透水混凝土的性能及應(yīng)用研究

張新星

(華潤水泥（昌江）有限公司， 海南 昌江 572700）

1 傳統(tǒng)混凝土的弊病

透水混凝土材料在道路建設(shè)中有更大與更迫切的應(yīng)用，所以以道路建設(shè)為切入點(diǎn)，研究傳統(tǒng)的混凝土材料給城市建設(shè)與人們生活以及環(huán)保帶來的弊端。在以前建設(shè)中，由于人口數(shù)量還不是那么多，城市的擁擠度沒有現(xiàn)在那么高，對城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的認(rèn)識也是從基礎(chǔ)設(shè)施的視覺效果和使用時限出發(fā)的，當(dāng)然，同時也對城市建設(shè)的成本有所考慮。所以傳統(tǒng)的混凝土材料以石灰，石塊等為原材料，固化以后是沒有辦法透水的，但是看起來平整，在保證用料符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的話，使用年限也相對合理。所以這種混凝土材料在道路建設(shè)中使用也非常常見，在時間和空間維度上，都有很大的普遍性。但是，以一個聯(lián)系與完整的觀點(diǎn)來看，這種材料的道路建設(shè)對水循環(huán)是有阻礙作用的，不透水道路的存在阻斷了水在這個表面的下滲環(huán)節(jié)，這樣就會造成水資源的浪費(fèi)，并對環(huán)境產(chǎn)生影響。一般來說，這種影響是比較潛在的，不容易被發(fā)現(xiàn)，但是影響深遠(yuǎn)。長期以來這個問題的存在雖然引起了一些環(huán)境學(xué)家的關(guān)注和呼吁，但是材料變革卻顯得十分的緩慢。直到這個問題的存在深刻而表象地影響到人的生活的時候，在這方面的研究和變革才加快了速度。人類的生產(chǎn)生活以及自然氣候本身的多變性和極端化，使得降水的頻率和水量在當(dāng)代變得急劇上升。在大面積不透水的道路面上，雨水以洪水的形式急劇流失，影響道路的通行，甚至是水量過大，造成人員的傷亡和財物的損失?？梢哉f，在多發(fā)的城市內(nèi)澇中，不透水地面雖不是元兇，但是卻是幫兇，在沒有大面積的道路建設(shè)之前，雨水可以在泥土中直接有大部分的下滲，回補(bǔ)成為地下水。

2 透水混凝土的性能與其性能相伴隨的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 透水混凝土的性能

由分析傳統(tǒng)的混凝土材料存在的弊病可以看出，大面積的城市擴(kuò)張帶來了大面積的道路建設(shè)，但是道路的建設(shè)又和雨水的下滲之間產(chǎn)生了矛盾，所以在材料的改良上，就是要做到“道路的回歸”。就是要通過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：它的原料為水泥、骨料、水摻雜而成，制作的過程與傳統(tǒng)的混凝土制作類似。其中骨料的選擇為體積較大的骨料，這是由于細(xì)骨料的性能和傳統(tǒng)混凝土材料類似，并不能達(dá)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，所以會將骨料粘合在一起。在長期的攪拌與翻轉(zhuǎn)過程中，骨料的排列變得有序，整體的材料就顯得均勻。形態(tài)就跟蜂窩類似，這種材料就是透水混凝土。有了空隙以后，在水下滲的同時它也可以作為通道將空氣流通。除此以外，由于骨料的添加使得混凝土材料的密度較小，在相同體積的施工過程中，混凝土的質(zhì)量減小了很多。在材料改良的同時，也達(dá)到了材料輕便化的目的。

2.2 透水混凝土的優(yōu)點(diǎn)

透水混凝土作為一種新性的工程材料，最大的特點(diǎn)是適應(yīng)道路建設(shè)。主要優(yōu)點(diǎn)有如下幾個:第一，最大的優(yōu)點(diǎn)是透水性能好，個改良這個材料的初衷就是讓材料能夠及時完成水的下滲。在日常中就使得地表水和地下水相連接，水循環(huán)的鏈條沒有在這里中斷，水循環(huán)的系統(tǒng)得以統(tǒng)一和連接起來。在極端降水多的天氣里，它也能夠作為蓄水池，截留部分洪水。此外，這種材料的表面較傳統(tǒng)的混凝土材料更為粗糙，所以摩擦力更強(qiáng)，在洪水極端天氣中可以降低水的流速，所以也可以減少洪水帶來的危害。這個過程還相當(dāng)于是把水進(jìn)行回收利用。在地面對水的吸收過程中，沿途的植物也可以得到滋養(yǎng)。水通過透水混凝土材料下滲以后，還對地下水進(jìn)行了回流補(bǔ)充，可以減少大量開采地下水造成的影響。第二點(diǎn)是這種材料能夠吸收聲音，降低噪聲。這一點(diǎn)功能也是由于添加了粗骨料以后，混凝土材料有了較多空隙，所以當(dāng)有地面的噪聲經(jīng)過混凝土材料的時候，混凝土材料不是對噪聲進(jìn)行反射，而是通過空隙進(jìn)行吸收，這個原理跟現(xiàn)在普遍使用的隔音墻的原理相同。第三點(diǎn)是這種新型混凝土材料是在保證基本的材料添加的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)需要添加自己想要的顏色材料，所以可以和施工周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，就會更加美觀。第四點(diǎn)是在施工結(jié)束以后，材料工程的維修和保護(hù)問題，這個材料最大 的特點(diǎn)就是他的空隙，他功能的發(fā)揮也主要是依靠他的空隙，所以當(dāng)材料中的空隙堵塞以后，這個材料就難以發(fā)揮其最大的作用，所以要經(jīng)常對空隙進(jìn)行疏通。這個優(yōu)點(diǎn)就體現(xiàn)在對材料用傳統(tǒng)的方法施加壓力，用水進(jìn)行清潔，它就可以疏通。所以它的后期維護(hù)也非常簡單便捷。第五點(diǎn)是在溫差大，傳統(tǒng)的路面材料由于溫差的原因出現(xiàn)凍融的時候，這個材料的比熱容更大，空隙較多，所以難以發(fā)生凍融，也不會因?yàn)閮鋈诙斐刹牧系臄鄬?。第六點(diǎn)是這個材料在使用方面，有很大的優(yōu)點(diǎn)，它的使用時限較一般的材料更長，而且傳統(tǒng)的混凝土材料需要添加透水磚這個部分進(jìn)行輔助透水，由于這一部分的使用年限短，所以根據(jù)短板效應(yīng)，整體材料的使用年限就縮短了。第七點(diǎn)是這個材料還透氣散熱，有空隙的結(jié)構(gòu)給地表和地下的熱量交換提供了一個通道，地下較低的溫度空氣可以通過這些空隙傳送到地表，降低地表的溫度。在擁擠的城市中，這個材料的這一功能就很好的緩解了城市熱島效應(yīng)。第八點(diǎn)是這個材料接近于原始地面的材料，所以是具有生態(tài)的特性。而環(huán)保是由于傳統(tǒng)的混凝土 材料對環(huán)境有很大的不好影響，其中的瀝青對空氣造成很大污染。新型的混凝土材料減少了這一部分污染物的使用，所以有更好的環(huán)保效能。

2.3 透水混凝土材料的缺點(diǎn)

盡管這一材料有很多的優(yōu)點(diǎn)但是也存在有很多的缺點(diǎn)。首先一點(diǎn)，粗骨材料有大量的空隙，這些空隙材料比一般的實(shí)心材料的承力能力更弱。在道路建設(shè)中，不能有重量過大的車輛行駛。其次，透水的混凝土材料比傳統(tǒng)的材料在施工上更為復(fù)雜，要求更加嚴(yán)格，在使用上就限制了它的推廣。第三點(diǎn)，雖然維修和保護(hù)的措施更為簡單，但是需要耗費(fèi)大量的人力物力成本。

3 透水混凝土的研究現(xiàn)狀以及它的應(yīng)用

這種材料由于承力能力不夠強(qiáng)，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較輕的停車場使用。我國由于存在道路排水的問題比較嚴(yán)重，在九十年代我們開始去做了這個方面的研究，在理論上取得一些成果以后，迅速地將這些理論成果運(yùn)用到實(shí)踐中去。最大的一次運(yùn)用是在2008年的奧運(yùn)會中，為了改善北京城市排水系統(tǒng)滯后，城市內(nèi)澇比較嚴(yán)重的問題，在迎接奧運(yùn)作準(zhǔn)備的時候，道路兩旁鋪設(shè)了大量的透水混凝土材料。很好的改善了城市內(nèi)澇的問題，改善了道路交通。這以后，在上海，杭州等較為發(fā)達(dá)的城市，透水混凝土的材料運(yùn)用也逐步展開。

4 結(jié)束語

城市建設(shè)是一個完整的系統(tǒng)，在城市建設(shè)中，要盡可能的符合原生態(tài)環(huán)境。透水混凝土在水循環(huán)方面有其特殊的作用。在建設(shè)中改善其負(fù)荷量不足和使用成本較高的缺點(diǎn)，逐步推廣這種材料的運(yùn)用。這種材料作為一種新型的環(huán)保材料，在道路建設(shè)中的使用并沒有全面鋪開。而在現(xiàn)有的建設(shè)工程中，要做好對這種材料的維護(hù)，通過一些合理的措施，降低空隙堵塞的風(fēng)險。在環(huán)保呼聲日益高漲的現(xiàn)代社會，這中材料是符合潮流的，有很廣闊的市場前景。

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