淺談透水混凝土的應用前景

于月文 解學相

(莒縣青峰嶺水庫管理處 276534)(莒縣水利局仕陽水庫管理處 276599)

盧存偉

(莒縣招賢鎮水利站 276526)

1 透水混凝土

透水混凝土是一種有利于促進水循環，改善城市生態環境的環保型建筑材料。它具有透水性大、強度高、施工簡便等特點，可鋪筑成五彩繽紛的彩色透水混凝土地面。它主要適用于新建、擴建、改建的城鎮道路工程、室外工程、園林工程中的輕荷載道路、廣場和停車場等的路面。透水混凝土又稱多孔混凝土，也可稱排水混凝土，與輕質混凝土中的大孔混凝土類似。最早由歐美、日本等國家針對原城市道路路面的缺陷，開發使用的一種能讓雨水流入地下，有效補充地下水，并能有效地消除地面上的油類化合物等對環境污染的危害的混凝土替代品;同時，是保護自然、維護生態平衡、緩解城市熱島效應的優良的鋪裝材料;其在有利于人類生存環境的良性發展及城市防汛、雨水管理與水污染防治等工作上，具有特殊的重要意義。

1.1 透水混凝土的施工工藝特點

1.1.1 透水混凝土的材料組成

透水混凝土由透水混凝土專用膠結劑、碎石、水泥、水組成。

a.透水混凝土專用膠結劑:由各公司自己研制生產的一種專用膠結劑，是由高強度等級的硅酸鹽水泥為基料，配以多種助劑增加強度與黏結力組成的粉狀料，可按用戶要求加入無機耐候顏料，使其和碎石、水按一定比例混合后，組成不同色彩的透水混凝土面層。

b.碎石:透水混凝土用的碎石與普通混凝土一樣應具有一定的技術要求，其物理性能指標見表1。碎石顆粒級配也有一定的要求，按其顆粒大小范圍分為1～4號四種級別。具體的顆粒范圍見表2。碎石是透水混凝土的主要材料之一，其質量必須要控制好。

表1 碎 石 的 物 理 性 能 指 標

表2 碎 石 按 顆 粒 分 號 (2級)

c.水:普通自來水即可用。普通混凝土拌和用水即可，一般未經過濾的混濁的地下水或使用過的不潔水，不能利用。

d.水泥:普通混凝土試用的水泥。

1.1.2 透水混凝土的施工配合比

透水混凝土配合比采用填充理論及體積法按下式計算，其強度必須通過試驗確定。

式中 γg——粗集料的表觀密度，kg/cm3;

γc——水泥的表觀密度，kg/cm3;

γw——水的表觀密度，kg/cm3;

γz——增強料的表觀密度，kg/cm3;

P——設計孔隙率;

Mg——1m3透水混凝土中粗集料的用量，kg;

Mc——1m3透水混凝土中水泥的用量，kg;

Mw——1m3透水混凝土中水的用量，kg;

Mz——1m3透水混凝土增強料的用量，kg。

要施工出高質量、高標準的透水混凝土地面，在原材料固定的條件下，嚴格控制以上三種原材料的配比，是施工中的重要環節，在施工現場負責人必須嚴格控制比例。透水混凝土配合比(按質量計):水∶膠結劑∶碎石∶水泥 =113∶100∶1518∶310，水泥為42.5MPa 硅酸鹽水泥。

1.1.3 生產工藝

生產工藝采用水泥砂漿裹石的方案，由于在粗骨料表面包覆一薄層水泥砂漿相互粘結，在水泥用量相同的情況下，粗骨料之間粘結牢固，孔結構分布均勻，可以達到強度高、耐磨性好、透氣、毛細現象不顯著、透水系數大、水泥用量小、施工簡單等特點。

1.1.4 理論強度公式

式中 F——混凝土強度;

σ——硬化砂漿理論強度;

η——膠凝材料填充強度貢獻率;

μ——硬化砂漿的密實度。

1.2 透水混凝土的品種

a.普通素色透水混凝土:為普通水泥本色的透水混凝土。

b.標準色透水混凝土:以普通水泥本色摻加無機耐候顏料組成的透水混凝土。色彩屬一般。

c.艷麗色透水混凝土:以高要求的水泥摻加添加劑及無機耐候顏料組成的透水混凝土。色彩艷麗。

d.組合壓模工藝的透水混凝土:由彩色混凝土壓模工藝和透水混凝土相間組合成的混凝土。

e.組合紙模工藝的透水混凝土:由彩色混凝土壓模工藝和透水混凝土相間組合成的混凝土。

f.組合噴涂工藝的透水混凝土:由彩色混凝土噴涂工藝和透水混凝土相間組合成的混凝土。

以上各類透水混凝土工藝，是根據項目的不同地點、環境、承載要求以及基礎條件等不同，而進行針對性的設計及應用的，在圖案變化、色彩變化上有更多的適用性和實用性。

1.3 透水混凝土的幾種特性

1.3.1 高透水率

透水性混凝土地坪擁有15% ～25%的孔隙，能夠使透水速度達到31.18～51.96L/m/h，遠遠高于最有效的降雨在最優秀的排水配置下的排出速率。城市人行道、公園綠地道路鋪設后，有效增加了地面入滲率，減少了地面積水，減輕了城市防汛排水壓力，不會出現2012年7月21日北京積水2.5m深的境況。據研究，7天和28天的滲透系數和孔隙率的關系分別是K7d=0.179P1.427和 K28d=0.138P1.515。

1.3.2 高承載力

經國家檢測機關鑒定，透水混凝土完全能夠達到C30混凝土的承載標準，高于一般透水磚的承載力。其力學性能見表3，理論分析抗壓強度可以達到C50、C60強度級別，只需水泥標號強度達到標準，石子粒徑級配合適，施工質量可靠。

1.3.3 良好的裝飾效果

透水性混凝土地坪擁有色彩配比方案，能夠配合設計師的創意，實現不同環境和個性所要求的裝飾風格。這是一般透水磚很難實現的。

1.3.4 易維護性

人們所擔心的孔隙堵塞問題是沒有必要的，特有的透水性鋪裝系統使這一問題只需通過高壓水洗的方式就可以解決。

1.3.5 抗凍融性

透水性鋪裝系統比一般混凝土路面擁有更強的抗凍融能力，不會受凍融影響而斷裂，因為它的結構本身有較大的孔隙，透水速率達1mm/s。

1.3.6 耐久性

透水性混凝土的耐用耐磨性能優于瀝青混凝土，接近于普通水泥混凝土，避免了一般透水磚存在的使用年限短、不經濟等缺點。它的壽命可長達30年。

1.3.7 生態環保綜合性

透水性混凝土(鋪裝系統)獨特的孔隙結構使得較低的地下溫度傳入地面，從而降低整個鋪裝地面的溫度。透水混凝土的結構特點使透水鋪裝系統在吸熱和儲熱功能方面接近于自然植被所覆蓋的地面，最大程度地避免了普通混凝土白天吸熱快、晚間散熱快的弊端，降低了城市地面吸熱率和吸熱總量，緩解了城市熱島問題，最大程度上解決了人們的生存環境惡化問題。

透水性混凝土(鋪裝系統)與其他透水性鋪裝材料相比，除了具有以上的優點之外，還可減少不必要的投入:?很少或無需維護費用;?降低或免去了雨水管道的投入;?不需要其他的防洪設施;?簡化的鋪裝工序降低了工程和施工的用時以及資金投入。

1.4 透水混凝土與其他混凝土的特性比較

透水混凝土與普通混凝土的性質有著某些相同點，也有著自己的獨特性質。其和易性、強度、剛度、變形、耐久性基本是相同的，唯一不同的是普通混凝土的抗滲性裂縫問題恰好就是透水混凝土的獨特優點。透水混凝土與普通混凝土等的特性能力異同特點對比見表4。

表3 透水混凝土的通常力學性能

表4 透水混凝土和普通混凝土的特性比較

隨著膠凝劑的應用推廣和膠凝能力的不斷提高、骨料粒徑級配的適當加大，施工技術的提高和高標號水泥的開發應用，透水混凝土的各項指標將均超過普通混凝土。

2 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》，其他如上海、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透水混凝土，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km2，有大中小型水庫8.7058萬座，流域面積大于1000km2的大型河流1.65萬條，大于10000km2的河流79條，大中型河流約5.4萬條，大中型河流總長42萬km，全國已建成江河堤防28萬km;有大中小城市668座，僅前百名城市市區占地面積就約14966km2，城市化率目前是50%，且繼續增長，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。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。

透水地坪(透水混凝土)適用范圍:市政園林用于路面鋪裝、地面硬化、市政步道、園林小路;城市道路硬化、人行道路面鋪裝、公園地坪鋪設，城市廣場、高檔住宅小區、停車場、商務辦公大樓、戶外運動場所(羽毛球場館、網球場館、籃球場館)等;交通建設工程可應用于道路護坡，包括高速公路、國道省道等交通公路、鐵路等道路的路基護坡，山丘區巖石路基路面基礎墊層;水利工程應用更廣，水庫大壩護坡、壩腳表層排水體鋪設、主河槽壩腳排水體，河道堤防護坡、管涌、滲水等防汛搶險固堤固基設施工程都可使用，發揮它的透水、堅固、美觀、實用、環保的多種功效。?

1 程娟．透水混凝土配合比設計及其性能的實驗研究［D］．浙江工業大學碩士論文，2006，12．

2 解學相．資源保護與經濟可持續發展［C］．//山東省水利廳．山東省水利優秀論文集．2003．