透水混凝土的性能和應用

謝高強

（海南中南標質量科學研究院 海南海口 571152）

建筑工程中使用的混凝土材料傳統的往往具有不透水性等劣勢。為了保證施工項目更好的排水促進結構耐久性，混凝土必須具備一定的透水性能。傳統的材料使用過程中帶來的負面影響如雨水難以通過傳統的路面滲入地下，土壤由于難以保持濕度，導致地面塌陷，地下水位下降。建筑由于地表、空間、溫度、濕度等條件影響下，產生所謂的熱島現象，給居住舒適度帶來影響等等。因此傳統的混凝土建筑材料已經不具備生態要求，一種新型的能夠與生態環境友好的新型材料出現了，這就是透水性混凝土。

1 透水性混凝土的性能分析

20世紀一些發達國家開始進行透水材料的研究，從維持生態平衡、保護地球走可持續技術發展的角度進行了材料的研發。隨著技術水平不斷提升，新型的環保建筑材料透水性混凝土應運而生。透水性混凝土大致可定義為不加或加入少量的集骨料，采用單一級配或添加一定的外加劑、摻合料形成的較大連通孔隙的多孔混凝土。從種類上分，透水性混凝土目前包含了水泥透水性混凝土、高分子透水性混凝土以及燒結透水性制品等[1]。

以水泥透水性混凝土為例，這種混凝土的水膠比一般為0.25~0.5，骨灰比為3~4，硬化后的混凝土內部一般包含20%左右的連通孔隙，表觀密度比普通混凝土要低，在應用上其具有較好的透水性和防滑性，但是抗凍性較差，高分子透水性混凝土是一種使用膠結材料，形成的透水性混凝土采用單粒級骨料形成瀝青透水性混凝土，而使用有機膠凝材料的混凝土，其性質隨溫度變化較敏感，以高分子樹脂為膠結材料配制的透水混凝土，美觀性強、耐磨性強，但其成本較高。燒結透水性制品以黏土為代表，這一類透水性材料，耐磨性好、強度高，適用于高檔建筑表面部位施工。

透水性混凝土的原材料包括水泥、骨料、外加劑等。透水性混凝土不用或者少用細骨料，采用強度較高的硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，水泥標號一般在42.5以上。透水性混凝土使用外加劑提高水泥漿和骨料間的界面強度.目前透水性混凝土配合比設計尚不常熟。原則是將骨料顆粒進行水泥漿的包裹之后，使得水泥漿膜具有一定的強度和透水能力。成型方式包括壓制和振動兩種。

2 透水混凝土應用分析

原材料選用：

水泥采用硅酸鹽水泥等必須符合現行國家保準，外加劑符合混凝土外加劑的標準要求，透水水泥混凝土采用的增強料分為有機和無機材料。采用的集料應選質地堅硬和潔凈的碎石料。

（1）制備透水水泥混凝土。首先從漿體的用量和孔隙率開始，依據水膠比進行膠凝材料用量和用水量的計算，根據粗集料的體積分數和密度進行拌合，需要注意的是，透水性混凝土不能使用普通水泥混凝土的強度關系和水膠比，流動性能對空隙率會發生影響。制備過程中，將集料和拌合水預攪拌1min，將剩余的膠凝材料與拌合水混合[2]。應采用攪拌機進行拌合，現場拌合應根據工程量、工程進度進行，作業運輸時間不宜超過30min。

（2）成型時每層用16mm鐵棒進行插振搗，振動的同時施加0.8MPa的壓力，試件成型后進行標準條件養護。透水混凝土在配合比設計的時候要綜合考慮混凝土空隙率和強度，保證透水水泥混凝土的透水性能。例如在透水瀝青混凝土的制備上，選擇原材料確定及料及配-確定最優瀝青用量-提高混凝土的抗凍融能力為常見的配比設計步驟。攪拌工藝根據設計情況進行選擇，將所有材料放入攪拌機，攪拌時間為2-4min，預拌水泥漿時如果骨料上的水泥漿較多，通過振動篩子將多余的水泥漿篩出，保證攪拌均勻性。

圖1 透水水泥施工排水設施橫斷面

（3）在排水方式上結合區域的降雨特征和排水體積來進行透水混凝土的合理布置。面層基層構成的透水混凝土結構一般采用輕度壓實的機具進行成型，壓實程度要依據建筑負荷和排水能力來確定。透水混凝土在運用中常見有開裂、沉降、保表面、磨損等破壞形式。應根據氣溫變化和面層支撐的情況，進行粗集料顆粒之間強度的設計，對于透水混凝土制備過程中使用引氣劑時注意，在水泥凈漿覆蓋層中，應有均勻分布的小氣泡，以助其提高抗凍融能力。在透水混凝土的水泥混凝土的維護上，保護區域混凝土施工現場排水過程中，水流中攜帶的細小顆粒會堵塞混凝土的孔隙。應以一定的時間間隔做好孔隙的通透性的維護。維護周期隨著環境的不同，對于混凝土的維護方法各有差異。常見有使用高壓水沖洗和大功率真空吸塵的方式，將表面孔隙中的大顆粒沖洗出。同時為防止對透水混凝土本身造成破壞，也可以使用負壓的方式使用真空吸塵，將顆粒加以吸出。理想的維護手段是可以結合兩種方法，實現沖洗和真空吸塵同步進行提升混凝土面層高度，在混凝土面層周邊建造路沿，并對混凝土施工周邊的部分進行維護等措施，也能有效的防止水流帶來的沖擊力造成孔隙堵塞[3]。與普通混凝土相比，透水混凝土的強度也會隨水泥的強度增加而增加，而混凝土透水系數會隨膠凝材料用量增大導致孔隙被漿體填充而減小，可以摻加適量增強劑，在保證透水混凝土強度的情況降低漿體用量提升其透水性能。

3 結語

透水混凝土在使用時應充分考慮水膠比、灰集比、膠結材料強度等對混凝土性能的影響。確定好上述性能指標之后，通過相應的適配實驗以確定配合比指標，這樣才能快捷高效制備優異性能的透水混凝土。