肖敏
(廣東蓋特奇新材料科技有限公司 廣東省清遠市 511600)
透水混凝土是由膠凝材料、粗骨料、水、外加劑按照一定比例配制而成的具有連通孔隙的多孔混凝土,并具有透水、透氣、凈化水體、吸音降噪、改善地表土壤的生態(tài)環(huán)境及緩解城市熱島效應等優(yōu)點。歐美等一些發(fā)達國家在150多年前就開始對透水混凝土進行研究與開發(fā),我國對透水混凝土的研究起步較晚,20世紀90年代初,中國建筑材料科學研究院率先在國內(nèi)成功研制出透水混凝土,隨后,透水混凝土相繼在清華大學、中南大學、長安大學等高校開展研究。隨著透水混凝土實驗研究的深入,透水混凝土開始在實際工程中應用。2005年在北京南北長街道路工程中使用的無砂透水混凝土,經(jīng)檢驗28d抗壓強度達到15.3MPa,透水系數(shù)達到19mm/s;2008年在北京奧林匹克公園工程中使用的透水混凝土,經(jīng)檢測,28d強度達到C25,透水系數(shù)達到了39mm/s;2010年在上海西站綜合交通樞紐南廣場臨時站前廣場采用的透水混凝土,經(jīng)檢查,28d抗壓強度達到C20,透水系數(shù)大于3mm/s。
力學特性是透水混凝土具備的基本特性,其主要體現(xiàn)在混凝土的抗壓強度。由于透水混凝土是骨架空隙結(jié)構(gòu),其內(nèi)部的粗骨料比較多,通過各原料之間的摩擦以及水泥的膠漿來形成混凝土所需的強度,滿足實際施工的需求。但是,細骨料較少或沒有,會造成縫隙的填補能力不強,使其形成較大空隙率。有研究發(fā)現(xiàn),水泥石與骨料界面的粘結(jié)強度往往是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)。由于骨料的強度遠高于混凝土的強度,因而結(jié)構(gòu)的破壞常常發(fā)生在骨料界面間的水泥石層中。所以透水混凝土的強度主要取決于水泥漿的性質(zhì),而水泥漿的性質(zhì)則取決于水泥性質(zhì)、水泥用量和毛細空隙率。水泥用量越大,骨料表面包裹的水泥漿越多,水泥漿硬化后形成的厚度越大,對應的多孔混凝土強度越高。當然,這是對水與水泥的質(zhì)量比適宜的情況而言的。水灰比調(diào)配的準確性可以有效的提升水泥的水化作用,提高混凝土的強度,不過如果水灰比過高,則會使得水泥石中的空隙增加,降低混凝土的強度。所以說,水灰比也是影響混凝土抗壓強度的重要因素。
透水功能是透水混凝土的一個重要特性,主要依靠透水混凝土內(nèi)部連通的孔隙,將混凝土表面水排走。在下雨的天氣中,透水性能可以將積聚在混凝土表面的水分滲透到里層,并利用里層的連通孔隙進行充分的排出,從而降低水量積聚對混凝土表面的影響。同時,水分的有效排除,還可以保證車輛的安全行駛,防止出現(xiàn)水漂的情況。
高強高透水混凝土由于具有非常好的使用性能,故而在很多發(fā)達國家的工程應用中得到了廣泛的應用,但是我國的透水混凝土的相關研究起步較晚,應用范圍較窄,產(chǎn)品比較單一,所以很多相關研究內(nèi)容還有待完善,在今后的研究中還需著重對以下幾個方面進行研究:
(1)高強高透水性能研究。由于透水混凝土的透水性能與抗壓強度存在此起彼落的矛盾,目前應用的具有較高透水性能的透水混凝土強度要求不高。如何調(diào)整透水混凝土配合比,使其在保證透水性能的同時具有較高的抗壓強度還有待進一步研究。
(2)研究解決透水混凝土透水功能下降的方法。
(3)透水混凝土在非承重墻體上的應用研究。將透水混凝土用于非承重墻體,既能起到隔音、保溫、隔熱等作用,又可以降低材料成本,促進其在生態(tài)環(huán)保領域的推廣應用。
(4)制定有關透水混凝土養(yǎng)護、管理等方面的國家級規(guī)范標準,促進高強透水混凝土在全國范圍內(nèi)的推廣應用。
近年來,不透水路面帶來的負面影響日益突出,例如熱島效應、暴雨后城市洪澇、雨水不能夠滲入地下導致地表的植物因為缺水難以存活等。隨著國家“海綿城市”概念的提出,以及國家的相關政策和法規(guī)的陸續(xù)頒布,研究人員再進一步優(yōu)化骨料,調(diào)整配合比,高強高透水混凝土將會在“海綿城市”中得到廣泛的應用。
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