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///今天也是努力学习的一天

关键词：透水混凝土；海绵城市建设；绿色屋顶；雨水花园

1引言

“海绵城市”作为一种重要的城市建设规划方式，从年起，我国不断发布与其相关的政策。与传统的城市设计与水资源管理体系相比，“海绵城市”能够更好地提高我国城市降水资源利用率，缓解城市“热岛效应”，在节约水资源与改善生态环境方面意义重大。近年来，透水混凝土成为海绵城市建设的重要材料。透水混凝土是由单一级或不连续级粗骨料组成的多孔结构混凝土，相对于其他型号的混凝土而言，透水混凝土内部孔隙较多，使其具有了强度较弱、但透水性较普通混凝土强的特点。每平方米透水混凝土透水量可达升/分钟，其优秀的透水性能可以很好地解决城市内水资源的保存、利用难题，维护城市自然生态链条，缓解困扰城市的“热岛效应”，减少城市噪音污染。

2国内外研究现状综述

19世纪中期，英国最早运用了一种不含细集料的无砂大孔混凝土。年后该混凝土传至南非、俄罗斯等地，随后对该材料进行了大量研究，修建了很多无砂大孔混凝土建筑。20世纪60年代，法国因林荫道上灌木浇灌问题，开始提出透水路面的设想。年，英国初次将无砂大孔混凝土用于市政路面上[1]。此后，该材料被称为透水混凝土（PerviousConcrete），由于它是一种生态、绿色的路面材料，逐渐受到人们的欢迎。自年，日本就开始使用透水混凝土，在-年东京共修建万㎡透水混凝土路面，在21世纪初，全国累计铺设面积在万㎡以上[2]，其后日本利用透水混凝土的抗冻融性、透水性对建筑绿色屋顶展开应用研究。

国内在透水混凝土方面的研究起步比较晚，自年左右对无砂大孔混凝土开始研究，用做墙体非承重材料使用较多，年后，将其作为地坪材料加以应用。年后，无砂大孔混凝土开始被作为一种绿色、生态型材料研究，并渐渐运用于路面工程中。在此期间，建科院开始对透水性混凝土与透水性混凝土路面砖进行研究，随着研究的深入，取得一系列的成果。8年在奥林匹克森林公园使用了大面积的透水铺装，国家体育馆“鸟巢”工程铺设了㎡透水混凝土[3]。长安大学等对透水混凝土的物理力学性能进行了一系列研究，为透水混凝土应用于建筑屋顶等领域提供了理论基础。

3透水混凝土相关性能研究综述

3.1透水混凝土力学性能

国内外学者对透水再生混凝土的基本力学性能进行试验研究，发现影响其强度的主要原因有以下四个方面：①水胶比及孔隙率；②再生骨料的级配、粒径及替代率；③对再生骨料进行预处理；④外掺纤维。

相关研究表明，水胶比在15%至30%范围时，水胶比越小，混凝土强度便越低，同时随着孔隙率的增加，混凝土抗压抗折强度均开始下降[4]；在再生骨料的级配、粒径及替代率方面，混凝土的抗压强度均随骨料粒径的增大强度逐渐减少；在预处理方面，周勇等对再生骨料洗涤后进行试验研究，结果表明洗涤的骨料进行泥浆包裹法处理后，混凝土强度明显高于不洗涤的再生骨料混凝土[5]；在外掺纤维方面，不同类别纤维的掺入对透水再生混凝土的影响略有不同，王永海等发现可以通过外掺聚丙烯纤维改善透水再生混凝土的抗压强度[6]。

结合上述研究结论，透水混凝土的承载力完全可以达到建筑用混凝土的承载力标准，为生态建筑材料领域提出了新思路。

3.2透水混凝土透水性能

整理现有研究发现，影响透水混凝土透水性能的因素很多，包括①水胶比及孔隙率的影响；②再生骨料种类、掺量及粒径的影响；③聚合物、纤维及橡胶的影响等，下面进行简要归纳。

在水胶比方面，陈春红等研究发现，随着水胶比的增加，透水混凝土的透水性能及强度均下降[7]；在再生骨料种类方面，陈尚权等对不同种类的再生骨料透水混凝土透水性能进行了归纳总结，见表1所示。从表中可以看出，采用黏土砖的再生骨料混凝土基质较为疏松，具有较高的孔隙率及透水性能[8]。在聚合物、纤维及橡胶的影响等方面，Bhutta等通过再生骨料透水混凝土透水试验发现，再生骨料混凝土的透水性能及孔隙率均优于普通混凝土，且通过掺入聚合物胶粉和乳液能降低混凝土孔隙率，提高混凝土强度，但透水性不能有效提升[9]。Aliabdo等将丁苯乳胶加入透水再生骨料混凝土中来提高透水混凝土的性能，结果表明丁苯乳胶能明显提高混凝土的密实性，力学性能显著提高，而透水性能下降明显[10]。

通过对透水混凝土的透水性能研究总结，根据透水混凝土不同再生骨料种类、聚合物的掺量的配比可以制作透水量不同的混凝土，提高对绿色屋顶、雨水花园不同区域透水量的精准设计。

3.3透水再生混凝土耐久性能

耐久性能作为混凝土研究的重要指标，对于透水再生骨料混凝土具有重要意义。耐久性主要体现为以下三个方面：抗冻融性能、抗侵蚀性能、耐磨性能。

在抗冻融性能方面，薛冬杰等采用MATLAB软件对透水再生混凝土进行图像处理，通过面孔隙率替代体积孔隙率的方式进行冻融研究，研究结果表明冻融循环次数的增加会在导致孔隙半径增大且孔隙率增加，且出现新的孔隙[11]；在抗侵蚀性能方面，Nehdi等通过研究不同等级粉煤灰掺量、矿渣掺量及水胶比对混凝土抗硫酸盐腐蚀的影响，研究发现影响因素中水胶比影响最为明显，其次是矿渣，最后是粉煤灰[12]。在耐磨性能方面，郭磊等通过研究发现，外掺聚丙烯纤维及碳纤维可明显提高混凝土耐磨性能及力学性能[13]。

透水混凝土比一般混凝土拥有更强的抗冻融能力，因为其本身具有较大的空隙，在吸热与储热方面更接近于自然植被所覆盖的区域，加上其良好的植生性能，选择其作为绿色屋顶材料是生态建筑的发展思路之一。

4透水混凝土在海绵城市发展中的应用及前景

4.1透水混凝土在城市建设中的应用

透水混凝土是环境友好型材料的代表之一，它具有很强的透水能力、耐久性能、耐侵蚀性能，在满足刚度和强度的基础上还具有很好的散热性与隔热性，它在城市（屋面）绿洲系统建设中，可以作为隔热层、隔声层、回填材料等应用，在海绵城市发展背景下，应用前景广泛。

4.1.1透水混凝土在绿色屋顶中应用前景

建筑屋顶大约占据了城市50%的不透水表面，绿色屋顶也称种植屋面屋顶绿化等，指在建筑物屋顶，露台和天台等处建设的以植物造景为主的景观形式，依托屋顶植被和土壤基质的保水储水作用，可减少屋面径流，缓解城市排水压力，有助于调整区域小气候，减轻城市热岛效应，促进城市高空空气净化，隔音降噪，并开辟出高空生物栖息地，降低建筑能耗达20%之多，增强建筑物寿命，增加城市绿地等众多优势。一般的绿色屋顶设计构造层数由上往下依次是：植被层，种质层，过滤层，碎石蓄排水层，保湿层，隔根层，防渗漏层，保温隔热层，找坡层，水泥砂浆找平层和钢筋混凝土层。透水型混凝土屋顶花园设计的层数依次是：植被层，种植层，过滤层，透水型混凝土层，隔根层，防渗漏层，找平层和钢筋混凝土屋面层。相对于传统做法，透水混凝土屋面减少了屋面的构造层数，降低了屋面的厚度和荷载，提高了建筑的安全性。

随着环境保护的重要性已经愈发深入人心，在现代城市建设中，对建筑屋顶的设计已经不仅仅停留在其防水性方面，绿化生态性同时也受到大家的

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