新型能混凝土-透水混凝土的定義及應(yīng)用

一、定義

透水混凝土又稱多孔混凝土，無砂混凝土，透水地坪，是由骨料、水泥、增強(qiáng)劑、和水拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土，它不含細(xì)骨料。透水混凝土路面二、特點(diǎn)具有高透水性、高散熱性、抗凍融性好、易維護(hù)性、裝飾效果好、耐用耐磨性能好等特點(diǎn)。三、功能1、吸收車輛跋涉時(shí)發(fā)出的噪音，創(chuàng)造安靜舒暢的日子和交通環(huán)境；2、有效的消除地面上的油類化合物等對(duì)環(huán)境污染的危害；3、透水地面雨后無積水，雪后無結(jié)冰不打滑確保行人及車輛安全；增加進(jìn)入地表的雨水，減輕地下水位急劇降低等一些城市的生態(tài)環(huán)境問題；4、色彩繽紛，景觀融合，使城市環(huán)境建設(shè)更加和諧；保護(hù)自然、維護(hù)生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應(yīng)；5、透水混凝土地坪整體性強(qiáng)，運(yùn)用壽命長，近似于一般混凝土的運(yùn)用年限；一同又彌補(bǔ)了透水磚的整體性差、高低不平、易松動(dòng)、運(yùn)用周期短等缺乏。四、技術(shù)指標(biāo)

透水混凝土的技術(shù)指標(biāo)分為拌合物指標(biāo)和硬化混凝土指標(biāo)。拌合物：坍落度（5mm~50mm）；凝結(jié)時(shí)間（初凝不少于2h）；漿體包裹程度（包裹均勻，手攥成團(tuán)，有金屬光澤）。(2)硬化混凝土：強(qiáng)度（C15～C30）；透水性（不小于1mm/s）；孔隙率(10%～20%)。(3)抗凍融循環(huán)：一般不低于D100。五、適用范圍人行道自行車道輕量級(jí)市政道路消防通道，園林景觀公園道路，大型廣場(chǎng)展覽會(huì)館，度假村，校園等地面原生態(tài)鋪裝。

一、國外的發(fā)展歷史

根據(jù)VMMalhortra的說法，滲透性混凝土的應(yīng)用始于100多年前：1852年，英國開發(fā)出一種不含細(xì)骨料的混凝土，即滲透性混凝土。上世紀(jì)60年代后期，日本實(shí)施“雨水返還地下戰(zhàn)略”，該舉措積極推動(dòng)了透水混凝土的研究開發(fā)工作；日本學(xué)者在1987年還為以有機(jī)高分子樹脂為膠凝材料制造的透水混凝土路面材料申請(qǐng)了專利；2000年初，日本透水混凝土累計(jì)建設(shè)面積達(dá)到10萬平方米。上世紀(jì)中期，美國將高滲透性混凝土引入公路與機(jī)場(chǎng)跑道建設(shè)領(lǐng)域，用以改善機(jī)場(chǎng)跑道和公路的排水能力和安全性能。

上世紀(jì)80年代，透水混凝土在美國實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；1991年底，佛州成立水泥混凝土協(xié)會(huì)，為透水混凝土進(jìn)一步發(fā)展，提供持續(xù)性引導(dǎo)和建議。德國從20世紀(jì)80年代起就致力于對(duì)不透水路面的改造，其目標(biāo)是在不久的將來，把全國城市90%的路面改為透水路面。二、國外的發(fā)展歷史我國于1993年開始進(jìn)行透水混凝土與透水性混凝土路面磚的研究，并于1995年成功研制出透水混凝土。2009年開始我國出臺(tái)了一系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如CJJ/T135—2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》。CJJ/T253—2016《再生骨料透水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)圖集10MR204《城市道路—透水人行道鋪設(shè)》一些地區(qū)也出臺(tái)了一些地方標(biāo)準(zhǔn)，如2007年8月北京市路政局出臺(tái)了《北京市透水人行道設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》2015年江蘇省出臺(tái)了DGJ/TJ61-2015《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》一、必要性隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)的進(jìn)程，現(xiàn)代城市的地表逐步被鋼筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆蓋，與自然的土壤相比，現(xiàn)代化地表給城市帶來一系列的問題，其主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：(1)不透水的路面阻礙了雨水的下滲，使得雨水對(duì)地下水的補(bǔ)充被阻斷，再加上地下水的過度抽取，城市地面容易產(chǎn)生下沉。(2)傳統(tǒng)的密實(shí)路表面，輪胎噪聲大。車輛高速行駛過程中，輪胎滾進(jìn)時(shí)會(huì)將空氣壓入輪胎和路面間，待輪胎滾過，空氣又會(huì)迅速膨脹而發(fā)出噪聲，雨天這種噪聲尤為明顯，影響了居民的生活與工作。(3)傳統(tǒng)城市路面為不透水結(jié)構(gòu)，雨水通過路表排除，泄流能力有限，當(dāng)遇到大雨或暴雨時(shí)，雨水容易在路面匯集，大量集中在機(jī)動(dòng)車和自行車道上，導(dǎo)致路面大范圍積水。城市內(nèi)澇圖(4)不透水路面使城市空氣濕度降低，加速了城市熱島效應(yīng)的形成。(5)不透水路面是“死亡性地面”，會(huì)影響地面的生態(tài)系統(tǒng)，它使水生態(tài)無法正常循環(huán)，打破了城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響了植被的正常生長。熱島效應(yīng)原理透水混凝土的優(yōu)勢(shì)：①擴(kuò)大城市的透氣、透水面積；②降低城市的噪聲污染；③調(diào)節(jié)城市空氣的濕度和溫度；④凈化地表水體；⑤改善地表下土壤環(huán)境；⑥緩解城市熱島效應(yīng)；海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，也可稱之為“水彈性城市”。

海綿城市國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用，實(shí)現(xiàn)雨水在城市中自由遷移?！昂＞d城市”材料實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，表現(xiàn)出優(yōu)秀的滲水、抗壓、耐磨、防滑以及環(huán)保美觀多彩、舒適易維護(hù)和吸音減噪等特點(diǎn)，成了“會(huì)呼吸”的城鎮(zhèn)景觀路面，也有效緩解了城市熱島效應(yīng)，讓城市路面不再發(fā)熱。二、相關(guān)政策2012年4月，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，“海綿城市”概念首次提出；2013年12月12日，習(xí)近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議》的講話中強(qiáng)調(diào)：“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。2014年12月31日，根據(jù)習(xí)近平總書記關(guān)于“加強(qiáng)海綿城市建設(shè)”的講話精神和近期中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)要求，財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部決定開展中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作。國務(wù)院辦公廳2015年10月印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，部署推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作。2017年李克強(qiáng)總理的政府工作報(bào)告明確了海綿城市的發(fā)展方向,讓海綿城市建設(shè)不僅僅限于試點(diǎn)城市,而是所有城市都應(yīng)該重視這項(xiàng)“里子工程”。三、應(yīng)用2008年，北京在奧運(yùn)會(huì)廣場(chǎng)、停車場(chǎng)鋪設(shè)透水混凝土面積約11.7萬㎡。利用在賽道周邊設(shè)置截水溝等措施將經(jīng)過透水混凝土過濾的雨水排入賽道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館內(nèi)雨洪利用，平均每年利用雨水約12萬m3，雨水利用率約為85%，節(jié)約了賽道補(bǔ)水。2010年，在整個(gè)世博園區(qū)，60%以上的路面采用了透水混凝土，例如世博中心廣場(chǎng)、A13廣場(chǎng)、世博公園、世博園區(qū)內(nèi)地坪、C08廣場(chǎng)和非洲廣場(chǎng)等。經(jīng)過多次降雨監(jiān)測(cè)表明，雨水能迅速滲入地下，路面無積水，夜間不反光，增加了路面通行的安全性、舒適性。鄭州在位于鄭東新區(qū)的國際會(huì)展中心停車場(chǎng)工程中，采用彩色透水混凝土進(jìn)行鋪裝，廣場(chǎng)面積達(dá)17000㎡，面層為40mm厚橄欖綠透水混凝土，透水系數(shù)為1mm/s。這種彩色鋪裝不僅增加了廣場(chǎng)的美觀度，對(duì)于預(yù)防雨洪也起到了非常關(guān)鍵的作用。四、問題透水混凝土在發(fā)展中存在的問題：（1）透水性混凝土雖然具有良好的透水性，但力學(xué)性能與普通混凝土相比有所下降。（2）隨著使用時(shí)間的延長，透水性混凝土的透水、排水性能會(huì)逐漸下降。（3）現(xiàn)階段透水性混凝土造價(jià)略高于普通混凝土。（4）我國目前還沒有制定透水性混凝土的設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)規(guī)程，這為透水性混凝土的制造和施工監(jiān)督帶來不利影響。五、措施解決問題的措施建議：（1）對(duì)透水混凝土材料的微觀及宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究，進(jìn)一步解釋其使用性能及物理力學(xué)性能，以提高透水混凝土抗