簡介“生態(tài)衛(wèi)士”——透水混凝土

李龍

（中建五局混凝土公司，湖南 長沙 410000）

隨著我國鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，城市發(fā)展導(dǎo)致城市地域不斷擴(kuò)大，大量的農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)用作商店、工廠及住宅等非農(nóng)業(yè)用地，一系列市政方面的問題接踵而至，其中市政排水問題最為嚴(yán)重。我國年降水量的分布為東南地區(qū)多、西北地區(qū)較少，降水量從東南向西北遞減。尤其在雨量充沛的夏季，道路積水問題更為嚴(yán)重，加上居民生活用水的任意排放，許多道路出現(xiàn)了大大小小的“水塘”，有些甚至在雨后數(shù)天依然存在，嚴(yán)重影響了居民的出行以及車輛的行駛。因?yàn)榉e水導(dǎo)致的交通事故不勝枚舉，對積水問題的解決越來越迫切，如何能找到行之有效的解決方法，這就需要從路面材料入手。

眾所周知，道路分為墊層、底基層、基層、面層，有些道路則直接為墊層和面層。墊層為級配良好的碎石以及砂、卵石，而面層多為水泥混凝土或者瀝青混凝土，如何提高混凝土的透水率又能保證混凝土的強(qiáng)度是解決積水問題的關(guān)鍵。要解決此類問題可以從混凝土結(jié)構(gòu)入手。普通混凝土是由水泥、砂、石和水所組成，為改善混凝土的某些性能還經(jīng)常加入適量的外加劑和摻合料。混凝土在正常情況下是沒有透水性能的，因?yàn)樵诨炷羶?nèi)部沒有貫通的孔隙，只有在加入引氣劑的混凝土內(nèi)部有不連通泡狀孔隙。而透水混凝土，是由水泥、骨料和水拌制而成的一種輕質(zhì)多孔混凝土，它不含細(xì)骨料，只是由一層薄的水泥漿包裹在粗骨料的表面，從而形成孔穴分布均勻的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，故具有透水、透氣和重量輕的特點(diǎn)。當(dāng)聲波傳入孔隙時，經(jīng)過孔隙壁的反射振蕩，可以有效降低聲波的能量，從而能達(dá)到一定的隔音效果。用透水混凝土澆筑成的道路、地坪以及其它結(jié)構(gòu)，最大可擁有 25% 左右的孔隙，最大透水速度可達(dá)到 50L/m/h，其透水速率比最優(yōu)秀的排水裝置在積水量達(dá)到飽和時的排水速度更為高效。透水混凝土可以使雨水流入地下，能有效補(bǔ)充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等等的一系列城市環(huán)境問題。

我們知道，城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土建筑物、路面以及金屬構(gòu)筑物等，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而且熱容量小，所以，如果外界光照條件一樣的話，它們的升溫速度要快于草地、水面以及自然巖土層，致使其表面溫度明顯高于自然下墊面，因此，減小表面和自然下墊面的溫度差是緩解熱島效應(yīng)的關(guān)鍵。透水混凝土本身密度較低，而且存在大量的空隙，從而降低了自身儲存熱量的能力，獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)可以使地上和地下的熱量自由交換，從而減少溫度差，這些特點(diǎn)使由透水混凝土組成的表面在儲熱和傳熱方面接近于自然植被所覆的地面，達(dá)到緩解熱島效應(yīng)的目的。

在十九世紀(jì)中期就有許多國家發(fā)明并使用了透水混凝土，人們早已經(jīng)意識到普通混凝土路面是“生態(tài)殺手”，它使水份無法正常滲透到地下，而自然中的植被生長需要大量的地下水，普通混凝土地面打破了生態(tài)系統(tǒng)的平衡，于是，透水混凝土應(yīng)運(yùn)而生。但是由于當(dāng)時的技術(shù)局限，在設(shè)計(jì)過程中遇到了許多困難，透水混凝土的設(shè)計(jì)難度在于要在滿足強(qiáng)度要求的同時，還必須保持一定的貫通孔隙來滿足透水的要求，但是單純的引氣又會降低混凝土的強(qiáng)度（含氣量增加1%，強(qiáng)度降低 5MPa）。因此在配制時除了選擇合適的原材料外，還要通過配合比設(shè)計(jì)和制備工藝的優(yōu)化以及添加劑的使用來達(dá)到保證強(qiáng)度和孔隙率的目的。根據(jù)有關(guān)部門實(shí)測，由透水混凝土澆筑的路面承載力完全能達(dá)到 C25 左右道路混凝土的抗壓標(biāo)準(zhǔn)，比起一般透水磚有過之而無不及。

透水混凝土由水泥、骨料、水等配制組成，粗骨料必須為單粒級或間斷粒級的，而且細(xì)骨料的用量一般控制在總骨料質(zhì)量的 20% 以內(nèi)；水泥可選用 P·I 或者 P·II 水泥、P·O 水泥和 P·S 水泥，禁止使用早強(qiáng)型水泥；摻合料可選用粉煤灰、高爐礦渣粉、微硅灰等，還需要配套使用雙丙聚氨酯密封膠，而且在配制過程中不能使用含有引氣劑的外加劑產(chǎn)品。

透水混凝土的施工主要包括攤鋪、成型、表面處理、接縫處理等工序。鋪攤方式可采用機(jī)械鋪攤或人工鋪攤；根據(jù)施工條件，成型可采用平板振動器、振動整平輥、手動推拉輥、振動整平梁等進(jìn)行施工；而表面處理主要是為了提高表面觀感；對已成型的透水混凝土表面要進(jìn)行修整和清洗。透水混凝土的養(yǎng)護(hù)方式與普通混凝土養(yǎng)護(hù)方式一致，養(yǎng)護(hù)期間要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染，混凝土的日常維護(hù)包括清掃、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用風(fēng)機(jī)吹掃、高壓沖洗或真空清掃等方法。透水混凝土的應(yīng)用較為廣泛，在高速公路以及橋梁中央隔離帶、邊坡扶壁排水結(jié)構(gòu)、輕鐵路基礎(chǔ)、行人道路基、廣場路面、停車坪等都能看到透水混凝土的身影。

低碳、環(huán)保是每一位公民都應(yīng)追求的目標(biāo)，更是每一位混凝土人追求的目標(biāo)，“砼心砼力，砼建家園”，一位又一位的學(xué)者傾盡畢生精力來研究新型混凝土，可持續(xù)發(fā)展不再是夢想；從之前的“攪拌站污水使用的研究”到如今“透水混凝土”的使用，都只為了一個目的，那就是我們不僅要留給子孫瓊樓玉宇，更要留給子孫一片藍(lán)天。