透水混凝土 ppt课件
透水混凝土
奥运绿色建材:透水混凝土透水混凝土(permeable concrete)在国外也被称为多孔混凝土(porous-concrete)。
美国混凝土协会2002将透水混凝土描述为“一种由水泥结合而成的开放级配混凝土”，日本混凝土协会2004对透水混凝土的描述为“拥有连续孔隙率约20%的混凝土”。
实质上它是由单一级配骨料、胶结材料、水及添加剂等拌和成混合料，再经特殊工艺制成的非封闭型的多孔的混凝土或制品。
透水混凝土的强度主要是依靠包裹在骨料表面的硬化的水泥浆体将骨料粘结而形成，另外同时还存在着骨料之间的嵌挤、机械咬合的作用。
利用多孔混凝土特有的透水性，可供生物栖息以及减少噪音的功能，国外已用来筑堤坝、护岸、人行道、大型广场及绿色建筑的路肩和隔板。
透水混凝上在提升城市功能，保持城市较好生态环境，建设绿色建筑方面方面具有以下重要功能：（1）防涝功能因为透水混凝上路面的透水性非常好，可以使水分渗透到地下，而且本身也具有良好的蓄水功能，可以减轻多雨季节、排水系统的负担，减少路面积水，减轻排洪压力。
（2）生态功能充分利用雨水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，改养城市地表植物和土壤微生物的生存条件和调整生态平衡，消除目前城市上壤沙漠化的现象。
（3）缓解城市热岛效应增加城市可透水、透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市热岛效应。
（4）吸噪由于其多孔性，能够吸收车辆行驶时产生的噪音，或其它城市噪音，创造安静舒适的生活和交通环境。
（5）安全性防止路面积水和夜间路而反光，冬天不会在路面形成薄冰，提高了车辆和行人的通行舒适性和安全性。
（6）吸尘大量的空隙能够吸附城市粉尘，减少扬尘污染。
（7）在河道、堤坝、路基等护坡中的功能透水混凝土可大量应用于河道、堤坝、路基等护坡，由于多孔性可以减缓雨水的冲刷速度，目孔中聚集部分土壤和微生物，创造了植物生长环境，实现混凝上的生态化。
透水混凝土
图1.2.1 透水混凝土透水情况
图1.2.2 现实中铺设的透水混凝土
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01 概述
图1.2.3 哥本哈根彩色艺术城市透水地坪
图1.2.4 广西壮族自治区涠洲岛的彩色透水路面
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01 概述
图1.2.5 美国曼哈顿时代广场透水彩色铺装
图1.2.6 日本街道透水彩色路面
图 2.1雨天普通混凝土地面和透水混凝土地面对比图
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02 作用
图2.2 透水混凝土与普通混凝土的作用对比
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03 制备工艺
3 透水混凝土的制备工艺
3.1 压制成型
成型方法：将混凝土拌合物装入专用静压成 型模具中，然后将模具置于压力机下施加压 力至试验值并维持5s后卸荷，最后取下试模 套具，用准40mm的铁棒“滚压”成型面直 至平整并用抹刀将成型面抹平。混凝土试块 成型尺寸为150mm×150mm×150mm，试 验过程见左图。 缺点：试件上下密实程度不均匀，试件结 构上部密实，下部相对疏松，这些都使透水 混凝土的强度降低。
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04 配合比设计
4 透水混凝土的配合比设计
配合比设计步骤
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04 配合比设计
4 透水混凝土的配合比设计
配合比设计步骤
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04 配合比设计
4 透水混凝土的配合比设计
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谢谢同学们
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胶结部位
图1.5.1 透水混凝土内部结构示意图
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02 作用
2 透水混凝土的作用
透水混凝土的主要作用是其渗水功能 ，透水混凝土应用的主要目的是节约水 资源、保护环境和防止城市降雨期间的 洪涝灾害，其作用方式是将其表面的水 分通过自身和基层原地渗透或就近渗透 至土壤中，从而维护局部地区的地下水 位、净化水质、减小城市排水系统的排 水负荷和低洼地区的雨水聚集。晴天时 通过蒸发水吸热，降低城市的热岛效应 。其次还有增大路面摩擦力和吸声的作 用。
透水混凝土
2014年常州工程造价信息第9期64学习园地重要意义。
是技术难点。
常州工程造价信息2014年第9期65—— 造价员资格证书验证不合格人员应于10月31日前报送验证书面资料至所在地造价管理部门 ——学习园地于1mm/s），孔隙率(10%-20%)； (3）抗冻融循环：一般不低于D100。
2、透水混凝土的制备 透水混凝土在满足强度要求的同时，还需要保持一定的贯通孔隙来满足透水性的要求，因此在配制时除了选择合适的原材料外，还要通过配合比设计和制备工艺以及添加剂来达到保证强度和孔隙率的目的。
透水混凝土由骨料、水泥、水等组成，多采用单粒级或间断粒级的粗骨料作为骨架，细骨料的用量一般控制在总骨料的20%以内；水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥；掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉等。
投料时先放入水泥、掺合料、粗骨料，再加入一半的水用量，搅拌30s；然后加入添加剂（外加剂、颜料等），搅拌60s；最后加入剩余水量，搅拌120s 出料。
3、透水混凝土的施工 透水混凝土的施工主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。
可采用机械或人工方法进行摊铺；成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊、振动整平梁等进行施工；表面处理主要是为了保证提高表面观感，对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗；透水混凝土路面接缝的设置与普通混凝土基本相同，缩缝等距布设，间距不宜超过6m。
4、透水混凝土养护、维护 透水混凝土施工后采用覆盖养护，洒水保湿养护至少 7 天，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。
混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。
清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。
透水混凝土
奥运工程用绿色建材:透水混凝土2009-08-26透水混凝土(permeable concrete)在国外也被称为多孔混凝土(porous-concrete)。
美国混凝土协会2002将透水混凝土描述为“一种由水泥结合而成的开放级配混凝土”，日本混凝土协会2004对透水混凝土的描述为“拥有连续孔隙率约20%的混凝土”。
实质上它是由单一级配骨料、胶结材料、水及添加剂等拌和成混合料，再经特殊工艺制成的非封闭型的多孔的混凝土或制品。
透水混凝土的特点是采用单粒极粗骨料作为骨架，水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成骨架――孔隙结构的多孔混凝土材料，由于集料级配特殊，形成了蜂窝状结构，或称为米花糖结构。
透水混凝土是粗骨料颗粒间通过硬化的水泥浆薄层胶结而成的多孔堆聚结构，内部含有较多的孔隙，且多为直径超过1 mm 的大孔，因此具有良好的透水性，但同时强度比普通混凝土低。
另外，由于原料的特性，透水混凝土制品的表面都相当粗糙。
透水混凝土的强度主要是依靠包裹在骨料表面的硬化的水泥浆体将骨料粘结而形成，另外同时还存在着骨料之间的嵌挤、机械咬合的作用。
利用多孔混凝土特有的透水性，可供生物栖息以及减少噪音的功能，国外已用来筑堤坝、护岸、人行道、大型广场及高速公路的路肩和隔板。
1.透水混凝土的分类目前，用于道路和地面的透水混凝土主要有三种类型：（1）水泥透水混凝土。
它以较高强度的硅酸盐水泥为胶凝材料、采用单一级配的粗骨料、不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。
这种混凝土一般采用较高标号的水泥，骨灰比为3.0～4.0，水灰比为0.3～0.35。
混凝土拌和物较干硬，压力成型后形成具有连通孔隙的混凝土。
硬化混凝土的内部含有15%～25%的孔隙，表观密度低于普通混凝土，通常为1700～2200kg/m3。
抗压强度15～3.5MPa，抗折强度3～5MPa，透水系数为(1～15 ) mm/s的范围。
透水混凝土
透水混凝土透水混凝土是一种新型的建筑材料，具有良好的透水性能，被广泛应用于城市建设和环境保护领域。
透水混凝土的出现，有效解决了城市雨水排水问题，提高了城市环境的整体水资源利用效率。
本文将介绍透水混凝土的特点、应用以及未来发展趋势，以便更好地了解和利用这一环保材料。
透水混凝土，顾名思义，就是具有透水性能的混凝土材料。
传统的混凝土往往具有良好的抗压强度，但排水性能较差，导致雨水无法迅速渗透地下，容易造成洪涝灾害。
而透水混凝土通过设置特殊的孔隙结构，使雨水可以在混凝土内部迅速渗透和储存，有效减少了地表径流，为雨水更好地回归自然水系提供了可能。
透水混凝土的特点之一是其良好的透水性能。
透水混凝土的孔隙结构较为复杂，一般由两部分组成：骨料层和充填层。
骨料层具有高孔隙率和高透水性，可以使雨水通过其间隙迅速渗透至下方。
而充填层则起到支撑作用，保证整体结构的稳定性。
通过合理设计和调整骨料和充填材料的组成比例，可以控制透水混凝土的透水性能，使之适应不同的工程要求。
透水混凝土的应用范围广泛。
在城市道路、广场、人行道等场所，透水混凝土被用作地面铺装材料，能够迅速排除雨水，降低道路积水问题，提高行车和行人的安全性。
在建筑物的屋面、露台等地方，透水混凝土可以用作覆盖层，有效防止积水，延长建筑物使用寿命。
此外，透水混凝土还可以用于雨水花园、景观湖泊等景观工程中，使其既美观又实用。
透水混凝土的发展潜力巨大，具有广阔的市场前景。
随着人们环保意识的增强和城市建设的加快，透水混凝土将成为未来建筑材料的主流。
首先，透水混凝土可以大幅减少城市雨水排水系统的负荷，缓解城市的排水压力，降低排水设施的投资和维护成本。
其次，透水混凝土的广泛应用，能够改善城市的生态环境，提高城市的适宜性和可持续发展性。
最后，随着透水混凝土技术的不断创新和完善，透水混凝土的性能和质量将得到更大的提升，能够满足更多复杂工程的需求。
然而，透水混凝土也存在一些挑战和限制。
透水性混凝土
这是采用单一粒级的粗骨料，以沥青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候性较差，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。
透水性混凝土
有一定空隙率的混合材料
01 相关信息
目录
02 分类
03 功能
04 性能
05 原材料和配合比设计
06 路面施工
生态透水混凝土系采用水泥、水、透水砼增强剂（胶结材料）掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的， 并具有一定空隙率的混合材料。将其制成混凝土路面、护坡及其制品时，能取得排水、抗滑、吸音、降噪、渗水 效果，可改善地表生态循环，利于行车交通安全，保护生活环境，解决由于大规模现代化城市建设带来的负面影 响。工程实践证明，透水性混凝土是一种新型多功能铺装材料。
关于透水性路面，在上述三种类型的吸音机制中，多孔型吸音占主要地位。
性能
1.透水性能 一般在120～320升/㎡/min（2～5.3mm/s）范围，最高超过700升/㎡/min（12mm/s）。空隙会被灰土和杂 物堵塞，需要定期养护，真空清扫维持透水性能。 2.新拌性能 坍落度：较低，一般在20～50mm，不适合泵送 工作性：损失较快，通常需要缓凝 表观容重：强度与空隙率密切相关，一般以单位体积重量（表观容重）控制新拌透水混凝土的质量 3.硬化性能 抗压强度：3.5～28MPa 抗折强度：1～3.5MPa 表观容重：1600～2000 kg/m3
( 1 ) 骨 料 用 量 。 1 m ³混 凝 土 所 用 的 骨 料 总 量 取 骨 料 的 紧 密 堆 积 密 度 的 数 值 ， 大 致 在 1 2 0 0 ~ 1 4 0 0 k g 。 其 中 主 要 采 用粗骨料，细骨料量在控制在20%以内。
透水水泥混凝土
七、透水水泥混凝土施工
1、透水水泥混凝土的拌制 拌制透水混凝土时，应严格控制水灰比、水泥用量、粗集料 的用量以及外加剂的用量，由于多孔混凝土的水灰比较小， 拌和混凝土应采用强制式搅拌机，其投料顺序为：首先将胶 凝材料和集料干拌30s，再加水和外加剂搅拌90s，使水泥浆 充分的包裹骨料。
2、 透水混凝土铺筑施工的要求
时配合人工拍实、整平。整平时必须保持模板顶面整洁，接缝处板面平整。
3、透水混凝土的养护
1）透水水泥混凝土施工完毕后，宜采用塑料薄膜覆盖等方法养护，并每天要求洒水保持 透水水泥混凝土一定的湿度。
2)养护时间根据透水水泥混凝土强度增长情况而定，养护时间不宜少于14d，连续洒水养 护时间不宜少于7d。
3)养护期间透水混凝土面层不得通车，并保证覆盖材料的完整。 4)透水水泥混凝土路面未达到设计强度前不允许投入使用。透水水泥混凝土路面的强度
1、透水水泥混凝土道路结构
类别
适应范围
基层结构
全透水结构
人行道、非机动车道、景观硬地 停车场、广场
多孔隙水泥稳定碎石 级配砂砾、级配碎石 及级配砾石基层、透 水混凝土基层
半透水结构
轻型荷载道路
水泥混凝土基层+稳定 土基层或石灰、粉煤 灰稳定砂砾基层
2、使用范围
人行道、步行街、景观广场、园林小道等道路非机动车道和 一般轻载道路 （轴载<40KN）,不适用于严寒地区、湿陷性黄土、盐渍土、膨胀土等路基。
四、透水水泥混凝土路面的结构组成
透水水泥混凝土路面的组合结构分为：全透水结构和半透水 结构。全透水结构是基层和面层同时采用透水性材料，半透 水结构是面层采用透水性材料，而基层采用不透水性材料。
1、全透水水泥混凝土以人行荷载为主的结构组合
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粗骨料的选择
– 天然卵石、单一粒级、粒径 16mm 20mm 25mm
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细骨料的选择
细骨料的细度模数较小，则比表面积较大， 水泥用量增加。
细骨料的细度模数较大，则不利于界面粘 结。
细骨料的含泥量要低，否则影响粘结。 本研究选用:天然砂，细度模数2.7。
–石子作为砂浆的填充料，当压碎指标小 于8%时，由于它的强度大于混凝土的设 计强度，只占体积不影响强度。
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石子填充模型
因此，我们可以采用以下方法去建立 混凝土体积组成模型。
–假定我们先配制好水泥混合砂浆，体积 为V1；
–然后在强力振捣下将粗骨料投入砂浆中， 使石子均匀地填入砂浆形成混凝土拌合 物；
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多组分混凝土强度理论公式
f
2E a
0
uici ci
0.23ci 0.23ci 0.5T
1
n
0.27
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多组分混凝土强度理论
这样我们就建立了现代多组分混凝土强度 理论数学模型。
–σ f是混凝土对应的硬化砂浆的理论强度，它 主要考虑了胶凝材料的水化反应形成的强度；
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配合比设计
到目前为止透水混凝土仍无成熟的配合比 设计计算方法， 根据工程设计中透水混凝 土所要求的孔隙率和结构特征， 可以认为 1m3混凝土的外观体积由粗骨料堆积而成。
因此， 配合比设计的原则是将粗骨料颗粒 表面用一层薄水泥砂浆包裹(约10mm) ， 并将粗骨料颗粒互相粘结起来，形成一个 整体。
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粗骨料的选择
– 天然卵石、单一粒级、粒径 16mm 20mm 25mm
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细骨料的选择
细骨料的细度模数较小，则比表面积较大， 水泥用量增加。
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透水性混凝土物理力学性能
抗 压 强 度（MPa） 30~45
抗冲磨强度（MPa） 20~35
总 空 隙 率（％）
35~45
有效空隙率（％） 15~25
透 水 系 数（mm/s） 4.5~15.0
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有效空隙率的确定
传统透水混凝土采用无砂大孔方案，基本 思路为空隙率越大，透水性越好，根据我 们在试验室验证，实际上透水混凝土透水 系数与有效空隙率呈线性关系，而与总空 隙率不是比例关系。总空隙率的增加导致 水泥浆与石子之间粘接面积小，界面结构 缺陷多，透水混凝土强度明显降低，但透 水系数并不增加。
这样能够增加骨料周围水泥砂浆膜层的稠 度和厚度， 可有效地提高透水混凝土的强 度。
本研究选用: P.O42.5 水泥
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粗骨料的选择
粗骨料的粒径较小,则比表面积较大, 水泥 用量增加。
粗骨料的粒径较大，则不利于界面粘结， 虽然节省水泥，但影响混凝土的强度。
粗骨料的含泥量要低，否则影响粘结。
– 水泥砂浆厚度增加 – 减少无效空隙率 – 使粘结点增多 – 界面粘结更加牢固
效果:
– 既保证了有效空隙率，确保透水系数不降低。 – 又实现透水混凝土的高强化。 – 同时提高了混凝土的耐磨性
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水泥的选择
水泥最好选择普通硅酸盐水泥。
用量可在保证最佳用水量的前提下， 适当 增加用量。
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Байду номын сангаас砂大孔透水混凝土的不足
采用无砂大孔方案，粘接面积小。 用水泥作为胶结材料，界面结构缺陷多。 空隙率数值大，利用率低。
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绿色环保透水混凝土的特点
我们研究的绿色环保透水混凝土应满足：
当集中降雨时能减轻城市排水设施的负担， 防止河流泛滥和水体污染。
能使雨水迅速渗入地下，还原地下水，保 持土壤湿度。
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绿色环保透水混凝土组成
根据以上思路，绿色环保透水混凝土与传统 透水混凝土相比，其组成材料中含有 – 粗骨料 – 细骨料 – 掺和料 – 水泥 – 外加剂 –水
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生产工艺
生产工艺采用水泥砂浆裹石的方案， 由于在 粗骨料表面包覆一薄层水泥砂浆相互粘结， 在水泥用量相同的情况下，粗骨料之间粘 结牢固，孔结构分布均匀。 可以达到强度高、耐磨性好、透气、 毛细现象不显著、透水系数大，水泥用量 小、施工简单等特点。
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透水混凝土模型
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传统绿色环保透水混凝土组成
传统无砂大孔透水混凝土是由粗骨料、掺 和料、水泥、外加剂和水拌制而成的一种 多孔混凝土， 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，具有透气、毛细现象不显著、透 水性大，水泥用量小、施工简单等特点。 强度在5~15 MPa，一般用于公路护坡和 透水砖。
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原材料的选择
绿色环保透水混凝土原材料的选择主要是:
– 水泥品种及强度等级； – 粗骨料的类型、粒径及级配、含泥量等； – 细集料的类型、细度模数、含泥量等； – 掺合料的品种、类型、反应活性； – 外加剂的增稠效果、减水率、早强效果和引气
量。
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材料选择达到的目的
从选材上着手，引入细骨料，实现 在粗骨料相互接触而形成的双凹粘结面上,
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有效空隙率确定原理示例
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强度的确定
为了配制强度符合绿色环保透水混凝土的 要求，我们将传统观点由骨料、水泥、掺 合料和水配制透水混凝土的思路， 改为掺 加少量细骨料， 在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， 一方面提高了强度，另一方面 改善了透水混凝土的孔结构，达到透气、 透水和高强的目的。
透水混凝土制备法 及其在工程中的应用
上集
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1
摘
要
根据工程需求和我国透水性混凝土研究应 用的现状,对透水性混凝土配合比设计、抗 压强度、透水性、耐磨性等进行了研究,分 析了透水混凝土抗压强度和透水系数与水 灰比、灰骨比之间、骨料粒径的关系,实现 了强度达C30、透水系数为4.7mm/s的透 水性混凝体最优配比方案，并应用于工程
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透水性混凝土与普通混凝土区别
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配制技术路线
根据工程设计要求我们配制绿色环保透水 混凝土的技术路线是： 确 定 强 度 等 级 为 C30, 透 水 系 数 为 15mm / s，有效空隙率大于20%；生产 工艺采用水泥砂浆裹石；施工采用自卸车 运输，面层机械摊铺，颜料机械喷涂，压 路机最后成型。
防止路面积水，夜间不反光，增加路面安 全性和通行舒适性。
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绿色环保透水混凝土的特点
调节城市空间的温度和湿度，改善城市热 循环，缓解热岛效应。
大孔隙率能降低车辆行驶时的路面噪音， 创造舒适的交通环境。
大量的空隙能吸附城市污染物（如粉尘）， 减少扬尘污染。
易于维护，空隙不会破损、不易堵塞。
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介绍内容
技术背景 技术路线 原材料的选择 配合比设计 实验研究 工程应用 结论
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技术背景
随着我国城市化进程的快速推进和小城镇建设的日益发展， 沥青硬地面的数量不断增加，地下水的补给越来越少，严 重影响我国城市水环境的平衡。沥青硬地面和混凝土一直 被认为是破坏自然谁循环体系的元凶，但是只要使混凝土 连续孔隙得以形成，就能创造其与自然环境的衔接点，极 大的改变过去的形象。正是在这一条件下，国内有许多学 者和专家呼吁在人行道、自行车道、公园和停车场使用环 保型透水混凝土。
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为了体现环保节能和可持续发展，在多处 “面子工程”的设计中均考虑使用绿色环 保透水混凝土。用来增加雨水下透，减小 城市“热岛效应”，提高土壤中水分上透， 提高植被成活和生长的可能性。这种材料 具有良好的透水性能，雨天不积水，表面 不打滑，既确保了游客的安全，又还水于 土，改善了树木生长的环境。