透水混凝土的性能及应用研究

张新星

(华润水泥（昌江）有限公司， 海南 昌江 572700）

1 传统混凝土的弊病

透水混凝土材料在道路建设中有更大与更迫切的应用，所以以道路建设为切入点，研究传统的混凝土材料给城市建设与人们生活以及环保带来的弊端。在以前建设中，由于人口数量还不是那么多，城市的拥挤度没有现在那么高，对城市基础设施建设的认识也是从基础设施的视觉效果和使用时限出发的，当然，同时也对城市建设的成本有所考虑。所以传统的混凝土材料以石灰，石块等为原材料，固化以后是没有办法透水的，但是看起来平整，在保证用料符合有关标准的话，使用年限也相对合理。所以这种混凝土材料在道路建设中使用也非常常见，在时间和空间维度上，都有很大的普遍性。但是，以一个联系与完整的观点来看，这种材料的道路建设对水循环是有阻碍作用的，不透水道路的存在阻断了水在这个表面的下渗环节，这样就会造成水资源的浪费，并对环境产生影响。一般来说，这种影响是比较潜在的，不容易被发现，但是影响深远。长期以来这个问题的存在虽然引起了一些环境学家的关注和呼吁，但是材料变革却显得十分的缓慢。直到这个问题的存在深刻而表象地影响到人的生活的时候，在这方面的研究和变革才加快了速度。人类的生产生活以及自然气候本身的多变性和极端化，使得降水的频率和水量在当代变得急剧上升。在大面积不透水的道路面上，雨水以洪水的形式急剧流失，影响道路的通行，甚至是水量过大，造成人员的伤亡和财物的损失。可以说，在多发的城市内涝中，不透水地面虽不是元凶，但是却是帮凶，在没有大面积的道路建设之前，雨水可以在泥土中直接有大部分的下渗，回补成为地下水。

2 透水混凝土的性能与其性能相伴随的优缺点

2.1 透水混凝土的性能

由分析传统的混凝土材料存在的弊病可以看出，大面积的城市扩张带来了大面积的道路建设，但是道路的建设又和雨水的下渗之间产生了矛盾，所以在材料的改良上，就是要做到“道路的回归”。就是要通过混凝土材料的改良使其具有天然道路的透水特性。其基本的概念性能是：它的原料为水泥、骨料、水掺杂而成，制作的过程与传统的混凝土制作类似。其中骨料的选择为体积较大的骨料，这是由于细骨料的性能和传统混凝土材料类似，并不能达到多孔漏水的目的。粗骨料和水泥混合以后，由于水泥存在有黏性，所以会将骨料粘合在一起。在长期的搅拌与翻转过程中，骨料的排列变得有序，整体的材料就显得均匀。形态就跟蜂窝类似，这种材料就是透水混凝土。有了空隙以后，在水下渗的同时它也可以作为通道将空气流通。除此以外，由于骨料的添加使得混凝土材料的密度较小，在相同体积的施工过程中，混凝土的质量减小了很多。在材料改良的同时，也达到了材料轻便化的目的。

2.2 透水混凝土的优点

透水混凝土作为一种新性的工程材料，最大的特点是适应道路建设。主要优点有如下几个:第一，最大的优点是透水性能好，个改良这个材料的初衷就是让材料能够及时完成水的下渗。在日常中就使得地表水和地下水相连接，水循环的链条没有在这里中断，水循环的系统得以统一和连接起来。在极端降水多的天气里，它也能够作为蓄水池，截留部分洪水。此外，这种材料的表面较传统的混凝土材料更为粗糙，所以摩擦力更强，在洪水极端天气中可以降低水的流速，所以也可以减少洪水带来的危害。这个过程还相当于是把水进行回收利用。在地面对水的吸收过程中，沿途的植物也可以得到滋养。水通过透水混凝土材料下渗以后，还对地下水进行了回流补充，可以减少大量开采地下水造成的影响。第二点是这种材料能够吸收声音，降低噪声。这一点功能也是由于添加了粗骨料以后，混凝土材料有了较多空隙，所以当有地面的噪声经过混凝土材料的时候，混凝土材料不是对噪声进行反射，而是通过空隙进行吸收，这个原理跟现在普遍使用的隔音墙的原理相同。第三点是这种新型混凝土材料是在保证基本的材料添加的基础上，可以根据需要添加自己想要的颜色材料，所以可以和施工周围的环境相协调，就会更加美观。第四点是在施工结束以后，材料工程的维修和保护问题，这个材料最大 的特点就是他的空隙，他功能的发挥也主要是依靠他的空隙，所以当材料中的空隙堵塞以后，这个材料就难以发挥其最大的作用，所以要经常对空隙进行疏通。这个优点就体现在对材料用传统的方法施加压力，用水进行清洁，它就可以疏通。所以它的后期维护也非常简单便捷。第五点是在温差大，传统的路面材料由于温差的原因出现冻融的时候，这个材料的比热容更大，空隙较多，所以难以发生冻融，也不会因为冻融而造成材料的断层。第六点是这个材料在使用方面，有很大的优点，它的使用时限较一般的材料更长，而且传统的混凝土材料需要添加透水砖这个部分进行辅助透水，由于这一部分的使用年限短，所以根据短板效应，整体材料的使用年限就缩短了。第七点是这个材料还透气散热，有空隙的结构给地表和地下的热量交换提供了一个通道，地下较低的温度空气可以通过这些空隙传送到地表，降低地表的温度。在拥挤的城市中，这个材料的这一功能就很好的缓解了城市热岛效应。第八点是这个材料接近于原始地面的材料，所以是具有生态的特性。而环保是由于传统的混凝土 材料对环境有很大的不好影响，其中的沥青对空气造成很大污染。新型的混凝土材料减少了这一部分污染物的使用，所以有更好的环保效能。

2.3 透水混凝土材料的缺点

尽管这一材料有很多的优点但是也存在有很多的缺点。首先一点，粗骨材料有大量的空隙，这些空隙材料比一般的实心材料的承力能力更弱。在道路建设中，不能有重量过大的车辆行驶。其次，透水的混凝土材料比传统的材料在施工上更为复杂，要求更加严格，在使用上就限制了它的推广。第三点，虽然维修和保护的措施更为简单，但是需要耗费大量的人力物力成本。

3 透水混凝土的研究现状以及它的应用

这种材料由于承力能力不够强，所以在研究的初期，在道路上的使用并不是很普遍，一般就是在一些停放重量较轻的停车场使用。我国由于存在道路排水的问题比较严重，在九十年代我们开始去做了这个方面的研究，在理论上取得一些成果以后，迅速地将这些理论成果运用到实践中去。最大的一次运用是在2008年的奥运会中，为了改善北京城市排水系统滞后，城市内涝比较严重的问题，在迎接奥运作准备的时候，道路两旁铺设了大量的透水混凝土材料。很好的改善了城市内涝的问题，改善了道路交通。这以后，在上海，杭州等较为发达的城市，透水混凝土的材料运用也逐步展开。

4 结束语

城市建设是一个完整的系统，在城市建设中，要尽可能的符合原生态环境。透水混凝土在水循环方面有其特殊的作用。在建设中改善其负荷量不足和使用成本较高的缺点，逐步推广这种材料的运用。这种材料作为一种新型的环保材料，在道路建设中的使用并没有全面铺开。而在现有的建设工程中，要做好对这种材料的维护，通过一些合理的措施，降低空隙堵塞的风险。在环保呼声日益高涨的现代社会，这中材料是符合潮流的，有很广阔的市场前景。

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