透水混凝土使用性能及影响因素分析

透水混凝土使用性能及影响因素分析

摘要：混凝土作为一种建筑材料，在现代的建筑领域中应用最为广泛，一般是

由胶凝材料、粗细骨料以及水和一些特定的掺加剂按照一定的比例进行拌合而成的。笔者查阅了目前对透水混凝土使用性能的国内外研究，分析了透水混凝土路

面透水性影响因素，指出目前研究中存在的不足，对今后透水混凝土研究的方向

提出展望。

关键词：透水混凝土；性能；影响因素；措施

1导言

研究表明，透水混凝土能合理利用降雨，使雨水渗透到地下，补充地下水位，既改善了因地下水位低而产生的地面塌陷，又能改善土壤条件，缓解城市热岛效应，有利于绿色植物和土壤微生物的生长。为了更好地应用透水混凝土，我们要

做好透水混凝土的配比试验，以掌握影响透水混凝土性能的种种因素。

2透水混凝土的主要性能

2.1透水性

透水混凝土路面具有较好的透水性，是由单一粒径粗骨料、水泥、水、增强

剂和无机原料等按特定配合比经特殊工艺制备而成的骨架孔隙结构，其内部孔隙

率一般为15%～30%，多数孔径大于1mm，透水系数为0.5～20mm/s。当降雨发

生时，初期雨水会自然渗入至其内部的孔隙中，当降雨量小于孔隙率时，雨水会

蓄积在透水面层和基层中；当降雨量较大超出其总孔隙率时，可透水路面就会产

生地表径流。因此，透水混凝土路面透水和蓄水能力的决定因素是透水面层和基

层的孔隙率。可透水路面可以在一定程度上缓解城市“内涝”，但并不能完全解决“内涝”问题。当降雨结束时，可透水路面储存的水分会自然蒸发，这样就建立起

了一种城市良性生态水循环。

《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T135—2009）行业标准规定在透水混

凝土路面沿线应设置排水沟。排水沟能够收集超出透水混凝土路面储量的雨水，

进行处理后可用于城市绿化、道路浇洒、洗车等。同时下凹式绿地或低地势植被

浅沟能够有效提高雨水下渗。如缺水国家澳大利亚，就采用在可透水混凝土路面

之间，构建下凹式绿地，对比发现，透水混凝土路面周围植被的长势比普通路面

周围的植被好很多。

2.2强度

透水混凝土强度特性和透水性与其组成材料密切相关。粘结料用量越多，抗压、劈裂、抗弯强度越大；集料尺寸越大，强度越小。随着混凝土孔隙率的增大，其强度逐渐降低，不含细骨料混凝土的强度为1.4～13.7MPa。研究发现，提高透

水混凝土强度，必然会减小孔隙率，导致其渗透系数降低，因此，透水混凝土受

其强度的限制，主要应用于公园、人行道、轻量级车道、停车场以及各种体育场地。

2.3抗冻性

材料的抗冻性是指材料在水饱和状态下，能经反复冻融而不破坏的能力，且

密实度越大、孔隙率越小、材料的抗冻性越好。因此，可透水混凝土的抗冻性与

透水性指标呈负相关关系。同样水灰比情况下，孔隙率越大，抗冻性能越差。因此，抗冻性也制约着可透水混凝土路面的广泛应用。研究表明：在透水混凝土中

加入无机质添加剂SＲ－3，可以有效地改善混凝土的孔隙结构和力学性能，能提

高透水混凝土内部骨料和浆体的粘结力以及冻融循环次数。目前有关于透水混凝

土提高其抗冻性的研究还比较少，还有待于开展大量研究，以提高其抗冻性、增长使用寿命。

3透水混凝土的配料以及配比对于其性能影响的试验分析

3.1对水泥材料的试验分析

水泥在混凝土中属于胶结材料，透水混凝土的水泥是用来包裹、胶结粗骨料的。透水混凝土的力学性能，主要取决于粗骨料与水泥之间的粘结强度系数，因此，做好针对水泥材料的试验以分析出满足透水混凝土需求的混凝土型号。通过多次试验表明，透水混凝土的主要材料应该使用高强度的普通硅酸盐水泥，这样的透水混凝土可以具备较强的胶结性，可以保证浇筑完成以后的透水混凝土避免出现滴浆、流浆现象。

3.2对于粗骨料的试验分析

理论上分析，粗骨料的粒径小了，其表面积相对就会大；表面积大了，骨粒之间的胶结点相对就会多，胶结效果也就好。经过实际的试验分析，如果透水混凝土中使用粒径越小的粗骨料其孔隙也就相对小且少，会降低透水混凝土的透水效果；但是，如果透水混凝土中的粗骨料的粒径越大，则透水混凝土的结构强度就越低。

4透水性在使用过程中的影响因素

4.1孔隙率对透水性能的影响

透水混凝土中的孔隙可分为三类：闭口孔隙、不连续的开口孔隙以及连续有效的开口孔隙。闭口孔隙指封闭的孔隙，不与外界连通，并不能起到透水存水的作用；不连续的开口孔隙能储存少量的雨水，但是不利于雨水的渗透流动，这两种孔隙若含量过大，对透水混凝土的透水性是不利的；第三种连续有效的开口孔隙贯穿混凝土，是透水混凝土实现透水性的主要因素。一般认为透水混凝土孔隙率越大，透水性越强。

4.2粒径级配对透水性能的影响

渗透系数和连通孔隙率与粘结材料用量呈负相关，与集料尺寸成正相关。研究表明，随骨料粒径的增大，透水混凝土的透水系数逐渐增大。但在2.36～

4.75mm粒径骨料占80%、4.75～9.50mm粒径骨料占20%时，有效孔隙率最小，这是因为在此骨料比例下，小粒径骨料大部分密实地填充到了大粒径骨料的孔隙中，透水混凝土达到了堆积最紧密的状态。当加入9.50～16.00mm的粗骨料后，透水性能则明显增强。

4.3使用时间对透水性能的影响

可透水路面在长期使用过程中，受到周围环境的物理、化学及生物作用的影响，其原有的性能会受到破坏。随着使用时间的增长，即使透水混凝土的孔隙没有被堵塞，其渗透性能仍会下降。这是由于混凝土表层的温湿度变化最大，且受环境影响和控制。混凝土因此也会发生体积变化。混凝土渗透性主要由其内部连通或不连通的毛细孔含量决定。持续的水泥水化会减少混凝土中的毛细孔含量，降低混凝土的渗透性。有一些工程项目铺筑透水混凝土的目的就是为了去除雨水中掺杂的有机质和细小颗粒。

结束语

综上所述，透水混凝土属于一种环保材料，所以有着广阔的发展空间。我们要通过种种试验以及认真地分析逐步地优化透水混凝土的性能，产出有更合适的产品。然而，由于各种条件的限制，目前对透水性混凝土的研究和推广还有很大的进步空间，特别是对如何高效便捷地消除透水混凝土堵塞的研究尚少，如何提