(安徽理工大學(xué) 安徽 淮南 232001)

創(chuàng)建“海綿城市”需要將城市不透水性的建筑設(shè)施改造成為澇時(shí)吸水、旱時(shí)吐水的“海綿體”。我國(guó)大多數(shù)地區(qū)的路面都是由瀝青混凝土鋪設(shè)而成的，這使得城鎮(zhèn)路面等公共場(chǎng)所硬化問題加重，其缺陷主要表現(xiàn)為：透水性和透氣性差，雨水不能夠滲入到地下，最終導(dǎo)致地表植被因地下水的缺失而造成植被無法生長(zhǎng)，影響綠化。

一、透水混凝土的研究現(xiàn)狀

從20世紀(jì)80年代，德國(guó)開始提倡透水混凝土路面，并希望到2010年可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)80%的路面具有透水、透氣性。在日本，直到目前，在人行道、大型廣場(chǎng)、體育設(shè)施場(chǎng)地、公園和停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所，透水混凝土已得到廣泛的應(yīng)用，并帶有有效的滲水和排水措施[1]。

而在我國(guó)，關(guān)于透水混凝土的理論研究還處于起步階段，雖取得了一定成果，如2008年北京奧運(yùn)會(huì)的很多奧運(yùn)場(chǎng)館中累計(jì)鋪設(shè)了近10萬m2的透水混凝土路面，2010年上海世博會(huì)中鋪設(shè)的綠色透水混凝土地磚以及近幾年國(guó)內(nèi)城市園林景觀公司等[2]。

(一)透水混凝土的性能研究現(xiàn)狀。目前，研究者們研究?jī)?nèi)容大多集中在提高透水混凝土的抗壓強(qiáng)度、耐久性、耐磨性以及滲透性等方面。其中，López-Carrasquillo V等人[3]進(jìn)行了三個(gè)摻量不同的粉煤灰(FA)和納米材料制備而成的透水混凝土混合物(PCNI、PCGP、PCNS)和一個(gè)對(duì)照透水混凝土(PCCT)的比較。

(二)透水混凝土的生態(tài)環(huán)保研究現(xiàn)狀。在可持續(xù)發(fā)展道路理念的指導(dǎo)下，透水混凝土具有的生態(tài)優(yōu)點(diǎn)。其中，Bao X等人[4]開發(fā)和研究了低堿度的植被透水混凝土。結(jié)合網(wǎng)格梁結(jié)構(gòu)體系，能有效提高植被透水混凝土與基土的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

(三)透水混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀。透水混凝土的主要功能有降溫、降噪、改變光環(huán)境及出行環(huán)境、保護(hù)水資源、水質(zhì)凈化及美化環(huán)境等。同時(shí)，透水混凝土有利于植物生長(zhǎng)，也可用于構(gòu)筑堤壩、護(hù)岸及高速公路的路肩和隔板等起到護(hù)坡作用。正因其眾多優(yōu)點(diǎn)而越來越多地應(yīng)用于路面工業(yè)，尤其是在海綿城市的自行車道、人行通道、停車場(chǎng)、小容量道路等應(yīng)用中越來越多，使用透水混凝土作為路面材料也變得越來越重要[5]。

二、透水混凝土的試驗(yàn)方法

(一)配合比設(shè)計(jì)原則。混凝土的配合比設(shè)計(jì)的方法有質(zhì)量法、體積法和比表面積法這三種方法。透水混凝土的最大特征在于孔隙率，鑒于此透水混凝土這一特點(diǎn)，并結(jié)合路面建設(shè)工程的實(shí)際情況，可以利用體積法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。體積法就是依據(jù)設(shè)定的孔隙率，將粗骨料本身的孔隙率作為前提，經(jīng)過多次計(jì)算可以很好地控制填充漿體體積，有利于控制充分拌合后的孔隙率。其主要思想如下：1m3混凝土的表觀體積由骨料體積、漿體體積、孔隙率組成[6]。

(二)試驗(yàn)方法。透水混凝土的成型方法有四種，分別是振動(dòng)成型法、插搗成型法、靜壓成型法和擊實(shí)成型法[7]。在進(jìn)行成型時(shí)，優(yōu)先選用擊實(shí)成型法。擊實(shí)成型的優(yōu)點(diǎn)在于它的擊實(shí)頻率低，集料不會(huì)發(fā)生連續(xù)振動(dòng)，這樣就很好地避免了拌合物的離析。擊實(shí)成型法在每次錘擊累積后，混合料能更好地接觸結(jié)合，使得透水混凝土的強(qiáng)度提高。

(三)性能測(cè)試。透水混凝土的關(guān)鍵性能在于抗壓強(qiáng)度和透水性能這兩個(gè)方面：

1.抗壓強(qiáng)度測(cè)定。依據(jù)GJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行測(cè)定，試件規(guī)格100mm×100mm×100mm。試件成型后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至7天、28天后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取三塊試塊的平均值作為抗壓強(qiáng)度。

(四)施工工藝。制備透水混凝土拌合料時(shí)，為保證其良好的工作性，應(yīng)先將石子、乳化反應(yīng)劑和50%的水混合攪拌1min；然后加入混合好的水泥、增強(qiáng)劑、色粉，攪拌1min，最后加入剩余的50%的水，直至攪拌均勻，進(jìn)而后期運(yùn)輸、攤鋪至養(yǎng)護(hù)。

三、結(jié)論與展望

透水混凝土主要研究應(yīng)用于城市路面，是對(duì)現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于公園、人行道以及露天廣場(chǎng)的透水混凝土，使之在能保證孔隙率的前提下，最大可能的提高材料的透水效果?？梢越Y(jié)合混凝土的界面過渡區(qū)的特點(diǎn)，分析研究各種外摻材料對(duì)水泥石-集料的界面效應(yīng)，來改善透水混凝土的抗壓強(qiáng)度，可對(duì)其摻量改性機(jī)理進(jìn)行了探究。不僅僅通過改變骨料的粒徑、類別，而且可根據(jù)水泥石-集料兩者界面發(fā)生的效應(yīng)，選擇可控的參數(shù)去提高混凝土的性能。在不破壞材料性能的情況下，探究出新型增強(qiáng)劑的配合比。在今后，該研究將會(huì)有利于分析透水混凝土材料的強(qiáng)度性能機(jī)理，對(duì)路面透水材料的研究起到借鑒作用。

通訊作者：徐子芳