多孔透水混凝土的发展与应用

魏 磊

（四川大学建筑与环境学院，四川 成都 610065）

多孔透水混凝土的发展与应用

魏 磊

（四川大学建筑与环境学院，四川 成都 610065）

针对目前城市化带来的硬地率上升，雨水径流量加大带来的城市雨洪威胁介绍一种新型多孔透水混凝土。从性能、制备、研究进展和工程应用等方面介绍透水混凝土的情况，为城市雨洪管理提供一些参考。

透水混凝土 发展 应用

随着我国城市化进程的加快，我国各大中型城市的硬地覆盖率急速上升，导致在城市雨水排放设计中径流系数取值越来越大，设计雨水径流量增加。此外，大面积的硬地覆盖还使得雨水汇流时间大大缩短，洪峰流量增大且出现迅速，为城市防洪带来了极大的压力。究其原因，主要是在城市化过程中大量的不透水硬化地面代替了开发前的透水地面，使雨水无法下渗而迅速汇流。为了减小城市开发对雨水汇流带来的影响，近年来国际上开始流行低影响开发（LID）措施，而多孔透水混凝土则是各种LID措施中运用较广的一种技术。

1、透水混凝土的特性

透水混凝土是由粗骨料、高标号混凝土、水、外加剂等经一定比例调配拌制而成的一种多孔轻质的新型环保地面铺装材料。

与传统混凝土相比，多孔透水混凝土多采用单一级配的粗骨料作为混凝土的主体，配以的水泥净砂浆或者少量细骨料砂浆作为粘接剂。粘接剂用量需要精确计算，以砂浆层刚好包覆粗骨料，既能保证一定的粘接强度又不至于填塞骨料间的空隙为宜。透水混凝土孔隙率一般在 15%--25%之间，在保证一定透水率的情况下，其抗压强度一般在3.5mpa—28mpa之间，渗透系数多为2mm/s--5.4mm/s，有文献指出透水混凝土的渗透系数可达到12mm/s[1]。

由于未采用或少量采用细骨料，透水混凝土成型后内部存在大量空隙，其中的连通或半连通空隙成为雨水渗透的通道使雨水顺利穿透进而深入地下；而未连通的开放空隙则可以为部分雨水提供存蓄空间，具有一定的蓄水作用。此外，由于大量孔隙的存在，当透水混凝土作为路面铺装时还具有一定的，能扩大城市的透水、透气面积，增加行人、行车的舒适性和安全性，减少交通噪声，对调节城市空气的温度和湿度、维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用[2]。

2、透水混凝土的发展现状

一般认为，透水混凝土出现于英国。1852年某项工程中由于细骨料的缺乏，英国工程师们开始探索使用无砂混凝土，这即是透水混凝土最初的形态；上实际60年代，美国开始探索透水混凝土的基本性能如抗压强度、抗折强度、透水率、透水混凝土原料配比以及制备方法等，1995年，南伊利诺伊大学讨论了透水混凝土作为道路材料的使用技巧，并对其物理力学性能进行了试验研究与分析；20世纪70年代后期，日本因长期抽取地下水而导致地基下沉，为了解决这一问题，提出了“雨水的地下还原”政策，透水性混凝土以其优良的透水性能在建设工程中得到广泛重视并开展了一系列研究；法国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，采用普通矿渣水泥或火山灰矿渣水泥作为粘接剂，骨料一般采用5--20mm碎石，此外还加入引气剂增强混凝土的抗融冻能力。

在国内，多认为透水混凝土的研究起步与上世纪90年代。1993年，中国建筑材料科学研究院水泥新材所开始对透水混凝土和透水混凝土路面砖基本性能进行研究；2000年，蒋国梁、杨静采用小粒径骨料，微细矿物掺合料和有机增强剂等方法，提高透水性混凝土的强度，研制出了透水性良好，并且力学性能符合国家建材行业标准的混凝土道路材料。采用矿物细掺量，并配合使用高效减水剂，制得的路面砖抗压强度可以达到35MPa以上；采用有机增强材料，可以使透水性混凝土材料的抗压强度达到40MPa以上[3]；严捍东等对再生骨料在透水混凝土中的应用进行了研究，通过理论计算和试验分析，揭示了骨灰比、砂率和水灰比对再生骨料透水混凝土力学性能和透水系数的影响规律，采用功效系数法得出再生骨料透水混凝土配合比控制参数，即骨灰比为3.5，砂率为15%，水灰比为0.34[4]；2014年，在CNKI数据库中以“透水混凝土”为关键词进行检索，近五年来发表于国内核心期刊上的相关文章达70余篇，而以“无砂混凝土”为关键词亦可检索出近五年发表于核心期刊上的相关文章10余篇。

3、透水混凝土的应用

在国外，透水混凝土与上世纪70年代开始得到大量应用。1970年，英国开始尝试使用透水混凝土铺筑常规刚性路面，试验路段最初工作性能良好，后来可能由于冻融循环和水力抽吸，或这两者的结合等因素构成路面破坏；1979年，美国在佛罗里达州一座教堂附近一首次使用无砂多孔混凝土建成具有透水性的停车场，并取得专利，80年代开始，美国出现了专门供应透水混凝土的搅拌站；上世纪70年代后，随着日本提出的“地下水还原政策”，透水混凝土在日本开始得到大量运用，广泛铺装于公园、人行道和停车场等地方；而在德国，截至2009年市政道路中透水混凝土的应用率已达到80%。

就国内而言，目前我国对透水砖的应用较为广泛，并且已有相关标准出台（《透水砖》JC/T945-2005）。在工程应用方面，北京城建混凝土公司研制的 C25透水棍凝土已成功应用于奥林匹克国家森林公园停车场、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，是我国首条彩色透水性混凝土市政道路；中建技术中心环境与材料应用研究所所研究的透水混凝土已经应用于西安大明宫国家遗址公园和2011西安世界园艺博览会工程中，收到了很好的效果，但对于透水混凝土基础性和应用技术方面的系统性研究还不多，远远未达到普通混凝土的程度。

4、结语

随着我国城市化进程的加快，城市雨洪管理必将变得越来越重要，透水混凝土作为一种环境友好的新型建材在雨水截流，径流调蓄等方面具有极大的优势。在我国，虽然对透水混凝土的研究和应用已有一定的进展，但相对与国际先进水平还有较大差异。

[1]张娜. 透水混凝土堵塞机理试验研究[D].山东大学, 2014.

[2]孟宏睿, 陈丽红, 薛丽皎. 透水混凝土的配制[J]. 建筑技术, 2005, 36(1): 29-31

[3]杨静,蒋国梁.透水性混凝土路面材料强度的研究[[J].混凝土，2000. Vol.l32,No. 10: 27-30

[4]严捍东.再生骨料混凝土配制透水路面砖[J].华侨大学学报(自然科学版),Vol27. No. 1，Jan. 2006

TU75

B

1007-6344（2015）02-0139-01