透水混凝土对比
透水混凝土技术应用
透水混凝土技术应用王发平 邓立明(青海省高级公路建设管理局 西宁 810008)摘 要 介绍透水混凝土的特点、配合比设计和试验方法,应运结果表明其将会是解决城市人行道使用要求与排水问题的最佳方案。
关键词 道路材料 透水混凝土 配合比1 透水混凝土1.1 特点透水混凝土是一种含有较多粗集料、微量或无细集料且无足量水泥的混凝土材料。
通过配合比设计满足具有适当强度、高透水性、无离析等工程需求,主要可以作为无需压密的回填材料或水工材料,抗压强度约在1.5MPa至14MPa之间。
与一般混凝土相比,具有如下特点:①透水混凝土比重一般约在1400kg/m3～1900kg/m3之间;②热传导系数小;③水的毛细现象不显著;④水泥用量少;⑤成型时侧压力小,可使用各种轻型模板;⑥表面存在蜂窝孔洞,表面抹平施工方便;⑦可以防止雨天路面集水和夜间反光,增加行走舒适性和安全性,同时减轻降雨季节道路排水系统负担;⑧可以吸收车辆行走产生的噪音,有利于创造安静舒适的交通环境;⑨可以补充城市地下水资源,保护土壤温度,改善城市地表植物和土壤生物的生存条件,有利于生态平衡;⑩可以增加城市可透水透汽面积,调节城市气候,降低地表温度,缓解城市“热岛”现象;此外,透水混凝土靠自重即可成型,施工简易方便,对于人工的施工技术要求不高更是其主要特色。
1.2 材料要求透水混凝土的使用的材料是由一般的水泥、粗集料和水拌和而成,有时也可以加入少量砂。
粗集料可以是碎石、卵石,也可以是人造轻集料或再生集料、工业的炉渣废料以及其它强度较高的建筑废弃物等。
其强度的形成主要依靠粗集料表面的水泥浆体,保证集料表面接触互相固结,形成多空袭的结构体,因此具有相当大的透水性。
使用的水泥、集料等要求如下表1所示。
2 配合比设计透水混凝土的配合比特点是采用单粒级粗骨料作为骨架,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,作为骨料颗粒之间胶结层,形成骨架一空隙结构的多孔混凝土材料。
透水混凝土配合比设计及水灰比影响探究
透水混凝土配合比设计及水灰比影响探究透水混凝土，又称为生态混凝土。
最早起源于欧美、日本等国家，其主要应用是为了解决城市的生态环境问题。
而随着城市的发展扩张，城市的生态环境建设正成为一个越来越重要的话题。
透水混凝土和传统混凝土相比，有着较大的孔隙率，很好的透水性能，能很好地缓解城市内涝，并凭着多孔的特点来控制热岛效应。
我国对透水混凝土的研究起步较晚，但因为透水混凝土存在的优势，很快便应用到国内道路、停车场以及生态边坡的建设上。
目前在施工过程中主要还是通过查表法、图示法以及计算式法对混凝土的配合比进行设计。
但影响混凝土配合比设计的因素很多，用经验图表法设计，形成的产品没有比较严格的标准。
而本文利用的目前认可度较高的体积法进行配合比设计，并通过力学性能试验了解影响透水混凝土主要强度性能的因素，希望能够促进透水混凝土在工程中的应用2透水混凝土配合比的设计2.1配合比设计原理试验采用的是体积法设计配合比，设计的关键是孔隙率。
因为透水混凝土采用的是断级配的粗骨料，所以其配合比设计可以通过控制各组成材料体积来设计。
参考碾压混凝土的填充包裹理论，通过设计的目标孔隙率进行设计，控制水泥浆体量，由水泥浆体量控制水灰比进一步得出混凝土的配合比。
该方法配合比设计主要参数是目标孔隙率、粗估骨料孔隙率和水灰比。
2.2具体配合比设计步骤2.2.1计算粗骨料精密堆积状态下的孔隙率通过试验确定骨料紧密堆积状态下的堆积密度和。
并进一步求得骨料堆积密度，以此作为之后设计的基础。
考虑到骨料损耗和紧密堆积的程度，对骨料用量进行折减，折减系数可取0.98，最终求得骨料用量。
2.2.2目标孔隙率由使用要求确定目标孔隙率，目前一般认为孔隙率越大，混凝土透水性能越好（主要是贯穿性的有效空隙），但带来的问题是混凝土强度的而降低。
因为混凝土在孔隙的影响下连接不够紧密，往往在骨料粘接处出现破坏。
所以对于目标孔隙率要综合考虑实际孔隙率需求以及强度标准，以此作为目标孔隙率的设计指标。
透水混凝土浅析
前言透水混凝土是欧美、日本等发达国家在20 世纪70、80 年代针对城市水泥混凝土道路路面缺乏呼吸性、吸收热量与渗透雨水等缺陷而开发的一种环保、生态型的路面材料[1-3] 。
与普通混凝土路面相比,透水混凝土具有多孔轻质、透气透水等特点,利用透水混凝土铺设的城市道路路面,有利于调节城市气温、降低地表温度、减轻城市“热岛现象”[4-5] 。
而且透水混凝土路面也可充分利用自然降水补充地下水资源,发挥“蓄水池”功能,是当前我国“海绵城市”道路建设的重要途径之一。
同时,其他很多国家也在大量推广使用透水混凝土,如德国预期要在短期内将90%的道路改造成透水混凝土[6] 。
为了满足透水要求,透水混凝土一般具有较高的孔隙率, 导致透水混凝土的强度通常比较低,目前工程上使用的透水混凝土抗压强度普遍不高于30MPa。
较低的强度制约了透水混凝土的推广应用,基本上仅用于对强度要求不太高的场合,如公园内道路、人行道、轻量级车道、停车场以及各种新型体育场地等,难以作为交通承载量较大的道路路面材料[7-8] 。
本文采用水泥、砂石等普通混凝土原材料制备透水混凝土,分析骨料种类、粒径与级配等骨料特性,以及配合比、成型方法等因素对透水混凝土抗压强度、透水系数等性能的影响,探讨利用普通混凝土原材料制备较高强度透水混凝土的工艺措施。
1 试验部分1.1 原材料水泥: 黄石某水泥厂生产的P•O 42.5 级水泥;粗骨料: 粗骨料分别取自湖北省阳新县交通碎石厂、湖北省黄石青龙碎石厂、湖北省随县万和镇石材厂废弃石料处理中心、湖南宝隆科技发展有限公司,其技术指标见表1;粉煤灰:湖北某公司生产的Ⅱ级粉煤灰;减水剂:武汉某混凝土公司生产用聚羧酸高效减水剂,固含量42%,实测减水率为40%,最佳掺量为0.8%;拌合与养护用水均采用自来水。
1.2 基准配合比设计(1)骨料:其总用量取每m 3 骨料紧密堆积状态的质量。
(2)胶凝材料:混凝土胶凝材料总量初步确定普通原材料制备:利用非连续粒级骨料、水泥、矿物掺合料等普通原材料,掺入高性能减水剂制备了C30 透水混凝土,并研究了骨料特性、水胶比、成型方式等因素对透水混凝土抗压强度、透水系数等性能的影响。
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。
透水混凝土与普通混凝土的区别
相比于普通混凝土，透水混凝土是一种无沙混凝土，由石子、水泥、增强剂（胶结料）和水这四种材料组成。
在抗压强度上，普通混凝土的强度更高。
因为透水混凝土需要达到透水效果，是一种无沙多孔蜂状混凝土，所以和普通混凝土道路相比不够密实。
应对外来压力，普通混凝土更有利于应力分散。
透水混凝土的抗压强度虽然没有普通混凝土好，但是透水混凝土的强度现在正常可以做到C-15-C30,所以对人行道、自行车道的要求是完全能达到的。
强度做到C30，能满足停车场，部分市政道路的要求。
普通混凝土的抗压强度正常都在C40，对各种道路都能使用。
透水混凝土的价格和普通混凝土相差不大。
透水混凝土施工较贵，透水混凝土虽然没有沙子，减少支出，但是需要增强剂，按具体情况添加色粉和罩面漆，使用机械设备等。
现在海绵城市的推广，还是推荐用透水混凝土进行施工，因为相比普通混凝土，透水混凝土的优点大于缺点。
雨后道路不积水，色彩丰富，防滑耐磨，吸收
空气粉尘等。
特种混凝土--大孔透水混凝土
特种混凝土--大孔透水混凝土透水混凝土通常定义为一种含有较多粗集料、微量或无细集料且无足量水泥的混凝土材料。
透水混凝土是一种多孔混凝土,其结构特点是采用特定粒径骨料作为骨架,胶结材料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-孔隙结构的多孔材料, 其内部含有较多的相互连通的孔隙,与普通混凝土相比,具有良好的透水、透气性。
一、强度及透水性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。
透水混凝土强度与骨料粒径和胶结材料的强度及其用量的多少有关。
在同等条件下，骨料粒径越小，透水混凝土中粘结点相应的增多，从而强度增加，反之骨料粒径越大，透水混凝土强度越低；对于同一粒径骨料配制的透水混凝土，其胶结材料强度越高，其自身的强度就越高，同时胶结材料的用量越多，透水混凝土强度也越高，但其孔隙率要相应降低，容易影响到其孔的连通性，进而影响其透水系数。
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，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，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，不仅降低了透水性能，也不利于整体强度的提高。
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，又要考虑满足较高的强度要求。
而同时控制好这两点，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，这才是一个两全其美的方法。
二、生态效益：我国城市市内住宅、工厂及公共建筑占全市总面积的50%，人工铺设的道路约占全市总面积的7%-15%，特大城市道路的覆盖率可能超过20%，它们合计占全市总面积的比例相当大，北京非透水地面比例约为77%，上海非透水面积更是高达80%以上，世界上的主要城市非透水面积大都在50%以上，这使得城市面临一系列生态问题。
彩色沥青与彩色透水混凝土区别
彩色透水混凝土与彩色沥青的区别一、制作方法彩色沥青是指脱色沥青与其他颜色涂料、添加剂、石料等材料在一定的温度下混合搅拌而成，最后制作而成的不同颜色的沥青混合料，然后在进行摊铺和碾压，形成具有一定强度和路用性能的彩色沥青混凝土路面。
彩色透水混凝土是通过骨料、水、添加剂和水泥等材料经过一定的配比搅拌而成的多孔型环保地面铺装材料，施工过程简单易操作，它能够补充地下水的缺失，缓解城市热岛效应。
二、性能对比彩色沥青最大的优势就是防滑性能好，其自身表面就非常的粗糙，具有很高的耐磨性和耐高温性。
并且彩色沥青不易褪色，使用寿命长。
彩色透水混凝土相比彩色沥青来说，防滑性能还要比彩色沥青好。
另外经过多年的实践使用经验，彩色透水混凝土的耐高温性非常高，特别是在高温的情况下，非常的耐磨，不容易被磨平。
并且彩色透水混凝土中含有彩色强化剂，在色彩附着力上比彩色沥青更加持久，不褪色。
三、绿色环保彩色沥青中所使用的材料都有环保作用，有效改善了传统黑色沥青易挥发的问题，降低了黑色沥青中存在的3-4苯丙衍生物等致癌物质，减少了对环境的污染。
与彩色沥青相比，彩色透水混凝土不会对环境造成其他污染。
即使在高温下，它也不会挥发难闻的气味。
同时，彩色透水混凝土中所用的材料都是绿色无污染的，它们既绿色又环保。
相比于彩色沥青路面，彩色透水混凝土具有更好的透水性，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。
两种路面都具有良好的防滑性能，可以由很多种颜色来组合，根据环境及功能需要设计图案，充分与周围环境相结合，增加城市建设的美观，大家可以根据不同用途选择合适的路面。
四、透水混凝土特点又称透水地坪，主要是由骨料、水泥、添加剂(固化剂、颜料等)和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土。
它不含细骨料，多采用单粒级或间断粒级的粗骨料作为骨架，由粗骨料表面包裹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、透水和重量轻的特点，是一种多孔轻质的新型环保地面铺装材料;具有保护自然、维护生态平衡、缓解城市热岛效应功能。
透水混凝土与普通混凝土的不同及优势
透水混凝土属于轻质混凝土；透水性大,水泥用量小,施工简单等,因此这种新型的铺装材料的优势不断为人所知,并在各各领域逐渐得到应用。
它能够增加渗入地表的雨水,缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题。
透水混凝土的优点：
1.当在瀑雨期间时能减轻城市排水设施的负担,防止河流泛滥和谁提污染。
2.能使雨水快速渗入地下,还原地下水,保持土壤湿度。
3.防止路面大面积积水,夜间不反光,增加路面人们出行的安全性与舒适性。
4.调节城市空间的气温和湿度,改善城市热循环,缓解热岛效应。
5.多孔的结构能降低车辆行驶时的路面噪声,创造舒适的生活环境。
6.大量的空隙能吸附城市粉尘,减少扬尘污染。
7.易于清洗、维护，不必担心孔隙阻塞的问题。
8.可以根据图纸设计出相应的图案,充分与周边环境结合。
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1．德国透水混凝土应用现状
德国的经难是在人行道、步行街、自行车道、郊区道路等受压不大的地方，采用透水性地砖，砖与砖之间采用了透水性填充材料拼接。
对于自行车存放地和停车场，选用有孔的混凝土砖，并在砖孔中用土填充，以利于杂草生长，使40%的地面具有绿化功能；居民区、公署和街头广场等场所，选用实心砖铺路，但砖与砖之间会留出空隙，空隙中留有泥土，天然的草可以此处生长，这样形成35%的绿化面积；在房舍周围、居民区步行道、校园和公园的步行道上，由于往来行人较多，采用细碎石或鹅卵石铺路，不仅地面透水性好，而且还不长杂草；城市街道的主要路面则用多孔砖加碎石来铺设，即在带孔的地砖孔中撒入碎石，可使雨水顺利渗透，其地面的热反射也大大降低。
德国在新的《混凝土路面砖》标准中规定，如果制造有面层的路面砖，面层混凝土必须与基层混凝土牢固粘结，并有10%以上的孔隙，使水能够渗入地下。
德国新建小区之前均要设计雨洪利用项目，若无雨洪利用措施，政府将征收雨洪排水设施费和雨洪排放费。
2．日本透水混凝土应用现状
日本应用透水混凝土的历史较长，自1973年东京都建设局为改善道树生长环境，于千代田区有乐町、涉谷区幡谷和葛饰区金町建立三个人行道透水铺面试验区开始，推广透水混凝土已有30多年的历史。
1996年初，仅东京就铺设透水性铺装495000m2，据统计，东京透水性铺装市区雨水流出率由51.8%降低到5.4%。
1998年，日本渗水路面的施工量达到了719万m2，占当年人行道和广场使用铺装材料的80%以上。
2003年进行车道透水性铺面试验；2005年制定车道透水性铺面技术准则。
3．美国透水混凝土应用现状
20世纪60年代，美国人为了解决道路的积水、控制路面径流、防止水土流失和洪水泛滥，最早提出了透水道路的理念。
早在20世纪70年代美国佛罗里达州和东南部各州就开始铺装透水混凝土路面，并成为透水混凝土路面应用方面的先驱。
1990年佛罗里达水资源管理单位推动暴雨径流计划，将透水混凝土应用于Bath Club Concourse ，其目的是希望增加暴雨径流入渗量，减少未处理地表径流非点源污染（None Point Source，NPC）直接排入水体。
当时铺设了两座透水水泥混凝土停车场，面积为848 m2，厚20.32cm，具有20%的孔隙率。
佛罗里达州混凝土协会报道称，该州已经完成的数百个项目中，许多路面使用年限已超
过10年。
在加利福尼亚州，透水混凝土主要是用来铺筑停车场，同时也用于较小的街道、人行道及高尔夫球场路径。
许多业主的应用车道、人行道、游泳池甲板、院子等也铺筑了透水混凝土路面，用来消除路面积水，防止水土流失，该项措施与当地暴雨下水道系统相结合，可节省水处理费用。
在加州Walnut Creek，房主通过使用透水混凝土车道排水，节省了10万美元的费用。
亚利桑那州为改善城市西部山区交通状况，实施了格伦代尔公交车换乘站项目。
该项目目前有392个车位，第二阶段计划是254位，如果实施效果明显的话，这仅仅是一个初步计划。
由于透水混凝土可以有效地减弱城市“热岛效应”，同时也能补给地下水，铺筑透水混凝土路面是EPA和绿色建筑组织公认的替代传统暴雨水管理系统的有效措施之一。
国家可持续、可再生材料资源中心以及亚利桑那州立大学的一个工程师小组在透水混凝土减轻热岛效应的研究方面走在同行前列，他们为透水混凝土在格伦代尔停车换乘站项目的应用提供了进一步详尽的资料。
研究表面，太阳的热量可能被冷却的多孔物质吸收，因此储存在透水性地面中的水分在太阳辐射的作用下（地表与地面的温差）也会发生蒸发作用，使空气和水在整个混凝土板里循环。
水的蒸发是吸热过程，通过冷却、蒸发，大量的热量被吸收，使混凝土保持较低温度，有利于该地区植物保持蓬勃生长所需的水和养分，从而有效缓解了城市的“热岛效应”。
因此透水混凝土优越的综合性能对于格伦代尔市具有很大的吸引力，为保证城市环境质量，该项目决定采用透水混凝土这种生态友好型产品进行建设，从而也减少了很多传统的处理设施。
随着世界环保意识的增强和人们对可持续发展的深入理解，像格伦代尔停车换乘站这种绿色环境项目越来越受到城市规划部门和一般公众的欢迎。