透水混凝土在海绵城市建设中的工程应用

刘宝光

摘要：海绵城市是新一代城市雨水管理理念，其自然生态和人工干预的整体功能可以最大限度地减少城市发展和建设对生态环境的影响，并吸收和利用70%的降雨。透水混凝土是由粗集料和水泥基胶结料混合而成的具有连续孔隙结构的混凝土，它具有透水、透气、重量轻的特点。作为一种环保型生态混凝土，它在海绵城市中得到广泛应用。

关键词：透水混凝土；海绵城市；应用

随着我国城市化建设的不断发展，城市高速建设中的弊端日益突出。一方面，传统的混凝土路面透气性差，调节空气温湿度的能力弱，导致我国许多城市地区出现积水、水体黑臭、热岛效应等环境问题。另一方面，建筑行业对天然砂石骨料的需求逐年增加，而各种原因产生的建筑垃圾每年呈指数级增长，处理方法相对粗放，对生态环境造成严重破坏。为了进一步提高海绵城市的建设水平，必须拓展透水混凝土的应用领域。

1 海绵城市概念

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，指城市能够适应环境的变化并能够应对雨水带来的影响，又被称为水弹性城市。国际通用术语为低影响开发雨水系统构建，能够在雨水天气吸水、蓄水、渗水、净水，并在需要的时候将蓄存的水释放加以利用。海绵城市能够减少城市的污水排放量，逐渐改善雨水进入排污管道的情况，提高污水处理厂处理污水的能力和效益，降低进入河道、土壤和地下水的污水量。

2 透水混凝土概念

透水混凝土是混凝土材料中的一种，这种材料由粗集料和水泥集料混合而成，具有良好的物理性能。从外观来看，透水混凝土的表面有多个透气孔；从颜色上来看，透水混凝土为本色。与其他材料相比，透水混凝土的优势更加明显，因此被广泛应用在海绵城市的建设中。

3 透水混凝土在海绵城市中应用的重要性

了解透水混凝土后，也有必要阐明透水混凝土在海绵城市中应用的重要性。在传统的城市人行道设计中，优质的建筑材料、专业的人行道设计和固定的透水砖面也能保证人行道具有很强的渗透性。然而，这种传统的城市人行道设计往往存在强度不足、平整度不足、容易局部下沉、无法完全消除大规模降雨造成的积水等问题。透水混凝土将更好地解决这些问题，这主要有利于透水混凝土具有原地透水功能强、颜色多样、漫反射困难等三大性能优势。

4 透水混凝土在海绵城市中的应用

4.1透水混凝土预拌生产与施工

透水混凝土采用商品搅拌站集中搅拌，搅拌站采用电子称量系统，确保混凝土原材料计量准确，严格按试配确定的配合比预拌生产。搅拌时间应适当延长，以浆体很好地包裹在骨料表面为准。运输采用混凝土罐车进行运输。由于透水混凝土拌合物基本无流动性，施工中应避免由于失水和随着水化的进行而失去工作性，一般从拌合物出机至摊铺施工不超过2h。透水混凝土运输至摊铺现场后，应立即摊铺、刮平。松铺系数按透水混凝土的干湿度，一般采用1.1～1.15之间。用振动整平辊压至所要求的平整度，振动抹平机分2～3次往返振实，由于工程质量要求高，机械整平后往往加人工修整。并防止漏振和过振。大面积施工采用分块隔仓式进行摊铺物料。摊铺完成并复查合格后，应进行覆膜结合浇水养护，养护材料为：1层塑料薄膜+1层彩条布。1d后洒水，至少养护至7d，至少1次/d（在白天气温较高时洒水），洒水后覆膜应及时恢复严密。

4.2排水系统的建设办法

透水混凝土路面排水、集水系统设计应包含两个方面的内容：地面水的排除收集和地下水的排除与收集。道路地面水的排除与收集主要考虑透水混凝土路面径流的预处置和透水混凝土路面自身的设计，包括减少路面的堆积物，避免透水混凝土路面的梗塞以及孔隙率的设计、纵坡、横坡及雨水口的设计等。道路地下水的排除与收集方面，在设计透水面层和构造尺寸时应减轻暴雨众多时路面积水的状况。如果是满足大雨等偶发天气状况，则透水混凝土路面的尺寸可设计为150到450毫米，并且由于在透水构造层内水只能贮存在石子间的空隙内，当水经过路面进入构造层时，会通过构造层的底部渗入土壤中，因此为了保持更好的活动性和底部的平整性，可在构造层底部垫上一层土工布。

4.3計算混凝土的配比

首先，将透水混凝土应用在海绵城市中，应该计算混凝土的配比。只有遵循科学配比率，对混凝土进行配制，才能提高透水混凝土结构的整体性能。在配制透水混凝土之前，需要计算各种配制材料的比重。具体来说，应该做到以下几点：第一，应该确定透水昆凝土的透水率，以此为依据选择骨料的粒径。一般来说，透水混凝土的透水率越大，选择的骨料粒径也应该越大；透水混凝土的透水率越小，选择的骨料粒径也应该越小。在骨料选择完毕之后，可以掺入其他的水泥材料、水灰材料等。在计算过程中，需要应用体积测算的方法，并合理控制纤维增强剂的比例。第二，应该评判透水混凝土的和易性，如果透水混凝土的和易性较好，应该适当增加水泥砂浆的比重，如果透水混凝土的和易性较差，应该增加骨料的用量。第三，在初步配料完成之后，应该对透水混凝土的物理性能进行测试。当透水混凝土的透水率较低时，应该掺人更多粗粒骨料。当透水混凝土的硬度较低时，应该掺人更多的水泥材料。第四，应该增加对透水}昆凝土施加压力，形成固定形状，投入到海绵城市的建设中。

4.4透水混凝土的发展前景

由于我国的城市化进程较之发达国家相对滞后，在过去的很长一段时间里对透水混凝土的需求并没有显现出来，所以目前国内对透水混凝土的研究和应用还相对较少。随着“海绵城市”建设由试点到全国范围的推广普及，透水混凝土有着巨大的潜在发展空间。并且伴着技术的不断发展和成熟，很快将研发出具有更优异性能的透水混凝土（强度高、耐久性好等），使其有望用于重交通路面或其他结构用途，为建设事业和社会环境创造更多的效益。

5 结语

海绵城市是城市建设的发展方向，海绵城市建设过程中，应控制好各种材料的质量。透水混凝土是一种新型混凝土材料，对城市排水和蓄水有很大帮助，特别是在海绵城市的建设过程中，必须加强传统建筑材料的升级和改造，加强透水混凝土的应用可以很好地满足海绵城市的建设要求。

参考文献：

[1]甘冰清.透水混凝土的配合比设计及其性能研究[D].安徽理工大学，2015.

[2]韩建国.透水混凝土的性能和应用现状综述[J].混凝土世界，2014（10）：46-52.

（作者单位：大连市国土资源和房屋局高新园区分局）