透水混凝土应用综述

龙洁

430623198206226720

摘要：随着国民经济的不断发展和城市化建设的快速推进，国家基础建设由量变逐渐过渡到对质变和环保的高度重视，相较于普通混凝土，透水混凝土具有透水、吸音、降噪等功能，能有效补给地下水、缓解城市内涝和“热岛效应”，透水混凝土作为环保生态混凝土中的一种，在建设新一代的“海绵城市”中起着相当重要的作用，本文主要总结了透水混凝土的相关特性、施工要领和应用工程，在此基础上，对透水混凝土大规模地推广和应用需要攻克的难关进行探讨，以供参考。

引言

透水混凝土亦称无砂混凝土，主要由粗骨料及其表面均匀包裹的水泥基胶结料，相互粘结，并经水化硬化后形成的具有连续空隙结构的的多孔混凝土，具有透气、透水和质轻的特点，国外透水混凝土应用最早始于1852年的英国，当时由于缺少细集料，70年代的日本推行“雨水渗透计划”，90年代测试透水混凝土路面，我国研究透水混凝土起步较晚，始于1993年，工程应用方面始于2005年北京街道项目中，至今，主要应用在一线城市中的人行道、街道、停车场和轻量级道路中，因制备技术、施工工艺方面仍存在一定的问题，故限制了其大规模地推广和应用，特别是在二、三线城市中的普及。

1 透水混凝土特性

1.1排水性能

透水混凝土因采用单一级配的粗集料，少用或不用细集料，故内部存大量空隙，具有良好的排水性能，透水率一般为15%-30%，研究表明[1]当透水混凝土孔隙率为15%-25%时对应的透水速度可达到31.18L/m/h-51.96L/m/h,能够有效排除路面积水，且孔隙率越大，透水性能越好，这一性能有效改善雨天路面积水、加快地下水循环，调节水资源，利于建筑材料的绿色、环保、可持续发展。

1.2抗压强度

正因透水混凝土的特殊孔洞结构，所以这导致了透水混凝土低强度弊端。透水混凝土的强度与孔隙率、水泥用量（如下表1）、密实方式、骨灰比、振动时间、养护方式等诸多因素有关[2],特别需要提到的是抗压强度与排水性能均与孔隙率有关，孔隙率越大，排水性能越好，强度越低，反之，孔隙率越小，强度越高，但排水性能越差，故实际工程应用中，应根据具体需求，选择相应的一个平衡点，以达到要求。

表1透水混凝土配合比

编号	标号	水泥 (Kg/m3)	碎石 (Kg/m3)	外加剂 (Kg/m3)	水 (Kg/m3)	7天强度(MPa)	28天强度(MPa)	透水系数（mm/s ）
1	C20	330	1740	0	100	13	19	0.5
2	C20	330	1740	4	110	15	21	0.5
3	C20	350	1740	5	100	20	27	0.6

表1为湖南衡阳市来雁新城源湘路，透水混凝土实验和生产配合比，此工程位于衡阳市的北部，是石鼓区来雁新城城市道路网之一，项目西起已建的蒸阳北路，东达拟建的沿江北路，线路全长1945.856米，幅宽43米，非机动车道采用6cm透水砖、3cm中粗砂、10mc厚度C20透水混凝土、15cm级配碎石、透水土工布(附路面结构设计图)。

经过多次试配从以上数据可看出，外加剂的加入有利于提高透水混凝土的抗压强度，水泥用量增加后，7天和28天抗压强度显著增加。

1.3缓解热岛效应

相较于传统混凝土路面吸收、存储和反射热量，透水混凝土利用孔隙的透气性和水分子存于空隙中，热量一照射则水分蒸发扩散到路面，进而调节近地面的温度和湿度，改善城市热循环，缓解热岛效应。

1.4降声降噪

透水混凝土的大孔隙率能够有效利用孔隙内的空气粘滞阻力及摩擦作用将部分声能转换为热能而消耗掉，在车辆行驶噪音日趋增加的时代，透水混凝土即可降低噪音，创造舒适的交通环境，且空隙可吸附大量的城市污染物，减少扬尘污染，研究表明[3]孔隙率是影响透水混凝土吸声降噪性能的重要因素。

2 施工要领

透水混凝土生产主要分为现场拌和生产及预拌化生产，各有优劣，现场拌生产工艺相对较成熟，混凝土工作状态较易掌控，不足之处在于施工效率低下且污染现场环境。预拌混凝土可提高施工效率，减少环境污染，唯一不足在于运输距离远近导致混凝土工作状态较难调整把控，这也是目前大规模应用叩待解决的难题，总之，无论哪种生产施工方式，均需掌握以下几点。

2.1配合比的设计

透水混凝土的设计原则根据工程设计要求，再参照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》所述的透水混凝土配合比计算方法（体积法）。透水混凝土的设计容重为1600-2200Kg/m3，水灰比0.25-0.35（具体根据拌合好的混凝土观察），用水量80-120Kg/m3，水泥用量300-450Kg/m3，如需配制更高标号混凝土，加入增强剂，利于改善透水混凝土中集料间的粘结性能，提高透水混凝土强度的，石子最好选5-25mm粒径单一级别的碎石，其中针片状含量不宜大于15%，含泥量不宜大于1%。

2.2生产施工

如前所述密实方式、振动时间及施工养护方式对透水混凝土抗压强度及透水率有重要影响，故这些环节尤为重要，例如利用平板振动器振捣10s的混凝土的强度和透水指标均较好

[4]。因透水混凝土为干硬性混凝土，坍落度很小，宜采用运输砂石的土方车运输，不宜采用传统的混凝土搅拌车。施工成型时应控制合理的振动时间，若过短，则无法很好的密实，大大降低强度，若过长，则水泥浆将聚集到底部，不利于混凝土良好的透水性。透水混凝土运至施工现场后应立即摊铺、刮平，碾压、整平，最后最好用薄膜覆盖，定期保湿养护。

3 应用工程

3.1在人行道路中的应用

湖南省衡阳市来雁新城源湘路道路工程人行道采用半透水结构层，面层采用透水混凝土。透水混凝土在人行道上的应用，解决了长期受雨水冲刷，普通路面凹凸不平，碰上大雨天气，路面积水非常不利于行人的通行的现象。

3.2园林景观中的应用

早在2008年就报道了[5]透水混凝土在森林公园中大面积的成功应用，强度指标，透水率等各项指标均达标。在上海世博中心广场、A 13 广场、世博公园、世博园区内地坪、C 08 广场、非洲广场等的防滑混凝土基层也大量应用了透水混凝土。通过对比发现，透水混凝土停车场排水性能方面比普通混凝土路面具有更大的优势。

4 结束语

透水混凝土自身存在的诸多优势，在缓解道路交通、节能减排、生态环境和可持续发展方面存在着广阔的发展前景，目前在一线城市应用较多，若要在二、三线城市普及、推广，仍需解决以下问题：（1）施工工艺预拌方式不够成熟，工作状态不好把控，特别是在运距较远的情况下；（2）透水混凝土的相关性能评价体系及相关国家标准出台较少；（3）抗压强度、耐久性较普通混凝土无法有效提升，以上总结希望对后续研究透水混凝土突破上有一定的帮助。

参考文献：

透水混凝土在道路工程中的应用研究[J]. 董徐奋.四川建材,2009,06:13-16.

[1]浅析影响透水混凝土强度的相关因素. 喻静.山东工业技术，2017,12.120.

[2]透水性混凝土路面的功能[J]. 张丽,刘良森,张静芳,邱冠雄. 砖瓦,2012,01:52-54.

[3]透水混凝土的研制及在工程中的应用. 周渊.建筑材料，2011，第三期：55-57.

[4]透水混凝土在奥林匹克森林公园的工程应用. 刘霞,王加荣,吴东,罗华明.混凝土，2008,10:120-122.

[5]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.

[6]高强高透水混凝土的发展现状及应用前景分析    肖敏;-《建材与装饰》-2018-04-27

[7]透水混凝土在道路中的应用浅析    何乘根;-《四川水泥》-2017-03-15

[8]透水混凝土制备工艺研究    张朝辉;杨江金;王沁芳;杨娟;-《新型建筑材料》-2008-09-25

[9]透水混凝土在海绵城市建设中的应用研究    夏维学;祁涛;张铎;-《四川水力发电》-2017-04-15

[10]预拌透水混凝土试验研究及应用    崔巩;光鉴淼;姜骞;周华新;-《混凝土》-2017-04-27

[11]透水再生混凝土在道路工程中的应用研究    徐东祥-《辽宁工业大学硕士论文》-2018-03-01

[12]透水混凝土的性能及应用综述    舒丽琴;江秀英;孔梅晴;-《科学咨询(科技·管理)》-2017-06-04

预拌透水混凝土试验研究及应用    崔巩;光鉴淼;姜骞;周华新;-《混凝土》-2017-04-27
作者简介：龙洁，女，1982年6月出生，建筑工程工程师，从事混凝土工作十余年，有丰富的特种混凝土、预拌混凝土生产经验。

[13]