简介“生态卫士”——透水混凝土

李龙

（中建五局混凝土公司，湖南 长沙 410000）

随着我国乡村城镇化的推进，城市发展导致城市地域不断扩大，大量的农业用地转用作商店、工厂及住宅等非农业用地，一系列市政方面的问题接踵而至，其中市政排水问题最为严重。我国年降水量的分布为东南地区多、西北地区较少，降水量从东南向西北递减。尤其在雨量充沛的夏季，道路积水问题更为严重，加上居民生活用水的任意排放，许多道路出现了大大小小的“水塘”，有些甚至在雨后数天依然存在，严重影响了居民的出行以及车辆的行驶。因为积水导致的交通事故不胜枚举，对积水问题的解决越来越迫切，如何能找到行之有效的解决方法，这就需要从路面材料入手。

众所周知，道路分为垫层、底基层、基层、面层，有些道路则直接为垫层和面层。垫层为级配良好的碎石以及砂、卵石，而面层多为水泥混凝土或者沥青混凝土，如何提高混凝土的透水率又能保证混凝土的强度是解决积水问题的关键。要解决此类问题可以从混凝土结构入手。普通混凝土是由水泥、砂、石和水所组成，为改善混凝土的某些性能还经常加入适量的外加剂和掺合料。混凝土在正常情况下是没有透水性能的，因为在混凝土内部没有贯通的孔隙，只有在加入引气剂的混凝土内部有不连通泡状孔隙。而透水混凝土，是由水泥、骨料和水拌制而成的一种轻质多孔混凝土，它不含细骨料，只是由一层薄的水泥浆包裹在粗骨料的表面，从而形成孔穴分布均匀的蜂窝状结构，故具有透水、透气和重量轻的特点。当声波传入孔隙时，经过孔隙壁的反射振荡，可以有效降低声波的能量，从而能达到一定的隔音效果。用透水混凝土浇筑成的道路、地坪以及其它结构，最大可拥有 25% 左右的孔隙，最大透水速度可达到 50L/m/h，其透水速率比最优秀的排水装置在积水量达到饱和时的排水速度更为高效。透水混凝土可以使雨水流入地下，能有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一系列城市环境问题。

我们知道，城市内有大量的人工构筑物，如混凝土建筑物、路面以及金属构筑物等，这些人工构筑物吸热快而且热容量小，所以，如果外界光照条件一样的话，它们的升温速度要快于草地、水面以及自然岩土层，致使其表面温度明显高于自然下垫面，因此，减小表面和自然下垫面的温度差是缓解热岛效应的关键。透水混凝土本身密度较低，而且存在大量的空隙，从而降低了自身储存热量的能力，独特的孔隙结构可以使地上和地下的热量自由交换，从而减少温度差，这些特点使由透水混凝土组成的表面在储热和传热方面接近于自然植被所覆的地面，达到缓解热岛效应的目的。

在十九世纪中期就有许多国家发明并使用了透水混凝土，人们早已经意识到普通混凝土路面是“生态杀手”，它使水份无法正常渗透到地下，而自然中的植被生长需要大量的地下水，普通混凝土地面打破了生态系统的平衡，于是，透水混凝土应运而生。但是由于当时的技术局限，在设计过程中遇到了许多困难，透水混凝土的设计难度在于要在满足强度要求的同时，还必须保持一定的贯通孔隙来满足透水的要求，但是单纯的引气又会降低混凝土的强度（含气量增加1%，强度降低 5MPa）。因此在配制时除了选择合适的原材料外，还要通过配合比设计和制备工艺的优化以及添加剂的使用来达到保证强度和孔隙率的目的。根据有关部门实测，由透水混凝土浇筑的路面承载力完全能达到 C25 左右道路混凝土的抗压标准，比起一般透水砖有过之而无不及。

透水混凝土由水泥、骨料、水等配制组成，粗骨料必须为单粒级或间断粒级的，而且细骨料的用量一般控制在总骨料质量的 20% 以内；水泥可选用 P·I 或者 P·II 水泥、P·O 水泥和 P·S 水泥，禁止使用早强型水泥；掺合料可选用粉煤灰、高炉矿渣粉、微硅灰等，还需要配套使用双丙聚氨酯密封胶，而且在配制过程中不能使用含有引气剂的外加剂产品。

透水混凝土的施工主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。铺摊方式可采用机械铺摊或人工铺摊；根据施工条件，成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊、振动整平梁等进行施工；而表面处理主要是为了提高表面观感；对已成型的透水混凝土表面要进行修整和清洗。透水混凝土的养护方式与普通混凝土养护方式一致，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染，混凝土的日常维护包括清扫、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。透水混凝土的应用较为广泛，在高速公路以及桥梁中央隔离带、边坡扶壁排水结构、轻铁路基础、行人道路基、广场路面、停车坪等都能看到透水混凝土的身影。

低碳、环保是每一位公民都应追求的目标，更是每一位混凝土人追求的目标，“砼心砼力，砼建家园”，一位又一位的学者倾尽毕生精力来研究新型混凝土，可持续发展不再是梦想；从之前的“搅拌站污水使用的研究”到如今“透水混凝土”的使用，都只为了一个目的，那就是我们不仅要留给子孙琼楼玉宇，更要留给子孙一片蓝天。