剂：瑞信精工生产的RX-15型高效缓凝减水剂，减水率16.0%。④拌合水：普通生活水。
3.2.2 高钛重矿渣透水混凝土配合比设计。高钛重矿渣透水混凝土配合比设计是将其组成的材料，即水泥、水、粗细骨料、外掺剂及料浆等合理配比，使所配制的混凝土满足。满足工程所需的抗压强度及透水性能，且和易性满足施工要求。通过混凝土试配情况可知：①高钛渣透水混凝土中粉料的使用不宜过多，粉料、骨料和水的比例最好为1∶3.5∶0.25，其中用水量根据拌和物状态控制，以表面反光但无明显富余浆体为宜;②矿渣骨料通过筛选，整体外观质量较好，透水性能更佳;③高钛渣透水混凝土从搅拌到成型完毕，时间宜控制在45min之内;④搅拌时应先将骨料混合搅拌10s，再混合粉料搅拌15～20s，最后加入水剂搅拌60s左右;⑤直接将粗细骨料一起拌和的高钛渣透水混凝土28d抗压强度达到24.0MPa，透水率大于50mm/s，且制作成型较为简便，但考虑美观还是建议使用单独的面层透水混凝土进行铺设[3]。 4 实际工程应用
2016年3月在攀钢工程建安分公司办公楼室外地坪进行了高钛重矿渣透水混凝土的铺装。
4.1 实际应用效果分析
①透水路基土面需夯实平整，应稳定、均质，并能为路面结构提供均匀的支撑。
②高钛渣透水混凝土为干硬性混凝土，由于采用的是高钛重矿渣砂石，砂石本身具有多孔特性，吸水性强，长距离运输易造成混凝土变干，从拌和站到施工浇注点的距离不宜过长，运输时间宜控制在10min之内，宜现场或者就近拌和高钛重矿渣透水混凝土。
③矿渣透水混凝土在商砼站搅拌，坍落度小甚至无坍落度，进料卸料困难，靠人工上车疏通，人工成本高。
④矿渣透水混凝土面层施工前，应对底层做清洁处理，处理后的底层表面应粗糙、清洁、无积水并保持一定润湿度。
⑤高钛渣透水混凝土为干硬性混凝土，摊铺必须及时，对于大面积施工的透水混凝土，应采用分块隔仓时进行摊铺，摊铺应迅速而正确，在断面进行粗糙处理并用少量水润湿以便于继续施工时后续的混凝土黏结紧密。
⑥高钛渣透水混凝土应采用低频平板振动器或者人工捣实平整，待其初步凝结后采用滚筒滚压并用抹合拍平，抹合不能有明水。平板振动器频率不能过高且振动时间不宜过长。
⑦高钛渣透水混凝土浇筑完成后，应立即采用薄膜养护或洒水养护，洒水时不宜直接用水冲混凝土表面，宜从上到下淋洒，养护时间不宜小于7d。另外，高钛渣透水混凝土的施工应尽量选择在早晚时间避开气温高的午后。
⑧透水路面在养护期内需切割胀缩缝，路面缩缝切割深度宜为1/2～1/3路面厚度，路面胀缝应与路面厚度相同，施工中施工缝可代替缩缝。
4.2 經济效益
通过对高钛重矿渣透水混凝土应用技术攻关，根据实际生产应用，该工程总共使用面层透水砼21m3，底层透水砼134m3，混凝土运费42元/m3，加工费60元/m3，总成本178.67×21+175.88×134+155×102=43 129.99元。若计100元/m3的利润，总经济效益为100×155=15 500元。同时，该技术的使用具有长期的经济及环保效益。
5 结论
目前，攀枝花市场透水混凝土是一个新的领域，推销透水混凝土有一定的市场前景，具有一定的经济效益。工程应用也是一个逐步践行的过程，还需要一定的销售途径，进行大力宣传，让用户所接受。
参考文献：
[1]住房城乡建设部.混凝土结构工程施工质量验收规范：GB 50204—2015[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2]国家质量监督检验检疫总局.预拌混凝土：GB/T 14902—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.
[3]中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局.普通混凝土拌合物性能试验方法标准：GB/T 50080—2002[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
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