透水混凝土在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告

透水混凝土在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告摘

要：當(dāng)前我國海綿城市發(fā)展迅速，透水混凝土在其中的應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。文章主要從透水混凝土應(yīng)用的重要性出發(fā)，對透水混凝土施工技術(shù)展開分析和探討。

關(guān)鍵詞：透水混凝土;海綿城市;城市建設(shè);混凝土

引言

透水混凝土又稱多孔混凝土，無砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥、增強(qiáng)劑、和水拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土，它不含細(xì)骨料。透水混凝土的透水透氣透光性好，能夠吸聲調(diào)溫調(diào)濕，可實(shí)現(xiàn)滲滯蓄凈排功能，可以很好解決傳統(tǒng)硬化地面無法解決的城市生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)不透水硬化地面，一旦遭遇強(qiáng)降雨，路面大范圍積水，容易造成城市“看?！爆F(xiàn)象，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。透水混凝土地面透水，不僅沒有洪澇災(zāi)害，還冬暖夏涼，雨天透水，雪天化雪，吸附粉塵吸收噪音，植被無需人工澆灌而郁郁蔥蔥，形成山水林田湖生命共同體的自由呼吸的海綿城市。全球已日益重視城市生態(tài)環(huán)境，低影響開發(fā)模式成為全球趨勢，透水混凝土順勢而為，成為全球研究熱點(diǎn)。

1透水混凝土應(yīng)用于海綿城市建設(shè)中的重要性

透水混凝土之所以在海綿城市建設(shè)中發(fā)揮如此大的作用，是因?yàn)榫哂幸韵氯c(diǎn)非常出色的優(yōu)勢特征：第一，原地透水功能強(qiáng)大。顧名思義，透水混凝土具有非常強(qiáng)大的透水功能，它能使路面或是其它建筑部分的積水透過混凝土很快的流入地下，在減少城市積水的同時(shí)快速實(shí)現(xiàn)地下水的補(bǔ)給，預(yù)防因缺水而導(dǎo)致的地面沉降，降低城市地下泄洪系統(tǒng)管道的排水壓力，防止城市的內(nèi)澇。第二，透水混凝土可以選擇制作顏色。透水混凝土可以通過使用無機(jī)顏料，配比出所需色彩的透水混凝凝土，彩色透水混凝土在城市的美觀建設(shè)中更加適用。第三，透水混凝土不易發(fā)生漫反射。傳統(tǒng)的混凝土路面很容易出現(xiàn)漫反射的情況，嚴(yán)重時(shí)反光會使行人或司機(jī)產(chǎn)生眩暈，這會給交通帶來很大的負(fù)面影響。而透水混凝土本身內(nèi)部具有很多的開放式空隙，結(jié)構(gòu)也與一般混凝土不同，是蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因此透水混凝土不易發(fā)生漫反射，降低了交通風(fēng)險(xiǎn)[1]。

2透水混凝土在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

2.1原材料選擇

第一，水泥。透水混凝土用的水泥主要是強(qiáng)度較高、混合材料摻量較少的水泥或普通硅酸鹽水泥。水泥選擇還需要考慮活性品種和數(shù)量。水泥用量為最佳用水量下，適當(dāng)增加水泥用量，來提高透水混凝土強(qiáng)度。第二，骨料。透水混凝土骨料，一般采用無砂或少砂單粒徑級配石子或間斷級配石子。一般地集料強(qiáng)度越高，透水混凝土強(qiáng)度就越高。第三，外加劑。透水混凝土，外加劑必不可少。透水混凝土主要外加劑有調(diào)整混凝土凝結(jié)時(shí)間的緩凝劑、提高混凝土流動性的減水劑、增加稠度提高透水混凝土強(qiáng)度的增強(qiáng)劑、彩色透水混凝土用的染色劑、增加表面亮度質(zhì)感和耐磨性的保護(hù)劑等。第四，摻合料。摻合料可以降低水化熱，預(yù)防透水混凝土產(chǎn)生缺陷，提高透水混凝土粘結(jié)強(qiáng)度等。

2.2水灰比控制

水灰比是透水混凝土最重要的參數(shù)之一，不僅影響透水混凝土的強(qiáng)度還影響其透水性能。水灰比過小，水泥漿過于干稠，則混凝土拌合物的和易性太差，不能攪拌均勻，從而導(dǎo)致水泥漿無法充分包裹骨料表面，不利于混凝土強(qiáng)度的提高;反之，若水灰比過大，水泥漿稀液可能更容易滲入骨料間的孔隙，造成透水孔隙部分或全部堵死，既影響透水性能，又不利于強(qiáng)度的提高。根據(jù)《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》CJJ/T135-2009的規(guī)定，水灰比應(yīng)通過試驗(yàn)確定，選擇范圍控制在0.25～0.35之間。具體做法是根據(jù)透水混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和孔隙率，通過改變水灰比試驗(yàn)，獲得相同孔隙率下的不同強(qiáng)度，最后再利用作圖法或計(jì)算法求出滿足孔隙率和配置強(qiáng)度要求的水灰比[2]。

2.3基礎(chǔ)面處理

按照全透水與半透水的結(jié)構(gòu)劃分，透水混凝土的下承層為級配碎石或是穩(wěn)定土，其表面要確保堅(jiān)實(shí)平整，在橫坡、高程、壓實(shí)度等質(zhì)量指標(biāo)方面都應(yīng)與設(shè)計(jì)要求相符。透水混凝上施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)面準(zhǔn)備→模板支設(shè)→鋪筑成形→混凝土養(yǎng)護(hù)→接縫施工→涂刷固化劑→日常維護(hù)。透水混凝上主要技術(shù)指標(biāo)如下：耐磨性（磨坑長度）不大于30mm;透水系數(shù)（15°C）不小于0.5mm/s;25次凍融后抗壓強(qiáng)度損失率不大于20%，25次凍融后質(zhì)量損失率不大于5%;連續(xù)孔隙率不小于10%;抗壓強(qiáng)度不小于25MPa;抗折強(qiáng)度不小于3MPa。

2.4施工工藝與過程控制

透水混凝土主要有兩種結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)分別是全透水結(jié)構(gòu)和半透水結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用區(qū)域和范圍不同。半透水結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用荷載較低的道路，全透水結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用與公園等景觀場地、人行道、非機(jī)動車道等。透水混凝土的施工建設(shè)是與其它施工部分區(qū)別開來的，通常情況下，基層施工是一個團(tuán)隊(duì)，透水混凝土的施工是由專門的團(tuán)隊(duì)來完成的。因此，在透水混凝土施工之前，建設(shè)基層的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該做好相應(yīng)的界面連接處理，保證粗糙清潔無積水[3]。

2.5振搗

海綿城市中透水混凝土的應(yīng)用要想表現(xiàn)出更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，往往還需要重點(diǎn)把握好振搗環(huán)節(jié)，能夠確保透水混凝土形成的路面結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定均勻，具備理想透水性能。結(jié)合這種振搗工作的落實(shí)，應(yīng)該首先借助于刮杠針對透水混凝土路面進(jìn)行有效刮平處理，在刮平后針對振搗機(jī)械進(jìn)行規(guī)范運(yùn)用，避免透水混凝土材料出現(xiàn)明顯的缺料或者是不均勻現(xiàn)象。在振搗操作處理中，往往還需要重點(diǎn)關(guān)注于模板結(jié)構(gòu)，避免振搗設(shè)備和模板存在較為明顯的相互干擾問題，應(yīng)該更好提升振搗的充分性，最終確保透水混凝土結(jié)構(gòu)能夠和模板等高。

2.6其他注意事項(xiàng)

透水混凝土基層應(yīng)用平板振動夯夯實(shí)平整，面層使用帶盤混凝土收面機(jī)壓實(shí)磨平，施工結(jié)束后采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)齡期不小于兩周，以薄膜內(nèi)有大量露珠最佳，待透水混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%左右（冬10℃兩周，春秋10d，夏季3～5d），進(jìn)行機(jī)械切縫、清洗與養(yǎng)護(hù)。

結(jié)語

綜上所述