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。三、功能1、吸收車輛跋涉時發(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，運用壽命長，近似于一般混凝土的運用年限；一同又彌補了透水磚的整體性差、高低不平、易松動、運用周期短等缺乏。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市政道路消防通道，園林景觀公園道路，大型廣場展覽會館，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，日本實施“雨水返還地下戰(zhàn)略”，該舉措積極推動了透水混凝土的研究開發(fā)工作；日本學(xué)者在1987年還為以有機高分子樹脂為膠凝材料制造的透水混凝土路面材料申請了專利；2000年初，日本透水混凝土累計建設(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場跑道建設(shè)領(lǐng)域，用以改善機場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現(xiàn)商業(yè)化；1991年底，佛州成立水泥混凝土協(xié)會，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)也出臺了一些地方標(biāo)準(zhǔn)，如2007年8月北京市路政局出臺了《北京市透水人行道設(shè)計施工技術(shù)指南》2015年江蘇省出臺了DGJ/TJ61-2015《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》一、必要性隨著社會經(jīng)濟的發(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)為以下幾個方面：(1)不透水的路面阻礙了雨水的下滲，使得雨水對地下水的補充被阻斷，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)的密實路表面，輪胎噪聲大。車輛高速行駛過程中，輪胎滾進(jìn)時會將空氣壓入輪胎和路面間，待輪胎滾過，空氣又會迅速膨脹而發(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，雨水容易在路面匯集，大量集中在機動車和自行車道上，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：①擴大城市的透氣、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”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用，實現(xiàn)雨水在城市中自由遷移。“海綿城市”材料實質(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，成了“會呼吸”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)化工作會議》的講話中強調(diào)：“提升城市排水系統(tǒng)時要優(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“加強海綿城市建設(shè)”的講話精神和近期中央經(jīng)濟工作會要求，財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部決定開展中央財政支持海綿城市建設(shè)試點工作。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年李克強總理的政府工作報告明確了海綿城市的發(fā)展方向,讓海綿城市建設(shè)不僅僅限于試點城市,而是所有城市都應(yīng)該重視這項“里子工程”。三、應(yīng)用2008年，北京在奧運會廣場、停車場鋪設(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)，實現(xiàn)場館內(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)約了賽道補水。2010年，在整個世博園區(qū)，60%以上的路面采用了透水混凝土，例如世博中心廣場、A13廣場、世博公園、世博園區(qū)內(nèi)地坪、C08廣場和非洲廣場等。經(jīng)過多次降雨監(jiān)測表明，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)的國際會展中心停車場工程中，采用彩色透水混凝土進(jìn)行鋪裝，廣場面積達(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的美觀度，對于預(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）隨著使用時間的延長，透水性混凝土的透水、排水性能會逐漸下降。（3）現(xiàn)階段透水性混凝土造價略高于普通混凝土。（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