摘要:文中通过分析透水混凝土的工作性能和总结国内外发展现状,提出了我国透水混凝土发展方向及其应用前景。
关键词:透水混凝土;性能;普通混凝土;发展前景
0 引言
近年来,传统不透水路面在应用中暴露出越来越多的问题。其中最突出的路面积水问题,不仅会带来很多交通安全隐患,也会影响市容，同时给环境造成影响,不符合我国绿色发展理念。透水混凝土的应用解决了这些问题,一方面可有效缓解路面积水现象,减小城市地面径流，另一方面降低了城市道路的维护费用,延长了道路的使用年限,实现了良好的生态及经济效益,促进了城市的可持续发展,有利于城市的生态文明建设[1]。
1 透水混凝土性能特点
1.1透水混凝土与普通混凝土对比透水混凝土与普通混凝土在材料、成型方式、凝结时间等。
(1) 普通混凝土水胶比最大不应超过0.60,透水混凝土水胶比不应小于0.25。(2)普通混凝土成型方式与坍落度有关,当坍落度≤70mm时,应采用振动台法;当坍落度>70mm时,应采用捣棒人工插捣法;透水混凝土成型方式影响其透水性能及力学性能,根据刘贞鹏[2]等的研究可知，振压成型效果最佳。(3)普通混凝土骨料级配方式分为连续级配和间断级配,为保证其强度要求采用间断级配;透水混凝土骨料级配为满足其透水性能要求,采用单一级配。
1.2抗拉及抗压性能
骨料和胶凝材料的强度以及骨料间的粘结力是影响混凝土强度的主要因素。透水混凝土作为一种多孔混凝土,其骨料之间孔隙较多,所以当透水混凝土受到压力时,内部孔隙更容易形成微裂缝,当压力持续增大时,内部微裂缝易发展成连续裂缝,导致透水混凝土内部结构坍塌,即遭到破坏,所以透水混凝土相比于普通混凝土其抗压及抗拉强度有所降低。
1.3透水性能
根据常压下水是否能进入混凝土内部,将孔隙分为开口孔隙、半开口孔隙和闭口孔隙。混凝土内部孔隙相互连通且两端都与外界相连的孔隙称为开口孔隙,当水流流经透水混凝土时,可以通过开口孔隙顺利流出,则不会出现积水,堵塞现象;半开口孔隙一端封闭,另一端与连通孔隙相连或与外界相通,当水流流经透水混凝土时会暂存在半开口孔隙中,随后随地表蒸发,其对透水混凝土的透水功能也起到了一定的作用;闭口孔隙是指混凝土内与外界不连通的孔隙,没有透水性能,而且会降低透水混凝土的力学性能。开口孔隙和半开口孔隙是决定透水混凝土透水性能优劣的重要因素,其所占比例的大小对透水性能起着至关重要的作用。比例越大,透水性能越好,排水效果越好。所以,在透水混凝土的制作过程中,应尽量多形成开口孔隙、半开口孔隙，同时减少闭口孔隙的形成。
2 国内外发展现状
2.1国内现状
2.1.1“海绵城市”的应用
“海绵城市”是指城市能够像海绵一样,具有一定的吸水作用以及应对各种自然灾害时具有良好的“弹性”。铺装了透水路面的“海绵城市”不仅能够有效地降低城市内洪涝现象的发生概率,而且能够很好地解决城市水资源短缺问题。通过“海绵城市”的建设,可最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。例如，浙江嘉兴文化艺术中心重点工程项目，总建筑面积为11.07万m2，其中透水混凝土铺装面积达10万m2，由此可见透水混凝土的铺装市场有广阔的发展前景[3]。
2.1.2城市慢行系统与全民健身步道建设
依据《健身步道建设标准》实施的“因地制宜,绿色发展”工作原则和城市慢行系统的建设规划,国家大力建设非机动车道和全民健身步道。在道路建设铺装材料的选择上,透水混凝土无疑是不二之选。一方面,透水混凝土内部孔隙较多,排水能力好,有利于水循环且能降低地面温度;另一方面,使用透水混凝土,不仅可以满足质量要求,同时提高了道路全寿命周期,降低了维修成本。因此，透水混凝土适用于城市建成区路面面层的非机动车道和健身步道。上海是我国最早引入慢行步道系统和全民健身步道的城市,这种道路的发展不仅缓解了上海交通拥挤的现状,更促进了全民运动全民健身,提高了公民的身体素质。
2.1.3美丽乡村和特色小镇建设
随着美丽乡村及特色小镇等生态建设的大力推行,为响应国家各项生态建设规划,现逐渐推出美丽乡村和特色小镇景观道路铺装材料,其中彩色透水混凝土已受到广泛应用。位于浙江台州温岭市的箬横镇便是一个很好的典范。其全民健身步道、环湖绿道等均采用彩色透水混凝土路面铺装,全长18.6km、布道建设规模达到13640m、建筑面积10万m2,包含自行车道、人行步道、临河挡墙、铁艺栏杆、过河仿木景观桥等设施。现这条道路已凭借其高颜值、高环保、高效益的特点成为当地的“明星道路”。由此可见,彩色透水混凝土不仅可以使路面赏心悦目,而且具有透水性好、散热性强、耐用性高等多项优点，是当前环保道路铺装材料的最优选择。
2.2国外现状
世界上一些发达国家对透水混凝土研究和应用已有近30年的历史。不论是施工技术,还是性能,都已有了较好的发展。以美国为例,佛罗里达州及其他东南部州自20世纪70年代以来就开始铺装透水混凝土路面,以控制径流、侵蚀和洪水[4]。根据佛罗里达州混凝土与产品协会的数据,佛罗里达州在使用透水混凝土建造路面方面一直处于领先地位。数百个项目已经在全州范围内完成,许多路面已经使用了10多年。近些年，透水混凝土因其环境效益被西海岸所接受。例如,透水混凝土的使用正在帮助加州和华盛顿的社区恢复地下水供应,减少沿海水域的污染,这些污染可能危及脆弱的水生生态系统。随着美国环保署对雨水径流规则的改变,透水混凝土在控制污染方面发挥了重要作用。
3 结语
透水混凝土作为一种新型建筑材料,具有环保性高、散热性优、使用年限久等突出优点。但是,透水混凝土在我国发展起步较晚,仍属于一种新型材料,还有很大的发展空间。目前我国透水混凝土主要用于道路路面铺装、室外停车场、市政道路、主题公园和商业街等地方,但随着透水混凝土性能的不断完善,其应用领域不断扩大,如装饰外墙、护岸护坡工程等。特别是在古建筑修复和维护工程中,如苏州园林、南京夫子庙、嘉兴乌镇等,都可以应用透水混凝土和半透水混凝土,既满足美观要求，又符合生态环保的理念。但透水混凝土的力学性能和普通混凝土相比略逊一筹,这极大地限制了透水混凝土的应用范围。因此,可以从原材料构成、产品结构等方面来改善透水混凝土力学性能。透水混凝土只有不断朝着更低碳环保的方向发展,更符合市场经济性、适用性的要求,才能得到更广泛地应用。
参考文献
[1]李艳红.生态策略在市政环境卫生中的应用[J].黑龙江科技信息，2016(22)：197.
[2]刘贞鹏，王晶.透水混凝土成型方法试验研究[J].新材料新装饰，2019(2)：10，13.
[3]李上志，曾理.嘉兴地区海绵城市建设进展研究[J].工程建设与设计，2019(17)：109-110.
[4]姚金喜.透水混凝土研究综述[J].居业，2018(9)：8-9.
作者：任丽洁，刘红飞*，于新杰，吴丽洁，段雪儿，陈奕哲
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