透水混凝土的性能和应用现状综述

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【摘 要】透水混凝土是一种生态友好型混凝土，是经过特殊工艺制成的具有连续孔隙的混凝土，它具有较高的强度和良好的透气、透水性。本文对其配合比设计和基本的物理力学性能进行了一系列的研究，通过以水灰比、目标孔隙率、集料级配和矿物掺合料为因数设计正交试验，获得最佳配合比，最后对透水混凝土的透水性能进行分析。

【关键词】透水混凝土；建筑工程；透水性能

中图分类号：TV331 文献标识码： A

1 .透水混凝土的基本概念

透水混凝土 又称多孔混凝土，无砂混凝土，其是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点，也可称无砂混凝土。无砂透水混凝土，是指粗骨料在硬化水泥胶结作用下形成的多孔堆聚结构，从其内部结构可以看到很多的孔隙，因此使得其保持着较好的透水性，在噪声污染、排水速度等方面都发挥着重要作用，由此使得城市的生态环境处于良性的循环状态，实现了经济效益和社会效益之间的融合发展，符合可持续发展的要求。

2 .无砂混凝土性能研究

2.1 工作性能

现阶段，我国在新透水混凝土工作上没有统一的行业标准。这主要是由于其在本质上属于干硬性质的混凝土，不可能出现坍落，也就难以使用传统的测试方法来界定其坍落度。也有相关领域提出以跳桌法测试流动度评价其工作性，但是其实际的效果也不是很理想。由于在此方面的研究工作不断开展，一系列的标准和方法也不断出现，以长安大学的盛燕萍等人为主，其认为富余浆量比（即富余浆量与混合料总质量的比值）为指标评价透水混凝土的工作性，倡导以多因素正交设计来开展试验，在此基础上得到评价富余浆量比的回归公式。

透水混凝土在制作过程中，是因为水泥浆用量偏少，水灰比较小，才使得其保持良好的黏聚性，由此才使得其没有出现泌水和离析的现象，但是因此而使得其流动性欠佳。砂率变化，主要影响着骨料的总面积以及孔隙率，合理数量的砂子可以使得其保持科学的强度和流动性，但是如果超过一定的范围，其孔隙率会受到严重影响，从而难以有效的发挥其自身的优越性。

2.2 抗冻性

无砂透水混凝土在抗冻性和力学性能上有着相似的特点。假设浆骨比相同，如果此时的水灰比出现增大的趋势，其抗冻性也会出现提高的趋势，但是这样的对比关系是有限度的，一旦水灰比超过了0.31的范围，耐冻系数就会不断降低；水灰比相同时，水泥浆量越高，混凝土耐冻系数越大。无砂透水混凝土中的孔隙比较大，是水泥石的几倍，其不仅仅可以承受结冰现象下的膨胀，还使得其表现出良好的抗冻性特点，但是值得注意的是在此过程中，总会有部分水分会向毛细孔慢慢移动，出现膨胀压力和渗透压力，从而导致混凝土内部结构出现损害，严重的情况甚至会出现裂缝，久而久之，将会出现混凝土毁坏的现象。

基于上述研究成果，以0.31水灰比、（4.75～9.5）mm 粒径骨料的分配来实现配置过程，使得其孔隙率为22%， 透水系数可达7mm/s， 抗压强度超过20MPa， 在经过50多次的冻融循环时，其耐冻系数可以保持在80%左右。在整个试验的过程中，混凝土28d抗压强度达到C20的水平，此时车辆的噪音可以保证一定程度的降低，即使出现降雨情况，也不会出现积水现象。

2.3 排水性能

排水功能，也是透水混凝土路面材料优势的一个方面，其在降雨的情况下，可以使得地表的雨水迅速的渗入到路面结构，通的方式实现水分的循环，不会导致地表积水的出现，使得路面长期处于良好的状态，极大的延长了其路面的使用寿命的同时，保证了行人的安全。基于孔隙率和渗透系数的理论，以定水位试验方法为手段，积极探析透水混凝土排水性能的发挥。依据其研究的结果：有效孔隙率会因为整体孔隙率的变化而变化，呈现出正比的关系，但是，孔隙率一旦不断增大，将使得其抗压强度不断降低。

3.透水性能结果分析

以计算孔隙率为指标分析，得出影响透水混凝土计算孔隙率因素的重要性从主到次依次是：目标孔隙率、集料级配、粉煤灰掺量、水灰比；但是以透水系数为指标分析，得出影响透水混凝土透水系数因素的重要性从主到次依次是：目标孔隙率、粉煤灰掺量、集料级配、水灰比。

计算孔隙率、透水系数均随着目标孔隙率的增大而增大，计算的孔隙率与目标孔隙率基本上保持一致，目标孔隙率与透水混凝土的透水性能有良好的相关性。用目标孔隙率作为技术参数来进行配合比设计是可行的。

随着细集料比例的增加，计算孔隙率有减小的趋势，透水系数有增加的趋势。当采用单粒径集料时，混凝土的透水性能较好；随着集料中小粒径颗粒比例的增加，大颗粒间隙被填充，混凝土的孔隙率呈下降趋势；当小粒径集料比例进一步加大时，由于小颗粒对大颗粒的干涉作用将大颗粒拨开，混凝土的透水系数又逐渐增大。

随着粉煤灰掺量的增加，计算孔隙率减小，透水系数有增加的趋势。粉煤灰在早期的水化产物不多，填充空隙的能力差，宏观上则表现为计算孔隙率较大，透水性比较好。

随着水灰比的增加，计算孔隙率减小，透水系数有先减小后增加的趋势。在水灰比较小时，水泥浆少，填充的集料的孔隙少，试件的孔隙率会较大；但是随着水灰比的增加，水泥浆数量增加，填充的空隙会增加，形成的有效的孔隙率会减少，透水性能会有所下降；水灰比到一定值后，试件中自由水的数量会增加，导致形成连通的孔隙，透水性能又会增加。

4.结论

（1）以计算孔隙率为指标分析，得出影响透水混凝土计算孔隙率因素的重要性从主到次依次是：目标孔隙率、集料级配、粉煤灰掺量、水灰比；但是以透水系数为指标分析，得出影响透水混凝土透水系数因素的重要性从主到次依次是：目标孔隙率、粉煤灰掺量、集料级配、水灰比。

（2）计算孔隙率、透水系数均随着目标孔隙率的增大而增大，计算的孔隙率与目标孔隙率基本上保持一致，目标孔隙率与透水混凝土的透水性能有良好的相关性。用目标孔隙率作为技术参数来进行配合比设计是可行的。随着细集料比例的增加，计算孔隙率有减小的趋势，透水系数有增加的趋势；随着粉煤灰掺量的增加，计算孔隙率减小，透水系数有增加的趋势。随着水灰比的增加，计算孔隙率减小，透水系数有先减小后增加的趋势。

【参考文献】

[1]马学英，杨欣，吕兴国.透水混凝土的研究和应用[J].北京新奥混凝土有限公司，2009.

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