透水混凝土的历史背景 透水混凝土的研究应用始于100多年前，据v·m·malhortra记载：1852年英国在建造工程中由于缺少细骨料，开发了不含细骨料的混凝土，即透水混凝土。美国在20世纪60年代就开始了对普通混凝土及透水性混凝土配合比设计方法的研究。1995年，南伊利诺伊大学的nader ghafoorim阐述了不含细骨料混凝土的概要。提出了透水混凝土这一概念，讨论了透水混凝土作为铺路材料的使用技巧，对其物理力学性质及状态，特别是对冲击加固法进行了探讨研究，讨论了加固时的能量、效果、调配、制造时的技术等对硬化后混凝土的物理力学性能所产生的影响；并且还在磨耗性及抗冻性方面进行了阐述。在日本，为了解决因抽取地下水而引起地基下沉等问题，在20世纪70年代后期提出了“雨水的地下还原政策”，着手开发透水性混凝土铺装，并应用于实际工程。从那时起透水混凝土逐渐被人们所关注。 透水混凝土的概念 透水混凝土是由粗骨料、水泥和水及添加物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、透水和重量轻等特点。 透水混凝土的结构 透水混凝土主要组成材料为水、水泥、集料及其他增强材料。透水混凝土集料采用骨架——空隙型级配，水泥净浆或加入少量细集料或增强材料的砂浆薄层包裹在骨料颗粒表面形成骨料颗粒间胶结层，骨料颗粒通过硬化的水泥(砂)浆薄层堆聚形成多孔“拱架”结构，其内部存在着大量连通孔隙，且多为直径超过1mm的大孔。透水混凝土的透水透气性能取决于其内部的连通孔隙率及孔径大小；力学强度取决于集料强度、胶结层强度、胶结层与集料的界面黏结质量和黏结点数量、集料颗粒相互嵌挤形成的“拱架”结构的质量；表面粗糙度主要取决于集料粒径大小。 透水混凝土的种类 到目前为止， 用于道路铺装和地面的透水性混凝土主要有三种类型。 水泥透水性混凝土 这是以硅酸盐类水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。该种混凝土一般采用较高强度的水泥，骨灰比为3.0-4.0，水灰比为0.3-0.35。混凝土拌合物较干硬， 采用加压振动成形，形成具有连通孔隙的混凝土。硬化后的混凝土内部通常含有20%左右的连通孔隙，相应的表观密度低于普通混凝土， 通常为1 700-2 200 kg/ m3 。抗压强度可达15-35 mpa， 抗折强度可达3-5 mpa， 透水系数为1-15mm/ s。 高分子透水性混凝土 这是采用单一粒级的粗骨料， 以或高分子树脂为胶结材料配制的透水性混凝土。与水泥透水性混凝土相比， 该种混凝土强度较高， 但成本也高。同时由于有机胶凝材料耐热性较差， 在日光大气因素作用下容易老化， 其性能受温度影响较大，尤其是温度升高时， 容易软化流淌， 使透水性受到影响。因此， 在保证空隙的前提下，抗老化、热稳定性就是保证质量的关键。 烧结透水性制品 以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合， 压制成坯体， 经高温煅烧而成，具有多孔结构的块体材料。该类透水性材料强度高， 耐磨性好， 耐久性优良， 但烧结过程需要消耗能量，成本较高， 适用于用量较小的园林、广场、景观道路铺装部位。 透水混凝土的生产工艺 透水混凝土的投料顺序采用先将水泥、掺合料、骨料投入搅拌机进行搅拌1min，再加入外加剂和一半的水量搅拌1min，后投入剩余水量，搅拌均匀后出机，出机速度慢于普通混凝土，适用于混凝土搅拌运输车运输。透水混凝土拌合物中水泥浆的稠度大，石子用量多，为了使水泥浆能够均匀地包裹在骨料上，搅拌时间不宜低于3分钟。 透水混凝土的优越性 透水凝土具有其独特的优越性，比一般混凝土更具有代表性。我们从比较中不难看出。 透水混凝土与一般混凝土的比较 比较项目 透水混凝土 排水透水性：排水性和透水性好，能实现自由排水 自身多孔性：过滤效果好蓄水性：能充分利用雷雨降水，增大地 表相对湿度，补充地下水资源，发挥透水性路基的“蓄水池”功能。 普通混凝土 不具备透水性：只能通过排水管渠实现 排水 无过滤性能，不能降低暴雨对城市水体的污染 没有蓄水功能：硬化的地面使天降雨水，不能够直接渗透入地面而被转化为地下水。环境效应：能调节城市地表空间的湿度、温度等气候条件，能使地面与空气进行热量与温度的交换，具有吸声降噪的特点：没有改善环境的功能，产生热岛现象 吸声差，不能有效防治噪声污染。