多孔透水混凝土的發(fā)展與應(yīng)用

魏 磊

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610065）

多孔透水混凝土的發(fā)展與應(yīng)用

魏 磊

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610065）

針對目前城市化帶來的硬地率上升，雨水徑流量加大帶來的城市雨洪威脅介紹一種新型多孔透水混凝土。從性能、制備、研究進展和工程應(yīng)用等方面介紹透水混凝土的情況，為城市雨洪管理提供一些參考。

透水混凝土 發(fā)展 應(yīng)用

隨著我國城市化進程的加快，我國各大中型城市的硬地覆蓋率急速上升，導(dǎo)致在城市雨水排放設(shè)計中徑流系數(shù)取值越來越大，設(shè)計雨水徑流量增加。此外，大面積的硬地覆蓋還使得雨水匯流時間大大縮短，洪峰流量增大且出現(xiàn)迅速，為城市防洪帶來了極大的壓力。究其原因，主要是在城市化過程中大量的不透水硬化地面代替了開發(fā)前的透水地面，使雨水無法下滲而迅速匯流。為了減小城市開發(fā)對雨水匯流帶來的影響，近年來國際上開始流行低影響開發(fā)（LID）措施，而多孔透水混凝土則是各種LID措施中運用較廣的一種技術(shù)。

1、透水混凝土的特性

透水混凝土是由粗骨料、高標(biāo)號混凝土、水、外加劑等經(jīng)一定比例調(diào)配拌制而成的一種多孔輕質(zhì)的新型環(huán)保地面鋪裝材料。

與傳統(tǒng)混凝土相比，多孔透水混凝土多采用單一級配的粗骨料作為混凝土的主體，配以的水泥凈砂漿或者少量細(xì)骨料砂漿作為粘接劑。粘接劑用量需要精確計算，以砂漿層剛好包覆粗骨料，既能保證一定的粘接強度又不至于填塞骨料間的空隙為宜。透水混凝土孔隙率一般在 15%--25%之間，在保證一定透水率的情況下，其抗壓強度一般在3.5mpa—28mpa之間，滲透系數(shù)多為2mm/s--5.4mm/s，有文獻(xiàn)指出透水混凝土的滲透系數(shù)可達(dá)到12mm/s[1]。

由于未采用或少量采用細(xì)骨料，透水混凝土成型后內(nèi)部存在大量空隙，其中的連通或半連通空隙成為雨水滲透的通道使雨水順利穿透進而深入地下；而未連通的開放空隙則可以為部分雨水提供存蓄空間，具有一定的蓄水作用。此外，由于大量孔隙的存在，當(dāng)透水混凝土作為路面鋪裝時還具有一定的，能擴大城市的透水、透氣面積，增加行人、行車的舒適性和安全性，減少交通噪聲，對調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度、維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用[2]。

2、透水混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀

一般認(rèn)為，透水混凝土出現(xiàn)于英國。1852年某項工程中由于細(xì)骨料的缺乏，英國工程師們開始探索使用無砂混凝土，這即是透水混凝土最初的形態(tài)；上實際60年代，美國開始探索透水混凝土的基本性能如抗壓強度、抗折強度、透水率、透水混凝土原料配比以及制備方法等，1995年，南伊利諾伊大學(xué)討論了透水混凝土作為道路材料的使用技巧，并對其物理力學(xué)性能進行了試驗研究與分析；20世紀(jì)70年代后期，日本因長期抽取地下水而導(dǎo)致地基下沉，為了解決這一問題，提出了“雨水的地下還原”政策，透水性混凝土以其優(yōu)良的透水性能在建設(shè)工程中得到廣泛重視并開展了一系列研究；法國在透水混凝土的性能研究方面也做了很多工作，其透水混凝土水灰比多采用0.36--0.55，采用普通礦渣水泥或火山灰礦渣水泥作為粘接劑，骨料一般采用5--20mm碎石，此外還加入引氣劑增強混凝土的抗融凍能力。

在國內(nèi)，多認(rèn)為透水混凝土的研究起步與上世紀(jì)90年代。1993年，中國建筑材料科學(xué)研究院水泥新材所開始對透水混凝土和透水混凝土路面磚基本性能進行研究；2000年，蔣國梁、楊靜采用小粒徑骨料，微細(xì)礦物摻合料和有機增強劑等方法，提高透水性混凝土的強度，研制出了透水性良好，并且力學(xué)性能符合國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的混凝土道路材料。采用礦物細(xì)摻量，并配合使用高效減水劑，制得的路面磚抗壓強度可以達(dá)到35MPa以上；采用有機增強材料，可以使透水性混凝土材料的抗壓強度達(dá)到40MPa以上[3]；嚴(yán)捍東等對再生骨料在透水混凝土中的應(yīng)用進行了研究，通過理論計算和試驗分析，揭示了骨灰比、砂率和水灰比對再生骨料透水混凝土力學(xué)性能和透水系數(shù)的影響規(guī)律，采用功效系數(shù)法得出再生骨料透水混凝土配合比控制參數(shù)，即骨灰比為3.5，砂率為15%，水灰比為0.34[4]；2014年，在CNKI數(shù)據(jù)庫中以“透水混凝土”為關(guān)鍵詞進行檢索，近五年來發(fā)表于國內(nèi)核心期刊上的相關(guān)文章達(dá)70余篇，而以“無砂混凝土”為關(guān)鍵詞亦可檢索出近五年發(fā)表于核心期刊上的相關(guān)文章10余篇。

3、透水混凝土的應(yīng)用

在國外，透水混凝土與上世紀(jì)70年代開始得到大量應(yīng)用。1970年，英國開始嘗試使用透水混凝土鋪筑常規(guī)剛性路面，試驗路段最初工作性能良好，后來可能由于凍融循環(huán)和水力抽吸，或這兩者的結(jié)合等因素構(gòu)成路面破壞；1979年，美國在佛羅里達(dá)州一座教堂附近一首次使用無砂多孔混凝土建成具有透水性的停車場，并取得專利，80年代開始，美國出現(xiàn)了專門供應(yīng)透水混凝土的攪拌站；上世紀(jì)70年代后，隨著日本提出的“地下水還原政策”，透水混凝土在日本開始得到大量運用，廣泛鋪裝于公園、人行道和停車場等地方；而在德國，截至2009年市政道路中透水混凝土的應(yīng)用率已達(dá)到80%。

就國內(nèi)而言，目前我國對透水磚的應(yīng)用較為廣泛，并且已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺（《透水磚》JC/T945-2005）。在工程應(yīng)用方面，北京城建混凝土公司研制的 C25透水棍凝土已成功應(yīng)用于奧林匹克國家森林公園停車場、地面工程和人行通道等工程；南京幕府西路(靠近旭日景城)的300米透水混凝土人行道，是我國首條彩色透水性混凝土市政道路；中建技術(shù)中心環(huán)境與材料應(yīng)用研究所所研究的透水混凝土已經(jīng)應(yīng)用于西安大明宮國家遺址公園和2011西安世界園藝博覽會工程中，收到了很好的效果，但對于透水混凝土基礎(chǔ)性和應(yīng)用技術(shù)方面的系統(tǒng)性研究還不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到普通混凝土的程度。

4、結(jié)語

隨著我國城市化進程的加快，城市雨洪管理必將變得越來越重要，透水混凝土作為一種環(huán)境友好的新型建材在雨水截流，徑流調(diào)蓄等方面具有極大的優(yōu)勢。在我國，雖然對透水混凝土的研究和應(yīng)用已有一定的進展，但相對與國際先進水平還有較大差異。

[1]張娜. 透水混凝土堵塞機理試驗研究[D].山東大學(xué), 2014.

[2]孟宏睿, 陳麗紅, 薛麗皎. 透水混凝土的配制[J]. 建筑技術(shù), 2005, 36(1): 29-31

[3]楊靜,蔣國梁.透水性混凝土路面材料強度的研究[[J].混凝土，2000. Vol.l32,No. 10: 27-30

[4]嚴(yán)捍東.再生骨料混凝土配制透水路面磚[J].華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),Vol27. No. 1，Jan. 2006

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1007-6344（2015）02-0139-01