淺析透水混凝土的應用與前景

郎穎嫻　彭燦

摘 要：隨著城市化和工業化的發展，城市的地表多被鋼筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆蓋，與自然的土壤相比，普通的不透水透氣路面缺乏呼吸性、吸收熱量和滲透雨水的能力。隨之帶來的一系列環境問題，日益影響著我們的生活環境。

關鍵詞：透水混凝土；應用；前景；優勢

1 透水混凝土的組成材料

透水混凝土和普通混凝土的主要組成材料基本一致，為水、水泥、集料，但是透水混凝土所選用的集料及其配合比與普通混凝土有很的差別，透水混凝土不含細骨料，是由粗骨料表面包覆一薄層水泥砂漿相互粘結而形成空穴均勻分布的蜂窩狀結構。從而導致透水混凝土與普通混凝土的結構有較大差異，影響到透水混土的宏觀行為。

1.1 水泥。一般選用42.5級以上硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，也可用礦渣水泥或快硬水泥，為了提高其強度，可摻入少量高活性混合材料，如硅灰等。

1.2 骨料。骨料的級配是決定其強度和透水性的重要指標，為了保證強度及良好的透水性能，粗骨料通常采用粒徑較小的單一粒級，如10-20mm。此外對骨料自身強度、顆粒形狀（針、片狀含量）、含泥量等也有相應要求。

1.3 外加劑。包括高效減水劑和增強劑，兩者的作用是在保持一定稠度或干濕度的前提下，提高顆粒的粘結強度，進而提高透水性混凝土的整體力學性能和耐磨性能。

1.4 拌和水。采用一般的潔凈的飲用水即可，單方用水量可控制在80-120kg/m3。

2 透水性混凝土的種類

到目前為止，用于道路鋪裝和地面的透水性混凝土主要有三種類型。

2.1 水泥透水性混凝土。這是以硅酸鹽類水泥為膠凝材料、采用單一粒級的粗骨料，不用或少用細骨料配制的無砂、多孔混凝土。該種混凝土一般采用較高強度的水泥，集灰比為3.0-4.0，水灰比為0.3-0.35。混凝土拌合物較干硬，采用加壓振動成形，形成具有連通孔隙的混凝土。硬化后的混凝土內部通常含有20%左右的連通孔隙，相應的表現密度低于普通混凝土，通常為1700-2200kg/m3。抗壓強度可達15-35MPa，抗折強度可達3-5MPa，透水系數為1-15mm/s。該種透水性混凝土成本低，制作簡單，可用于道路鋪筑及預制成品應用。但由于含有較多的連通孔隙，其強度及耐磨性、抗凍性是工程應用技術主要指標。

2.2 高分子透水性混凝土。這是采用單一粒級的粗骨料，以瀝青或高分子樹脂為膠結材料配制的透水性混凝土。與水泥透水性混凝土相比，該種混凝土強度較高，但成本也高。同時由于有機膠凝材料耐候性較差，在日光大氣因素作用下容易老化，其性能受溫度影響較大，尤其是溫度升高時，容易軟化流淌，使透水性受到影響。因此，在保證空隙的前提下，抗老化、熱穩定性就是保證質量的關鍵。

2.3 燒結透水性制品。以廢棄的瓷磚、長石、高嶺土、粘土等礦物的粒狀物和漿體拌合，壓制成坯體，經高溫煅燒而成，具有多孔結構的塊體材料。該類透水性材料強度高，耐磨性好，耐久性優良，但燒結過程需要消耗能量，成本較高，適用于用量較小的園林、廣場、景觀道路鋪裝部位。

3 透水性混凝土的優勢

與普通混凝土相比，透水混凝土路面具有諸多生態方面的優點。

3.1 排水透水性。透水混凝土排水性和透水性好，能實現自由排水。自身多孔性，過濾效果佳，可明顯降低暴雨對城市水體的污染。

3.2 補充地下水位。能夠使雨水迅速地滲入地表，還原為地下水，使地下水資源得到及時補充，保持土壤濕度，發揮透水性路基的“蓄水池”功能，改善城市地表植物和土壤微生物生存條件。

3.3 環境效益。透水混凝土能調節城市地表空間的溫度、濕度、等氣候條件，能使地面與空氣進行熱量與濕度的交換。另外還具有吸聲降噪的特點，營造適宜的城市生活環境。

3.4 提高行車的安全性。透水混凝土能夠使雨水通過內部孔隙迅速排走，而不會在表面形成水膜和徑流，防止了路面積水和夜間反光，提高車輛、行人的通行舒適性與安全性。

3.5 美化環境。透水混凝土可以配合景觀利用水刷工藝露出骨料自然的顏色或著色，利用天然石，通過特殊方法形成景觀效果較好的水刷石鋪裝。

4 透水混凝土的應用前景

目前，透水混凝土在市政建設中應用較廣，在交通建設中開始應用，水利工程建設中尚未涉足。比較先進的城市如北京就有了地方《透水（磚、地坪）路面施工驗收規范》，《透水水泥混凝土路面技術規范》，其它如上海、江蘇、浙江、山東等省份各有十幾家企業開始在市政工程中試用，從工藝設備、施工技術等多方面進行研究推廣，全國開展使用透水混凝土的施工企業已達上百家。

我國各種道路占地至少10萬平方公里、有大中小型水庫8.7058萬座、流域面積大于1000平方公里的大型河流1.65萬條，有大中小城市668座、僅前百名城市市區占地面積就約14966平方公里，還有其余568座小型城市、2000多個縣城、5萬多個鄉鎮駐地，城市硬化市區面積、公園道路鋪裝面積有多大可想而知！另外還有119827處大中小國家省市縣級風景名勝區。因此，透水混凝土在市政園林、城市道路、市區硬化、交通道路、水利工程上將有著廣泛的應用前景。

5 透水混凝土的發展方向

由于透水性混凝土中無細骨料，孔隙較大，導致其強度，耐久性等方面不及普通混凝土。因此，現階段的透水性混凝土還有一些需要完善的方面。

5.1 力學性能。透水混凝土雖然具有良好的透水性，但其力學性能與普通混凝土相比有所下降，如何在保證其良好的透水性能基礎上增加其強度是下一步的研究重點。特別是對于用于道路工程的透水混凝土，無論在選材、施工、養護等方面都應注意其合理性，并且考慮其耐久性。

5.2 耐久性。隨著時間的延長，透水混凝土的透水、排水性能會逐漸下降。其原因有二，一是透水性混凝土表面受到磨損后，粉塵化的水泥組分與雨水混合在一起，附著在混凝土內部的孔隙中，阻塞了孔隙的連通；二是各種外來物質的污染、堵塞作用。為使透水混凝土路面在使用多年后仍具有良好的透水性能，應研發清理透水性鋪裝通孔堵塞的相關設備。

5.3 抗凍融性。透水混凝土的抗凍融性能比普通混凝土要差。為提高透水性混凝土的抗凍融性能，配置混凝土時應摻加適當的減水劑和引氣劑，同時采用一些堅硬、致密和耐磨性高的集料，抵抗其凍融性磨損帶來的危害。

5.4 經濟性。現階段透水混凝土造價略高于普通混凝土，這應歸結為其原料選擇和制造工藝的特殊性。如何在其材料、制造工藝等方面降低成本也是其推廣應用中應予以注意的問題。

本文介紹了透水性混凝土的優點、性能和發展前景。隨著社會全面倡導生態化，國內外重視對透水性混凝土研究與應用，可見透水性混凝土的市場廣闊，環境效益明顯，相信透水混凝土必將營造一個環保美好的生活環境。

參考文獻

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[2] 王武詳，謝堯生，夏桂清.透水性混凝土的性能與應用[J].中國建材科技，1994.

[3] 馮乃謙.新實用混凝土大全[M].北京科學出版社，2005.

作者簡介：郎穎嫻（1993- ），女，河南新鄉人，鄭州大學土木工程2011級本科生；彭燦（1993- ），女，河北石家莊人，鄭州大學土木工程2011級本科生。