透水性混凝土地面

透水性混凝土地面是指按照材料组成不同，将透水性混凝土分为透水性水泥混凝土和透水性沥青混凝土。透水性混凝土主要用于公园、人行道、轻型车辆车行道、停车场以及各种体育设施的地面。

概述透水水泥混凝土是指空隙率为15～25%的混凝土，也称作无砂混凝土。随着人类对改善生态环境、保护家园越来越重视，透水水泥混凝土也正在获得越来越多的应用。透水水泥混凝土特别适合用于城市公园、居民小区、工业园区、体育场、学校、医院、停车场等等的地面和路面。因为，采用透水水泥混凝土具有下列优点：

1)增加城市可透水、透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛现象”，改善地面植物和土壤微生物的生长条件和调整生态平衡。 2)充分利用雨雪降水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，发挥透水性路基的“蓄水池”功能。

3)能够减轻降雨季节道路排水系统的负担，明显降低暴雨对城市水体的污染。

4)吸收车辆行驶时产生的噪音，创造安静舒适的生活和交通环境，雨天防止路面积水和夜间反光。

5)具有良好的耐磨性和防滑性，有效地防止行人和车辆打滑，改善车辆行驶及行人的舒适性与安全性。

6)冬天不会在路面形成黑冰（由霜雾形成的一层几乎看不见的薄冰，极危险），提高了车辆、行人的通行舒适性与安全性

7)大量的空隙能吸附城市污染物粉尘，减少扬尘污染。

8)可以根据环境及功能需要设计图案，颜色，充分与周围环境相结合。

分类到目前为止， 用于道路铺装和地面的透水性混凝土主要有三种类型。

1.水泥透水性混凝土

这是以硅酸盐类水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。该种混凝土一般采用较高强度的水泥，集灰比为3.0-4.0，水灰比为0.3-0.35。混凝土拌合物较干硬， 采用加压振动成形，形成具有连通孔隙的混凝土。硬化后的混凝土内部通常含有20%左右的连通孔隙，相应的表现密度低于普通混凝土， 通常为1 700-2 200 kg/ m3。抗压强度可达15-35 MPa， 抗折强度可达3-5 MPa， 透水系数为1-15mm/ s。该种透水性混凝土成本低，制作简单， 可用于道路铺筑及预制成品应用。但由于含有较多的连通孔隙， 其强度及耐磨性、抗冻性是工程应用技术主要指标。

2.高分子透水性混凝土

这是采用单一粒级的粗骨料， 以沥青或高分子树脂为胶结材料配制的透水性混凝土。与水泥透水性混凝土相比， 该种混凝土强度较高， 但成本也高。同时由于有机胶凝材料耐候性较差， 在日光大气因素作用下容易老化， 其性能受温度影响较大，尤其是温度升高时， 容易软化流淌， 使透水性受到影响。因此， 在保证空隙的前提下，抗老化、热稳定性就是保证质量的关键。

3.烧结透水性制品

以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合， 压制成坯体， 经高温煅烧而成，具有多孔结构的块体材料。该类透水性材料强度高， 耐磨性好， 耐久性优良， 但烧结过程需要消耗能量，成本较高， 适用于用量较小的园林、广场、景观道路铺装部位。1

原材料和配合比设计原材料透水性混凝土的组成材料包括水泥、骨料和水，必要时还可掺入增强剂或减水剂等外加剂。

(1)水泥。由于透水混凝土少用或不用细骨料，可将其看做是粗骨料颗粒与水泥石胶结而成的多孔堆聚结构。研究混凝土的结构破坏特征可以发现，水泥石与粗骨料界面的粘结强度，往往是混凝土中最薄弱的环节。由于骨料的强度远高于混凝土的强度，因而结构的破坏常常是发生在骨料界面间的水泥石层中。从而可以看出，水泥的活性、品种、数量是决定混凝土强度的关键因素。所以，透水性混凝土要采用强度较高、混合材料掺量较少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级最好在32．5以上。水泥浆的最佳用量以刚好能够完全包裹骨料的表面，形成一种均匀的水泥浆膜为适度，通常水泥用量在250~400kg/m³范围内。

(2)骨料。骨料可以采用普通砂、碎石，也可以采用浮石、陶粒等轻骨料，甚至也可用废弃建筑物的碎砖、废弃混凝土等。骨料粒径的大小，应视透水混凝土结构的厚度和强度而定。通常粗骨料的粒径不宜过大。大于20mm的骨料应控制在5%以内，最大粒径不应超过25mm，细骨料含量也不宜太多。试验资料表明，骨料粒径愈小，骨料堆积的孔隙率愈大且颗粒间的接触点愈多，透水性混凝土的强度越高。

透水性混凝土的颗粒级配是决定其强度和透水性的主要因素之一。为了保证透水性混凝土的强度及透水功能，粗骨料通常采用粒径较小的单一粒级，如10~20mm或5~lOmm。对碎石型的粗骨料除应满足强度和压碎指标要求外，针片状颗粒含量要严格控制，且骨料的含泥量应不大于1%。

(3)外加剂。添加一定量的增强剂，有助于提高水泥浆与骨料的界面强度；添加减水剂，有助于改善混凝土成型时的和易性并提高强度；为了改善美观性，还可以添加一定量的着色剂；添加一定量的消石灰可增加水泥浆的粘性，提高施工时面层的平整度。冬季施工时可酌情采用硫酸钠、氯化钙、木素磺酸钙等早强剂，以加速混凝土的硬化。

配合比设计透水性混凝土的配比设计到目前为止还没有成熟的计算方法，根据透水性混凝土所要求的孔隙率和结构特征，可以认为1m³混凝土的外观体积由骨料堆积而成。因此配合比设计的原则是将骨料颗粒表面用水泥浆包裹，并将骨料颗粒互相粘结起来，形成一个整体。而不需要将骨料之间的空隙填充密实。1m³透水性混凝土的重量应为骨料的紧密堆积密度和单方水泥用量及用水量之和，大约在1600~2lOOkg的范围之内。根据这个原则，可以初步确定透水性混凝土的配比。

(1)骨料用量。1m³混凝土所用的骨料总量取骨料的紧密堆积密度的数值，大致在1200~1400kg。其中主要采用粗骨料，细骨料量在控制在20%以内。

(2)水泥用量。试验资料表明，保证在最佳用水量的前提下，适当增加水泥用量，能够增加骨料周围水泥浆膜层的稠度和厚度，可有效地提高透水性混凝土的强度。但水泥用量过大会使浆体增多，减少孔隙率，降低透水性。同时水泥用量受所用骨料的粒径影响，如果骨料的粒径较小，骨料的比表面积较大，则应适当增加水泥用量。通常透水性混凝土的水泥用量在250~350kg/m³范围内。

(3)水灰比。水灰比既影响透水混凝土的强度，又影响其透水性。透水混凝土的水灰比一般是随着水泥用量的增加而减小，但只是在一个较小的范围内波动。对特定的某一骨料和水泥用量，有一最佳水灰比，此时透水混凝土才会具有最大的极限抗压强度。当水灰比小于这一最佳值时，水泥浆难以均匀地包裹所有的骨料颗粒，工作度变差，达不到适当的密度，不利于强度的提高。反之，如果水灰比过大，易产生离析，水泥浆会从骨料颗粒上淌下，形成不均匀的混凝土组织，既不利于透水，也不利于强度。一般透水性混凝土的水灰比介于0.20~0.35之间。

(4)拌合水。采用一般结净的饮用水，单方用水量控制在80~120kg/m³范围内。

(5)试配检验。透水性混凝土拌合物比较干硬，一般采用VB稠度指标来衡量，在10~20s之内比较合适。所以初步计算配合比后，试拌测定拌合物的工作度，可初步验证配比设计是否合理。然后，在试验室内配制试块，按标准方法养护，测定28d强度，最后确定配比。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学