透水混凝土通常定義為一種含有較多粗集料、微量或無細集料且無足量水泥的混凝土材料。

 

透水混凝土是一種多孔混凝土,其結構特點是采用特定粒徑骨料作為骨架,膠結材料包裹在粗骨料顆粒的表面,作為骨料顆粒之間的膠結層,形成骨架-孔隙結構的多孔材料, 其內部含有較多的相互連通的孔隙,與普通混凝土相比,具有良好的透水、透氣性。 

透水混凝土強度與骨料粒徑和膠結材料的強度及其用量的多少有關。在同等條件下，骨料粒徑越小，透水混凝土中粘結點相應的增多，從而強度增加，反之骨料粒徑越大，透水混凝土強度越低；對于同一粒徑骨料配制的透水混凝土，其膠結材料強度越高，其自身的強度就越高，同時膠結材料的用量越多，透水混凝土強度也越高，但其孔隙率要相應降低，容易影響到其孔的連通性，進而影響其透水系數(shù)。

 

透水混凝土的膠結漿體存在一個最佳稠度，稠度過小，透水混凝土會因干燥而攪拌不均勻，集料表面包裹不完全，影響集料顆粒間的粘結，從而影響強度的提高。反之，如果稠度過大，漿體就可能把透水混凝土中的部分孔隙堵死，形成致密的漿體層，影響孔的連通性，不僅降低了透水性能，也不利于整體強度的提高。

 

因此，在進行配合比設計時，既要考慮獲得較大的透水系數(shù)，即大的孔隙率，又要考慮滿足較高的強度要求。而同時控制好這兩點，關鍵在于確定好膠結材料的用量以及膠結漿體的稠度。在制備透水混凝土時應首先保證混凝土的透水性，再采取措施提高透水混凝土強度，這才是一個兩全其美的方法。

 

我國城市市內住宅、工廠及公共建筑占全市總面積的50%，人工鋪設的道路約占全市總面積的7%-15%，特大城市道路的覆蓋率可能超過20%，它們合計占全市總面積的比例相當大，北京非透水地面比例約為77%，上海非透水面積更是高達80%以上，世界上的主要城市非透水面積大都在50%以上，這使得城市面臨一系列生態(tài)問題。

 

透水混凝土是一種生態(tài)混凝土，它能夠減輕環(huán)境負擔、與自然環(huán)境協(xié)調共生，為人類構造舒適的生活環(huán)境，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

★能夠有效的緩解城市漬水。由于屋面、混凝土等密實非透水表面降雨量的90%將形成徑流。

★使城市雨水得到有效的利用。由于透水混凝土具有良好的透水性，地表雨水很容易滲入地下，這有利于城市地下水位保持恒定。 

 

★改善城市的氣候環(huán)境。透水混凝土具有很多的連通孔隙,下墊土壤中豐富的毛細水可以自然蒸發(fā)到空氣中,有利于保持城市空氣的濕度,緩解城市“干熱現(xiàn)象”,減少城市空氣的粉塵含量,同時,可以緩解城市的“熱島現(xiàn)象”,透水混凝土路面可降低路面溫度約5℃;透水混凝土鋪裝還使地下動植物及微生物的生存空間得到有效的保護,城市的生態(tài)環(huán)境也因此能夠得到很好的恢復。

 

★降低城市交通噪音。由于透水混凝土是由一系列與外部空氣相連通的多孔結構形成的構造形式，當聲波入射到多孔材料表面上時，大部分聲波將通過孔隙傳播到材料內部，激發(fā)材料孔隙內的空氣分子及組成材料的振動。

 

同時,由于空氣之間的粘滯阻力、空氣與材料之間的摩擦作用以及孔隙內空氣的漲縮作用,在空氣與材料之間,不斷發(fā)生熱交換,使相當部分的聲能轉化熱能而消耗掉。

 

透水混凝土因此具有良好的吸聲降噪的作用,據(jù)研究,透水性瀝青路面總的降噪效果在3～5 db左右,能創(chuàng)造安靜舒適的交通環(huán)境。

 

 

 

一般水灰比的選取以能充分粘裹集料、不產生流失為原則,約在0.35-0.55間

 

使用漿體充填孔隙體積的量,從總孔隙體積的30%-70%均可主要根據(jù)設計強度而定。當然隨填充孔隙漿體的增加,其透水能力也隨之減小。通過調整水泥漿的用量可以得到不同強度和透水性能的混凝土。

 

 

透水系數(shù)的求取可依據(jù)Darcy公式,使用如圖的簡易試驗裝置,量測試體長度L、截面積A并量取單位時間內之流量Q后,則可計算透水系數(shù)K=ρ×L×Q /(A×H),其中,ρ為水的密度。

 

 

采用強制式攪拌機,由于水泥漿的稠度較大,且數(shù)量較少,為了保證水泥漿能夠均勻地包裹在骨料上,攪拌時間適當延長。投料順序:水泥+水+外加劑,攪拌均勻后加入10mm-20mm碎石再繼續(xù)攪拌均勻。

 

采用單方水泥用量、碎石用量分別為300kg和1400kg,石子粒徑10mm-20mm,添加一定比例的粘結劑和防凍劑,能制得抗壓強度15.3MPa,抗折強度3.0MPa,孔隙率21.5%,透水系數(shù)1.9cm/s的透水混凝土,成功應用在北京市南北長街道路工程中。