大孔透水混凝土08-05-21

1、 l大孔混凝土是不用粗集料（或只用很大孔混凝土是不用粗集料（或只用很 少细集料），而是由粗集料，水泥，少细集料），而是由粗集料，水泥， 水拌合配制成的具有大量孔径较大的水拌合配制成的具有大量孔径较大的 孔组成的轻混凝土。孔组成的轻混凝土。 定定 义义 l大孔混凝土中的大孔的形成是因为配制混凝土大孔混凝土中的大孔的形成是因为配制混凝土 时不加细集料（或只加少量的细集料），如果时不加细集料（或只加少量的细集料），如果 对水泥浆体加以控制，水泥浆体只作为粗集料对水泥浆体加以控制，水泥浆体只作为粗集料 之间的粘接料，而没有多余的浆料对粗集料之之间的粘接料，而没有多余的浆料对粗集料之 间的孔隙进行填充，

2、粗集料之间的孔隙就成为间的孔隙进行填充，粗集料之间的孔隙就成为 混凝土的大孔。混凝土的大孔。 l 随着国家城镇化水平的不断提高随着国家城镇化水平的不断提高, , 城市面积大幅度扩张城市面积大幅度扩张, , 为了满足城市为了满足城市 发展的需要发展的需要, , 在这些区域上起了大量在这些区域上起了大量 的高楼、广场、露天停车场、道路。的高楼、广场、露天停车场、道路。 这些非透水的市政设施给城市中的人这些非透水的市政设施给城市中的人 们带类了极大的方便们带类了极大的方便, , 同样也给城市同样也给城市 生态环境带来了诸如水资源紧缺、雨生态环境带来了诸如水资源紧缺、雨 洪灾害、城市气候变化等许多负面

3、影洪灾害、城市气候变化等许多负面影 响。响。 l而采用透水混凝土这类生态材料铺而采用透水混凝土这类生态材料铺 筑各种场地和路面筑各种场地和路面, , 能增大城市透能增大城市透 水、透气的面积水、透气的面积, , 可以有效缓解城可以有效缓解城 市因非透水地面对城市生态环境带市因非透水地面对城市生态环境带 来的负面影响。来的负面影响。 日本从日本从1973 1973 年便推动透水混凝土的应用年便推动透水混凝土的应用, , 东京于东京于1973 1973 至至1995 1995 年共铺设年共铺设220 220 万万m2, m2, 并并 以政策性及阶段性方式加以推广以政策性及阶段性方式加以推广, 19

4、86 , 1986 年年 至至1995 1995 年间更是以每年年间更是以每年1010万万m220 m220 万万m2 m2 的的 速度增长。到本世纪初速度增长。到本世纪初, , 全日本累计铺设了全日本累计铺设了 1 000 1 000 亿亿m2 m2 以上的透水混凝土路面以上的透水混凝土路面, , 广泛广泛 应用在停车场、公园、路边人行道、高速公应用在停车场、公园、路边人行道、高速公 路的中央分隔带及路肩等处。路的中央分隔带及路肩等处。 在美国在美国, , 透水混凝土一般不含细骨料透水混凝土一般不含细骨料, , 称为无砂混凝土。美国的佛罗里达、新墨称为无砂混凝土。美国的佛罗里达、新墨 西哥和

5、犹它州早已经将无细集料混凝土作西哥和犹它州早已经将无细集料混凝土作 为路面面层材料用于停车区路段。为路面面层材料用于停车区路段。1979 1979 年年, , 美国在佛罗里达州一座教堂附近首次使用美国在佛罗里达州一座教堂附近首次使用 无砂多孔混凝土建成具有透水性的停车场无砂多孔混凝土建成具有透水性的停车场, , 上世纪上世纪80 80 年代初年代初, , 美国出现了专门的透水美国出现了专门的透水 性混凝土搅拌站性混凝土搅拌站, 1991 , 1991 年年, , 在佛罗里达州在佛罗里达州 还成立了还成立了“透水性混凝土路面材料协会透水性混凝土路面材料协会”。 德国从德国从20 20 世纪世纪6

6、0 60 年代起就努力开发年代起就努力开发 各种雨水渗透材料各种雨水渗透材料, , 并制订了一系列规并制订了一系列规 章制度。如在新建工业、商业及居民小章制度。如在新建工业、商业及居民小 区之前区之前, , 住宅、石房、花园等建筑均要住宅、石房、花园等建筑均要 设计雨水渗透和利用装置。同时设计雨水渗透和利用装置。同时, , 德国德国 新的新的混凝土路面砖混凝土路面砖标准中规定标准中规定, , 如如 果制造有面层的路面砖果制造有面层的路面砖, , 面层混凝土必面层混凝土必 须与基层材料牢固粘结须与基层材料牢固粘结, , 并有并有10%10%以上的以上的 孔隙孔隙, , 使水能够渗入地下。到使水能

7、够渗入地下。到2010 2010 年年, , 德国城市德国城市90%90%的路面将改造为透水性路面。的路面将改造为透水性路面。 我国从我国从20 20 世纪世纪50 50 年代就已经开始进行多年代就已经开始进行多 孔混凝土的研究孔混凝土的研究, , 但把多孔混凝土作为一种但把多孔混凝土作为一种 环保型、生态型材料来研究却是始于环保型、生态型材料来研究却是始于20 20 世纪世纪 90 90 年代年代, , 目前受到越来越多的关注。我国透目前受到越来越多的关注。我国透 水混凝土技术还不够成熟水混凝土技术还不够成熟, , 处于初步研究阶处于初步研究阶 段段, , 要在道路上得到广泛的应用要在道路上

8、得到广泛的应用, , 还有大量还有大量 的研究工作要做。的研究工作要做。 l改善城市的气候环境。透水混凝土具有改善城市的气候环境。透水混凝土具有 很多的连通孔隙很多的连通孔隙, ,下垫土壤中丰富的毛细水下垫土壤中丰富的毛细水 可以自然蒸发到空气中可以自然蒸发到空气中, ,有利于保持城市空有利于保持城市空 气的湿度气的湿度, ,缓解城市缓解城市“干热现象干热现象”, ,减少城减少城 市空气的粉尘含量市空气的粉尘含量, ,同时同时, ,可以缓解城市的可以缓解城市的 “热岛现象热岛现象”, ,透水混凝土路面可降低路面透水混凝土路面可降低路面 温度约温度约5;5;透水混凝土铺装还使地下动植透水混凝土铺

9、装还使地下动植 物及微生物的生存空间得到有效的保护物及微生物的生存空间得到有效的保护, ,城城 市的生态环境也因此能够得到很好的恢复。市的生态环境也因此能够得到很好的恢复。 生生 态态 效效 益益 降低城市交通噪音。由于透水混凝降低城市交通噪音。由于透水混凝 土是由一系列与外部空气相连通的多孔结土是由一系列与外部空气相连通的多孔结 构形成的构造形式，当声波入射到多孔材构形成的构造形式，当声波入射到多孔材 料表面上时，大部分声波将通过孔隙传播料表面上时，大部分声波将通过孔隙传播 到材料内部，激发材料孔隙内的空气分子到材料内部，激发材料孔隙内的空气分子 及组成材料的振动。及组成材料的振动。 透水混

10、凝土与普通混凝土相比不仅孔透水混凝土与普通混凝土相比不仅孔 隙率大，而且孔径也较大，骨料之间是隙率大，而且孔径也较大，骨料之间是 靠一定强度的胶结材料粘结在一起，骨靠一定强度的胶结材料粘结在一起，骨 料与浆体的接触面积明显比普通混凝土料与浆体的接触面积明显比普通混凝土 小，是典型的点接触，因此普遍而言，小，是典型的点接触，因此普遍而言， 透水混凝土强度相对比较低。透水混凝土强度相对比较低。 l 透水混凝土的胶结浆体存在一个最佳稠度，透水混凝土的胶结浆体存在一个最佳稠度， 稠度过小，透水混凝土会因干燥而搅拌不均匀，稠度过小，透水混凝土会因干燥而搅拌不均匀， 集料表面包裹不完全，影响集料颗粒间的粘

11、结，集料表面包裹不完全，影响集料颗粒间的粘结， 从而影响强度的提高。反之，如果稠度过大，从而影响强度的提高。反之，如果稠度过大， 浆体就可能把透水混凝土中的部分孔隙堵死，浆体就可能把透水混凝土中的部分孔隙堵死， 形成致密的浆体层，影响孔的连通性，不仅降形成致密的浆体层，影响孔的连通性，不仅降 低了透水性能，也不利于整体强度的提高。低了透水性能，也不利于整体强度的提高。 l 因此，在进行配合比设计时，既要考虑获得因此，在进行配合比设计时，既要考虑获得 较大的透水系数，即大的孔隙率，又要考虑满较大的透水系数，即大的孔隙率，又要考虑满 足较高的强度要求。而同时控制好这两点，关足较高的强度要求。而同时

12、控制好这两点，关 键在于确定好胶结材料的用量以及胶结浆体的键在于确定好胶结材料的用量以及胶结浆体的 稠度。在制备透水混凝土时应首先保证混凝土稠度。在制备透水混凝土时应首先保证混凝土 的透水性，再采取措施提高透水混凝土强度，的透水性，再采取措施提高透水混凝土强度， 这才是一个两全其美的方法。这才是一个两全其美的方法。 （一）计算配制强度（一）计算配制强度 Fcu,0=Fcu,k/(1-tCv) Cv: 随施工管理水平高低变动的变异系数随施工管理水平高低变动的变异系数 l C0=69.36+784.93Kg*(Fcu,0/fc) fc 水泥的实际强度水泥的实际强度 人工振捣法：人工振捣法： W/C

13、=0.58-0.000715C0/kg 用锤击板法时：用锤击板法时：W/c=0.5372-0.000715C0/kg W0=W/C * C0 G0=G*Z G 紧密堆积状态下，碎石堆积密度紧密堆积状态下，碎石堆积密度 Z：折减系数，一般取：折减系数，一般取0.98 l 透水系数的求取可依据透水系数的求取可依据DarcyDarcy公式公式, , 使用如图的简易试验装置使用如图的简易试验装置, ,量测试体长度量测试体长度 L L、截面积、截面积A A并量取单位时间内之流量并量取单位时间内之流量Q Q后后, , 则可计算透水系数则可计算透水系数K=K=L LQ Q /(A /(AH),H), 其中其中,为水的密度。为水的密度。 透水系数试验透水系数试验 采用强制式搅拌机,由于水泥浆的 稠度较大,且数量较少,为了保证水泥 浆能够均匀地包裹在骨料上,搅拌时 间适当延长。投料顺序:水泥+水+外 加剂,搅拌均匀后加入10mm-20mm碎石 再继续搅拌均匀。 l 采用单方水泥用量、碎石用量分采用单方水泥用量、碎石用量分 别为别为300k300k和和1400kg,1