透水混凝土研究綜述

姚金喜

[摘要]本文在國內外研究的基礎上加大了對透水混凝土性能的研究力度，并在多次的工程實測中得出：震動成型的施工方式可以充分加大透水混凝土之間的相互作用力，使透水混凝土的強度和透水特性得以良好的體現，通過保養和護理，使其強度和硬度進一步提高。

[關鍵詞]透水混凝土；強度；透水性

文章編號：2095 - 4085（2018） 09 - 0008 - 02

1 透水混凝土的定義與應用背景

透水混凝土是由骨料、水泥、水、外加劑及摻和料進行攪拌制成的多孔混凝土，具有類似于蜂窩結構的多孔形貌，具有較強的透氣性，重量輕便。現階段透水混凝土只應用在城市廣場路面、道路建設和公路兩側的路肩。透水混凝土有大孔隙，可以積攢大量的熱能，減少熱島效應現象的出現，還可以吸附空氣中的顆粒、綠化環境，也能減少噪音污染，具有較高的經濟效益和環保效益。

2 透水混凝土的特點

透水混凝土具有三個主要特點：一是孔隙率為15%—30%時具有較強的透水性；二是透水混凝土的施工相對簡單；三是透水混凝土基本實現了與環境共存的狀態，是一種能夠提高人們生活質量的環保型綠色材料。

3 國內外研究和應用現狀

3.1 透水混凝土在國外的研究和應用現狀

在透水混凝土的發展歷程中，美國在上世紀60年代首次使用透水混凝土建了停車場，并獲得透水性混凝土的專利。隨后，美國開始大規模使用透水混凝土用于停車區路段。

德國在上世紀80年代就提出對不透水路面工程的改革政策，指標是將全國90%以上的不透水工程進階為透水工程，并且于2010年前完成該項任務。弗萊堡這座城市經過十年的時間將城市內的不透水路面全部改用透水混凝土，經過長時間的透水作用，地下水位得以回升，植物能吸取到充足的水分和營養，使得該城市被植被所包圍，形成了生態文明城市。

日本對環境保護和資源利用也很重視。為此，日本政府在混凝土與生態環境關系討論中提出構建生態混凝土研究機構，并進行多次關于透水混凝土應用的會議，號召全國推廣使用透水混凝土。據統計，日本在透水混凝土的應用主要在路面。

3.2 透水混凝土在國內的研究和應用現狀

習總書記在《中央城鎮化工作會議》的講話中強調：“提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。在政府的工作指導中我國在該項內容的研究方面已經獲得了較為明顯的成效，在一定程度上促進了透水混凝土在我國的發展。

上海世博會中，各項場地的建設都普遍應用到了透水混凝土，據資料顯示，在上海世博園的大片區域內，地面和公共設施的建設中60010以上都采用了透水材料。

4 配制技術

4.1 配合比的設計

透水混凝土是根據一定的黏性和強度要求，用水泥漿將骨料包圍起來，將骨料之間相互結合起來，形成具有較高強度且多孔的整體結構。

4.2 原材料的選擇

透水混凝土的原材料的選取要遵循對水泥強度等級進行層次的篩選；以及對所選材料的骨料粒徑、類別和級配進行篩選。

4.2.1 水泥

混凝土的硬度和粘性主要由水泥反應后的產物決定，本文選取華潤封開PII42. 5R水泥。透水混凝土中的水泥使用量具有一定的控制界限，且其使用量還取決于骨料的粒徑，即不要對骨料進行過多的水泥包裹，剛好完全包裹最為合適，以免降低透水性能和浪費資金。

4.2.2 石子

骨料之間是通過水泥漿體硬化后的膠結力來提供強度的。對于骨料粒徑的的選擇優先選取10～20mm和5-lOmm之間的碎石，這樣配合出來的混凝土透水效果更為明顯。

4.2.3 外加劑

外加劑主要作用是緩凝和降低用水量，它的用量要嚴格控制，比如環境因素、溫度問題、運輸距離都會有很大影響。本文采用是紅墻CSP-9高效緩凝型減水劑。

4.2.4 摻合料

摻合料的實質是粉煤灰，其作用一是改善透水混凝土的和易性，使其包裹性更好；二是提供后期強度減少水泥用量，更加節省成本；三是可以減少對水的需求量。

4.3 配合比的確定

4. 3.1 水灰比

水灰比決定透水混凝土的強度，最佳的水灰比能夠使透水混凝土的抗壓強度最優。如果選擇的水灰比低于這一標準，水泥漿在粒徑骨料周圍的包括性就難以完美的體現出來，從而降低了質量，無法保障透水混凝土的硬度；如果選取的水灰比高于這一標準時，包裹在骨料周圍的水泥漿會脫落下來，影響透水性。

4.4 試驗結果研究

4.4.1 透水混凝土的強度

透水混凝土的抗壓強度也與骨料粒徑有關，4.75mm～9.5mm粒徑的抗壓效果遠遠好于9.5mm～19mm的粒徑，按照比例為1：2的材料進行混合，這樣配制出來的抗壓效果就強于單一粒徑骨料的混凝土。

4.4.2 透水混凝土的透水系數

根據透水混凝土的透水性與水泥用量的反比關系可以得出，粒徑略大的骨料透水效果更好，但是混合料的配制標準則定義在兩種范圍之間。如果混凝土中含有兩種類型粒徑的材料，該混凝土的透水性則降低。

5 影響透水混凝土強度的因素

5.1 水灰比的影響

在分析對透水混凝土強度影響因素中，首先要考慮到的是水灰比的影響。根據水灰比與水泥使用量的反比例的特點，科學的對水灰比進行選取，找到合適的水泥用量，能夠有效提高透水混凝土強度。

5.2 不同等級膠結材料的影響

在相同基礎條件下，膠結材料強度的大小與水泥石強度形成正比。無論是傳統情況下的混凝土還是無砂透水混凝土，都會依賴于膠結材料的強度，該材料的強度越大，透水混凝土的性能就越高，自身的強度也會增大。

5.3 密實方法的影響

在透水混凝土強度影響的分析中，不正確的密實方法也會對其強度造成影響。透水混凝土中的水泥漿含量是相對較少的，在對其進行成型操作時，如果單憑機械攪拌的方法，則會造成水泥漿大量的集中到透水混凝土的底部，在整體中就會存在較少的水泥漿，使其透水功能受損。正確的方式為木板擊實，雖然與機械操作比較起來過于繁瑣，但是透水混凝土的透水性達到最好。

5.4 成型工藝與養護條件的影響

在對透水混凝土的性能進行成型工藝時要把握好振動時間，如果時間達不到要求，就會造成試件之間的緊密程度不夠，如果時間超過要求，包裹在骨料周圍的水泥漿就會掉落，所以把控好時間問題，可以減少對透水混凝土的強度影響。但透水混凝土多孔、易失水，故正確的養護對保證混凝土強度的正常發展很重要。

6 結語

綜上所述，需要在更多的透水混凝土應用中總結經驗，充分把握好混凝土當中的孔隙率，提高透水混凝土的透水功能和抗壓強度。

參考文獻：

[1]周淵，透水混凝土的研制及在工程中的應用[J].上海建設科技，2011，（03）.

[2]張雪麗，透水混凝土的研究綜述[J].福建建材，2015，（11）.