透水混凝土的性能及應用研究

張新星

(華潤水泥（昌江）有限公司， 海南 昌江 572700）

1 傳統混凝土的弊病

透水混凝土材料在道路建設中有更大與更迫切的應用，所以以道路建設為切入點，研究傳統的混凝土材料給城市建設與人們生活以及環保帶來的弊端。在以前建設中，由于人口數量還不是那么多，城市的擁擠度沒有現在那么高，對城市基礎設施建設的認識也是從基礎設施的視覺效果和使用時限出發的，當然，同時也對城市建設的成本有所考慮。所以傳統的混凝土材料以石灰，石塊等為原材料，固化以后是沒有辦法透水的，但是看起來平整，在保證用料符合有關標準的話，使用年限也相對合理。所以這種混凝土材料在道路建設中使用也非常常見，在時間和空間維度上，都有很大的普遍性。但是，以一個聯系與完整的觀點來看，這種材料的道路建設對水循環是有阻礙作用的，不透水道路的存在阻斷了水在這個表面的下滲環節，這樣就會造成水資源的浪費，并對環境產生影響。一般來說，這種影響是比較潛在的，不容易被發現，但是影響深遠。長期以來這個問題的存在雖然引起了一些環境學家的關注和呼吁，但是材料變革卻顯得十分的緩慢。直到這個問題的存在深刻而表象地影響到人的生活的時候，在這方面的研究和變革才加快了速度。人類的生產生活以及自然氣候本身的多變性和極端化，使得降水的頻率和水量在當代變得急劇上升。在大面積不透水的道路面上，雨水以洪水的形式急劇流失，影響道路的通行，甚至是水量過大，造成人員的傷亡和財物的損失。可以說，在多發的城市內澇中，不透水地面雖不是元兇，但是卻是幫兇，在沒有大面積的道路建設之前，雨水可以在泥土中直接有大部分的下滲，回補成為地下水。

2 透水混凝土的性能與其性能相伴隨的優缺點

2.1 透水混凝土的性能

由分析傳統的混凝土材料存在的弊病可以看出，大面積的城市擴張帶來了大面積的道路建設，但是道路的建設又和雨水的下滲之間產生了矛盾，所以在材料的改良上，就是要做到“道路的回歸”。就是要通過混凝土材料的改良使其具有天然道路的透水特性。其基本的概念性能是：它的原料為水泥、骨料、水摻雜而成，制作的過程與傳統的混凝土制作類似。其中骨料的選擇為體積較大的骨料，這是由于細骨料的性能和傳統混凝土材料類似，并不能達到多孔漏水的目的。粗骨料和水泥混合以后，由于水泥存在有黏性，所以會將骨料粘合在一起。在長期的攪拌與翻轉過程中，骨料的排列變得有序，整體的材料就顯得均勻。形態就跟蜂窩類似，這種材料就是透水混凝土。有了空隙以后，在水下滲的同時它也可以作為通道將空氣流通。除此以外，由于骨料的添加使得混凝土材料的密度較小，在相同體積的施工過程中，混凝土的質量減小了很多。在材料改良的同時，也達到了材料輕便化的目的。

2.2 透水混凝土的優點

透水混凝土作為一種新性的工程材料，最大的特點是適應道路建設。主要優點有如下幾個:第一，最大的優點是透水性能好，個改良這個材料的初衷就是讓材料能夠及時完成水的下滲。在日常中就使得地表水和地下水相連接，水循環的鏈條沒有在這里中斷，水循環的系統得以統一和連接起來。在極端降水多的天氣里，它也能夠作為蓄水池，截留部分洪水。此外，這種材料的表面較傳統的混凝土材料更為粗糙，所以摩擦力更強，在洪水極端天氣中可以降低水的流速，所以也可以減少洪水帶來的危害。這個過程還相當于是把水進行回收利用。在地面對水的吸收過程中，沿途的植物也可以得到滋養。水通過透水混凝土材料下滲以后，還對地下水進行了回流補充，可以減少大量開采地下水造成的影響。第二點是這種材料能夠吸收聲音，降低噪聲。這一點功能也是由于添加了粗骨料以后，混凝土材料有了較多空隙，所以當有地面的噪聲經過混凝土材料的時候，混凝土材料不是對噪聲進行反射，而是通過空隙進行吸收，這個原理跟現在普遍使用的隔音墻的原理相同。第三點是這種新型混凝土材料是在保證基本的材料添加的基礎上，可以根據需要添加自己想要的顏色材料，所以可以和施工周圍的環境相協調，就會更加美觀。第四點是在施工結束以后，材料工程的維修和保護問題，這個材料最大 的特點就是他的空隙，他功能的發揮也主要是依靠他的空隙，所以當材料中的空隙堵塞以后，這個材料就難以發揮其最大的作用，所以要經常對空隙進行疏通。這個優點就體現在對材料用傳統的方法施加壓力，用水進行清潔，它就可以疏通。所以它的后期維護也非常簡單便捷。第五點是在溫差大，傳統的路面材料由于溫差的原因出現凍融的時候，這個材料的比熱容更大，空隙較多，所以難以發生凍融，也不會因為凍融而造成材料的斷層。第六點是這個材料在使用方面，有很大的優點，它的使用時限較一般的材料更長，而且傳統的混凝土材料需要添加透水磚這個部分進行輔助透水，由于這一部分的使用年限短，所以根據短板效應，整體材料的使用年限就縮短了。第七點是這個材料還透氣散熱，有空隙的結構給地表和地下的熱量交換提供了一個通道，地下較低的溫度空氣可以通過這些空隙傳送到地表，降低地表的溫度。在擁擠的城市中，這個材料的這一功能就很好的緩解了城市熱島效應。第八點是這個材料接近于原始地面的材料，所以是具有生態的特性。而環保是由于傳統的混凝土 材料對環境有很大的不好影響，其中的瀝青對空氣造成很大污染。新型的混凝土材料減少了這一部分污染物的使用，所以有更好的環保效能。

2.3 透水混凝土材料的缺點

盡管這一材料有很多的優點但是也存在有很多的缺點。首先一點，粗骨材料有大量的空隙，這些空隙材料比一般的實心材料的承力能力更弱。在道路建設中，不能有重量過大的車輛行駛。其次，透水的混凝土材料比傳統的材料在施工上更為復雜，要求更加嚴格，在使用上就限制了它的推廣。第三點，雖然維修和保護的措施更為簡單，但是需要耗費大量的人力物力成本。

3 透水混凝土的研究現狀以及它的應用

這種材料由于承力能力不夠強，所以在研究的初期，在道路上的使用并不是很普遍，一般就是在一些停放重量較輕的停車場使用。我國由于存在道路排水的問題比較嚴重，在九十年代我們開始去做了這個方面的研究，在理論上取得一些成果以后，迅速地將這些理論成果運用到實踐中去。最大的一次運用是在2008年的奧運會中，為了改善北京城市排水系統滯后，城市內澇比較嚴重的問題，在迎接奧運作準備的時候，道路兩旁鋪設了大量的透水混凝土材料。很好的改善了城市內澇的問題，改善了道路交通。這以后，在上海，杭州等較為發達的城市，透水混凝土的材料運用也逐步展開。

4 結束語

城市建設是一個完整的系統，在城市建設中，要盡可能的符合原生態環境。透水混凝土在水循環方面有其特殊的作用。在建設中改善其負荷量不足和使用成本較高的缺點，逐步推廣這種材料的運用。這種材料作為一種新型的環保材料，在道路建設中的使用并沒有全面鋪開。而在現有的建設工程中，要做好對這種材料的維護，通過一些合理的措施，降低空隙堵塞的風險。在環保呼聲日益高漲的現代社會，這中材料是符合潮流的，有很廣闊的市場前景。

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