透水混凝土是由膠凝材料、粗骨料、微量（或不含）細(xì)骨料、水、外加劑和摻合料按照一定比例拌制而成的一種多孔材料。當(dāng)膠凝材料為水泥時(shí)，稱為水泥透水混凝土，通常簡(jiǎn)稱為透水混凝土。由于不含細(xì)骨料，或細(xì)骨料的比例很少，透水混凝土在硬化以后，其結(jié)構(gòu)中存在較多的孔隙，使其具有良好的滲透性能，不僅能夠防止路面積水，還可以吸聲降噪，緩解城市的“熱島效應(yīng)”，改善城市熱環(huán)境，有效解決普通混凝土所帶來(lái)的一系列生態(tài)問(wèn)題。
由于透水混凝土的性能優(yōu)越，自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)，透水混凝土在國(guó)際上得到了廣泛的重視與應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初，日本在全國(guó)推行的“雨水滲透計(jì)劃”中，大量應(yīng)用了透水混凝土；德國(guó)自20世紀(jì)80年代起，不斷致力于不透水路面的改造，其目標(biāo)是在2010年把全國(guó)90%的城市路面改造為透水路面；中國(guó)的透水混凝土研究起步較晚，2008年建成的奧林匹克公園中大量應(yīng)用了透水混凝土，在2010年的上海世博會(huì)中，透水混凝土也被大力推廣。
目前，我國(guó)的城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，在城市高速發(fā)展的同時(shí)，也引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，其中，水資源的生態(tài)危機(jī)尤為突出。為了解決水資源的生態(tài)問(wèn)題以及水資源短缺和水安全問(wèn)題，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部和水利部等有關(guān)部門已在全國(guó)范圍內(nèi)的重點(diǎn)城市開(kāi)展了海綿城市的試點(diǎn)示范工作，并給予中央財(cái)政資金支持。在建設(shè)海綿城市的過(guò)程中，雨水的收集與生態(tài)利用是符合可持續(xù)發(fā)展理念的生態(tài)工程，同時(shí)也是緩解城市內(nèi)澇、恢復(fù)城市人工消納雨水能力的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)混凝土相比，透水混凝土具有良好的透水性能，在建設(shè)海綿城市的過(guò)程中將起到至關(guān)重要的作用。本文就透水混凝土的主要性能及其影響因素分別進(jìn)行歸納總結(jié)。
1透水混凝土力學(xué)性能及其影響因素
由于混凝土主要承受壓荷載，故在研究透水混凝土的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)主要考慮透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō)，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度大于透水磚，但小于普通混凝土，一般為20～30MPa，而影響透水混凝土力學(xué)性能的因素較為復(fù)雜。
1.1骨料
骨料是透水混凝土的主要組成材料，骨料的各種性質(zhì)對(duì)透水混凝土的強(qiáng)度影響很大。
多孔混凝土屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的混合料采用開(kāi)級(jí)配，粗集料較多，混凝土的強(qiáng)度來(lái)自于彼此之間較大的內(nèi)摩阻力和水泥膠漿的粘結(jié)力。透水混凝土是典型的多孔混凝土，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粘聚力較小，因而強(qiáng)度主要依靠?jī)?nèi)摩擦角[1]。而骨料的形狀對(duì)透水混凝土的內(nèi)摩擦角的影響較大，具體來(lái)說(shuō)，卵石的內(nèi)摩擦角小于人工破碎的碎石，故以棱角較多的碎石作為骨料的透水混凝土的強(qiáng)度高于以卵石作為骨料的透水混凝土。
骨料的粒徑大小也會(huì)影響透水混凝土的強(qiáng)度。骨料的粒徑越小，堆積密度越大，顆粒間的接觸點(diǎn)越多，配制而成的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度就越高；反之，骨料的粒徑越大，比表面積越小，所形成的結(jié)構(gòu)中單位體積內(nèi)骨料顆粒之間的接觸點(diǎn)數(shù)量越少，膠結(jié)面積越小，抗壓強(qiáng)度就越低。根據(jù)Griffith的微裂紋理論[1]，將骨料的界面視為混凝土內(nèi)部的裂紋，也可以得到相同的結(jié)論。
王瑞燕[2]等人指出，根據(jù)透水混凝土的抗折破壞斷面，當(dāng)水泥石強(qiáng)度較高且與集料界面黏結(jié)良好時(shí)，透水性混凝土抗折破壞主要表現(xiàn)為集料破壞，而集料級(jí)配對(duì)抗折強(qiáng)度的影響程度并不大。路面用透水混凝土以抗折強(qiáng)度為設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用單粒徑集料，可以同時(shí)保證混凝土的力學(xué)性能和透水性能。
砂率同樣會(huì)影響透水混凝土的強(qiáng)度，且砂率與強(qiáng)度之間的關(guān)系是非線性的，付培江[3]指出，透水混凝土的最佳砂率在12%左右，即當(dāng)砂率為12%時(shí)，透水混凝土的強(qiáng)度達(dá)到最大值。當(dāng)砂率較小時(shí)，膠結(jié)材的用量相對(duì)較多，此時(shí)增加砂的用量，骨料表面仍能被充分包裹，顆粒之間仍能形成較強(qiáng)的膠結(jié)層，同時(shí)，砂用量的增加也提高了混凝土整體的剛度，因此，混凝土的強(qiáng)度得到提高。而當(dāng)砂率大于最佳砂率時(shí)，粗、細(xì)骨料顆粒的總表面積較大，膠結(jié)材的用量相對(duì)較少，不足以在粗細(xì)骨料顆粒之間形成足夠厚的膠結(jié)層，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度下降。
對(duì)于透水混凝土而言，集料的強(qiáng)度也是影響其性能的重要因素之一。張朝輝[4]分別用不同強(qiáng)度的集料制備透水混凝土，并測(cè)試其抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明，在配合比及集料粒徑不變的條件下，集料的強(qiáng)度越高，透水混凝土的強(qiáng)度就越高。這是因?yàn)椋系膹?qiáng)度越高，試件在受壓時(shí)，集料所起的骨架作用越明顯；若集料的強(qiáng)度較低，即使膠結(jié)材料的強(qiáng)度很高，透水混凝土的強(qiáng)度也不會(huì)顯著增加。這一結(jié)論與孫家瑛[5]的試驗(yàn)結(jié)果相吻合。
1.2水灰比與骨灰比
水灰比與骨灰比是對(duì)混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)的兩個(gè)重要參數(shù)，二者決定了透水混凝土各組成材料間的比例關(guān)系。孟宏睿[6]分別采用0.30、0.33、0.35的水灰比制備透水混凝土，并測(cè)定其抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明，當(dāng)骨料的粒徑相同時(shí)，隨著水灰比的降低，用卵石制備的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度略有提高，用碎石制備的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度先升高后降低，總體來(lái)說(shuō)，在0.3～0.35范圍內(nèi)，水灰比對(duì)透水混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大。蔣正武[7]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)水灰比不變，骨灰比分別為64:3、60:3、56:3時(shí)，隨著骨灰比的減小，由于骨料周圍的水泥漿膜層的稠度和厚度逐漸增大，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度明顯提高。
王培新[8]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)水膠比在0.3左右，且骨料的用量為1550kg時(shí)，隨著水泥用量的增加，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度均升高，但當(dāng)水泥用量超過(guò)400kg/m3后，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的增長(zhǎng)率開(kāi)始下降。此外，水灰比與骨灰比對(duì)透水混凝土的孔隙率有很大影響，進(jìn)而影響透水混凝土的強(qiáng)度。付利彬[9]指出，隨著透水混凝土孔隙率的增大，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度都逐漸降低，而透水混凝土的抗折強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度隨著抗壓強(qiáng)度的增大而升高，其抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度的比值關(guān)系也隨著孔隙率的變化而變化。
1.3硅灰、粉煤灰、礦渣、鋼渣等摻合料
硅灰、粉煤灰、礦渣等礦物摻合料能夠降低混凝土早期的水泥水化放熱，同時(shí)，還可以通過(guò)火山灰反應(yīng)，消耗混凝土中對(duì)強(qiáng)度不利的Ca(OH)2，產(chǎn)生二次C-S-H，而鋼渣也可以通過(guò)自身膠凝性，產(chǎn)生細(xì)小的水化產(chǎn)物，填充水泥漿體的孔隙和混凝土的界面過(guò)渡區(qū)。在混凝土中加入硅灰、粉煤灰、鋼渣等摻合料，不僅可以提高混凝土的后期性能，還能夠消耗工業(yè)固廢，節(jié)約水泥，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益。
李子成[10]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)粉煤灰的摻量為0%～30%時(shí)，隨著粉煤灰的摻量的增加，透水混凝土7d齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸降低，28d齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸升高；當(dāng)鋼渣的摻量為0%～25%時(shí)，隨著鋼渣摻量的增加，透水混凝土7d齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸降低，28d齡期的抗壓強(qiáng)度先升高后降低，最佳摻量在10%～15%；當(dāng)粉煤灰與鋼渣復(fù)摻，粉煤灰的摻量為15%～20%、鋼渣的摻量為10%～15%時(shí)，透水混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度較高。孟剛[11]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)粉煤灰的摻量為0%～50%時(shí)，隨著粉煤灰摻量的增加，透水混凝土7d齡期的抗壓強(qiáng)度先升高后降低，在摻量為30%時(shí)取得最大值，而28d齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸降低。
蔣正武[7]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)硅灰的摻量為0%～10%時(shí)，隨著硅灰摻量的增加，不加減水劑的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸下降，摻加減水劑的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸升高。這主要是由于，硅灰的顆粒尺寸較小，比表面積較大，在沒(méi)有減水劑的情況下，漿體不足以將骨料完全包裹，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低；摻加減水劑后，混凝土的和易性提高，漿體與骨料的聯(lián)結(jié)更緊密，進(jìn)而混凝土各齡期的抗壓強(qiáng)度升高。黃楊程[12]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)硅灰的摻量為6%時(shí)，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)能維持較高的孔隙率，使混凝土具有良好的透水性。
王培新[8]的研究結(jié)果顯示，與摻等量的粉煤灰的混凝土相比，摻礦渣的透水混凝土早期的抗壓強(qiáng)度發(fā)展較快，且28d齡期的抗壓強(qiáng)度較高，這主要是由于礦渣的粒徑比粉煤灰小，早期活性比粉煤灰大，導(dǎo)致?lián)降V渣的透水混凝土的早期強(qiáng)度比摻粉煤灰的透水混凝土高。
1.4聚合物
在混凝土中加入聚合物乳液，能夠改善混凝土的和易性，從而提高混凝土的強(qiáng)度。吳紅斌[13]在不同水灰比的透水混凝土中摻加了5%、10%的羧基丁苯乳液（SD622S），試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)SD622S乳液的摻量為5%時(shí)，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度最大。蔣正武[7]在透水混凝土中摻加了2%、4%的聚合物乳液，試驗(yàn)結(jié)果顯示，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度在聚合物乳液摻量為2%時(shí)最高，而當(dāng)聚合物乳液摻量達(dá)到4%時(shí)，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度略有下降。由此可見(jiàn)，聚合物乳液的摻量存在最佳值。當(dāng)摻量小于最佳值時(shí)，隨著聚合物乳液的摻量的增加，混凝土的和易性增加，從而漿體與骨料間的粘結(jié)更加緊密，抗壓強(qiáng)度升高。當(dāng)摻量超過(guò)最佳值后，聚合物乳液將包裹水泥顆粒，阻礙其完全水化，此外，摻加乳液的同時(shí)會(huì)引入一定量的氣體，導(dǎo)致混凝土的最終強(qiáng)度降低。陳瑜[14]指出，在相同的摻量下，摻加聚合物得到的透水混凝土的抗折強(qiáng)度明顯大于摻加粉煤灰和礦渣的透水混凝土。
除了加入聚合物乳液能夠提高透水混凝土抗壓、抗彎折性能外，加入聚合物纖維，使混凝土的顆粒間的黏結(jié)更緊密，同時(shí)聚合物纖維也可以承受部分拉應(yīng)力，從而提高混凝土的抗折強(qiáng)度。滿都拉[15]將粗骨料中30%換成了再生集料，并分別向其中添加0.5%、1.0%、1.5%的聚丙烯纖維，試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著聚丙烯纖維摻量的增加，混凝土的抗彎折強(qiáng)度提高。王永海[16]向混凝土中按體積比例摻入0.1%的聚丙烯纖維，發(fā)現(xiàn)雖然聚丙烯纖維對(duì)水泥漿體裂縫的發(fā)展有一定的束縛限制作用，但摻量過(guò)少時(shí)對(duì)透水混凝土的抗彎拉強(qiáng)度影響不大。
1.5攪拌、成型工藝及養(yǎng)護(hù)條件
成型工藝對(duì)透水混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)均有顯著影響。目前國(guó)內(nèi)透水混凝土路面的成型工藝主要包括攤平后用輕型碾壓機(jī)壓實(shí)和攤鋪刮平后振動(dòng)輥壓整平這兩種方法。
蔣正武[6]分別采用加料法、水泥裹石法對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌，結(jié)果表明，采用水泥裹石法攪拌的透水混凝土的孔隙率較小，但是抗壓強(qiáng)度大幅提高。邢曉明[17]指出，振動(dòng)成型工藝的要點(diǎn)在于控制好振動(dòng)的時(shí)間，若振動(dòng)時(shí)間過(guò)短，混凝土的內(nèi)部不緊密，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度較低；若振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生沉漿現(xiàn)象，影響透水混凝土的透水系數(shù)；此外，由于透水混凝土的孔隙率較大，可能導(dǎo)致水分蒸發(fā)過(guò)多，引起混凝土產(chǎn)生較大的收縮，所以在混凝土養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，要保持良好的環(huán)境濕度。
吳冬[18]等人分別用手工插搗和機(jī)械振搗的方法制備了透水混凝土，從外觀上看，手工插搗制作的試塊的均勻性較好，但密實(shí)度差；機(jī)械振搗的試塊的密實(shí)度好，但下部的漿體比上部多，且振搗時(shí)間越長(zhǎng)，下部漿體越多；通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用手工插搗10次、機(jī)械振搗10s的成型方法，可以使混凝土的強(qiáng)度與孔隙率達(dá)到一個(gè)比較好的結(jié)合點(diǎn)。
徐崇仁[19]等人分別采用插搗成型法、振動(dòng)成型法、壓力成型法、振壓成型法這四種方法來(lái)制備混凝土，當(dāng)采用振動(dòng)成型方法時(shí)，隨著振動(dòng)時(shí)間的增加，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度先增大后減?。划?dāng)采用壓力成型方法時(shí)，隨著成型壓力的增加，透水混凝土的抗壓強(qiáng)度先增大后減?。豢偟膩?lái)說(shuō)，插搗成型法得到的混凝土的抗壓強(qiáng)度較低，而振動(dòng)成型法和壓力成型法的效果相當(dāng)，振壓成型法得到的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度較大，這與張朝輝[20]的試驗(yàn)結(jié)果類似。
2透水混凝土的透水性能及其影響因素
透水系數(shù)反映的是混凝土的排水性能，透水系數(shù)越大，單位時(shí)間透過(guò)混凝土的水越多。它是透水混凝土區(qū)別于普通混凝土的評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要由透水混凝土的有效孔隙率及總孔隙率決定，此外，水自身的性質(zhì)也會(huì)對(duì)透水混凝土的透水性能造成影響。
2.1骨料
骨料不僅影響透水混凝土的力學(xué)性能，還影響透水混凝土的透水系數(shù)。
薛麗皎[21]分別選用不同粒徑及形狀的集料作為透水混凝土的骨料制備透水混凝土，結(jié)果表明，透水混凝土的透水系數(shù)與骨料的粒徑大小及形狀均有關(guān)，隨著骨料粒徑的增大，用碎石和卵石配制的透水混凝土的總孔隙率均有增大，骨料間的接觸點(diǎn)減少，孔洞尺寸增大。由于卵石的接觸點(diǎn)比碎石多，因此卵石的孔隙比碎石少一些。透水混凝土的透水能力主要取決于混凝土內(nèi)部的連通孔隙，總孔隙率愈大，透水系數(shù)愈大，透水性能也就越好。但姜健[22]同時(shí)指出此二者并非是線性關(guān)系。孟宏睿[6]也得到了相同的結(jié)論。
王武祥[23]指出，集料的級(jí)配是影響透水混凝土透水性能的關(guān)鍵因素，他將不同級(jí)配的集料進(jìn)行混配，得到相同抗壓強(qiáng)度的透水混凝土，但是這些透水混凝土的透水性能卻有顯著差異。此外，李秋實(shí)[24]指出，天然集料和再生集料種類的選擇也會(huì)影響透水混凝土的透水性能，通常，使用再生集料制備的透水混凝土的總孔隙率高于使用天然集料制備的混凝土的總孔隙率，這是由于，再生集料中不可避免的會(huì)含有部分水泥漿體，而這部分水泥漿體自身存在孔隙，而且漿體的密度小于集料，所以使得再生集料的孔隙率較高。Erhan Güneyisi等[25]人也得到了相同的結(jié)論。
王培新[8]指出，配制透水混凝土?xí)r，加入適量的細(xì)集料有利于提高其強(qiáng)度和透水性，但細(xì)集料的量不能過(guò)多，否則會(huì)導(dǎo)致透水混凝土變得密實(shí)而失去透水作用，砂率為10%、水泥用量為400kg/m3的透水混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)34.2MPa、透水系數(shù)達(dá)1.08mm/s，能夠滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T135－2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》中C30強(qiáng)度等級(jí)的要求。
2.2水灰比與骨灰比
水灰比與骨灰比共同決定透水混凝土的孔隙率，因此，在骨料的粒徑、種類確定后，水灰比和骨灰比是影響透水混凝土透水率的最重要的因素。
張朝輝[4]通過(guò)控制變量法分別研究了水灰比與骨灰比對(duì)透水混凝土透水性能的影響，試驗(yàn)中水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，集料選用天然集料，灰集比為1:4、水灰比分別為0.24、0.26、0.28、0.30、0.32時(shí)，結(jié)果顯示，透水混凝土的透水系數(shù)隨著水灰比的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，最大值點(diǎn)出現(xiàn)在水灰比為0.30時(shí)，這主要是由于，水灰比較低時(shí)，水泥顆粒易于結(jié)團(tuán)而堵塞孔隙，使孔隙的連通性變差，導(dǎo)致透水系數(shù)降低，而當(dāng)水灰比超過(guò)最佳值后，會(huì)產(chǎn)生沉漿現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土的有效孔隙率減少，連通性變差，透水系數(shù)下降；當(dāng)水灰比為0.28，骨灰比分別為1:3、1:4、1:5、1:6、1:8時(shí)，隨著灰集比的降低，透水混凝土的透水系數(shù)大幅度升高，這是由于水泥用量的增大，導(dǎo)致了集料之間連通的孔隙數(shù)量和孔徑均減小，甚至孔隙被堵塞，使孔道變得不連通，從而導(dǎo)致整個(gè)骨架透水的通道減少，透水系數(shù)降低。蔣正武[7]及王武祥[23]也得到了相似的試驗(yàn)結(jié)果。
孟宏睿[26]指出，判斷水灰比是否合適的方法如下：取一些拌合好的拌合物進(jìn)行觀察，如果水泥漿在骨料顆粒表面包裹均勻，沒(méi)有水泥漿下滴現(xiàn)象，而且顆粒有類似金屬的光澤，則說(shuō)明水灰比較為合適；并且，無(wú)砂透水混凝土的透水性在灰骨比一定的情況下，隨水灰比的增大，透水系數(shù)增大，且粒徑小的比粒徑大的混凝土的透水系數(shù)略高。王瑞燕[2]指出，合理水膠比的范圍為0.30～0.34。
2.3成型方法
孟宏睿[6]分別采用加壓1MPa、2MPa、3MPa和振搗5s、10s、15s以及每層插搗10次、15次、20次的成型方法制備透水混凝土，結(jié)果顯示，采用插搗15次、振搗10s、加壓2MPa的成型方法制備的混凝土28d齡期時(shí)透水性能和抗壓強(qiáng)度良好；相比于加壓1MPa和3MPa，加壓2MPa的成型方法得到的透水混凝土強(qiáng)度、透水系數(shù)、連通孔隙率更優(yōu)。
孟剛[11]對(duì)比了分別采用靜壓成型與振動(dòng)成型的試件，結(jié)果表示，在相同配合比和養(yǎng)護(hù)條件下，振動(dòng)成型試件的透水系數(shù)明顯低于靜壓成型試件的透水系數(shù)，但在透水系數(shù)的數(shù)值上，采用振動(dòng)成型的方法測(cè)得的透水系數(shù)均大于1mm/s，滿足目標(biāo)要求；并分別采用一次加料法及水泥裹石法進(jìn)行攪拌，結(jié)果表明，采用水泥裹石法攪拌有利于改善透水混凝土的透水性。
徐仁崇[19]指出，在采用振動(dòng)成型法時(shí)，要嚴(yán)格控制振動(dòng)時(shí)間，以8～12s為宜；采用壓力成型法時(shí)，成型壓力宜為60～80kN；而采用振壓結(jié)合的方法可以使透水混凝土得到更優(yōu)的抗壓強(qiáng)度及透水系數(shù)。吳冬[18]認(rèn)為，將手工插搗與機(jī)械振搗的方式相結(jié)合，以使透水混凝土的透水系數(shù)達(dá)到要求。
2.4聚合物
李秋實(shí)[24]指出，無(wú)論選用哪種集料，添加聚合物改性劑都能使透水混凝土的總孔隙略有降低。吳紅斌[13]也指出，在孔隙率變化不大的情況下，透水系數(shù)受聚合物的影響較小。
滿都拉[15]在透水混凝土中摻入了聚丙烯纖維，結(jié)果顯示，在有效孔隙率為25.1%～25.9%的范圍內(nèi)，有效孔隙率基本上隨著纖維摻量的增加而呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但纖維摻量為0%～1.5%時(shí)，對(duì)多孔混凝土的有效孔隙率影響有限。
2.5面層結(jié)構(gòu)
為提高透水性混凝土表面的耐磨性，改善裝飾性，降低生產(chǎn)成本，在某些透水性混凝土制品的制作時(shí)，可采用上下復(fù)合結(jié)構(gòu)[23]。對(duì)于此類透水混凝土，面層的配合比及面層的厚度都會(huì)影響透水混凝土的透水系數(shù)，由于面層料的透水系數(shù)大大小于基層的透水系數(shù)，因此，面層越厚，透水混凝土的透水系數(shù)越小。
2.6溫度
楊剛[27]指出，溫度也是影響透水混凝土透水性能的一個(gè)因素，溫度越低，水的動(dòng)力黏滯系數(shù)越大，透水系數(shù)越小，以20℃為標(biāo)準(zhǔn)，在溫度為T時(shí)的透水系數(shù)可按式（1）換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)的透水系數(shù)：
3透水混凝土的耐久性能及其影響因素
混凝土的耐久性問(wèn)題一般可以分為混凝土自身的耐久性問(wèn)題以及混凝土中鋼筋的耐久性問(wèn)題兩方面，而透水混凝土一般不與鋼筋一起形成鋼筋混凝土，故這里只討論透水混凝土自身的耐久性問(wèn)題。
透水混凝土的耐久性能主要是指抗凍融能力及抗鹽腐蝕能力，此外，透水混凝土的收縮問(wèn)題也將在這里一并討論。
根據(jù)1994年修訂的《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，將試件動(dòng)彈性模量下降至60%，質(zhì)量損失到達(dá)5%或者凍融至300次作為衡量多孔混凝土的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[28]。吳紅斌[13]的試驗(yàn)結(jié)果顯示，不摻加聚合物的透水性混凝土在經(jīng)歷120次凍融循環(huán)后，其相對(duì)動(dòng)彈模量下降至51.5%，低于60%，而摻加了5%羧基丁苯乳液的混凝土在經(jīng)歷120次凍融循環(huán)后相對(duì)動(dòng)彈性模量為68.6%，透水性混凝土的抗凍融性能在摻入聚合物后得到明顯改善。
孫家瑛[5]以水泥用量為340kg/m3，集灰比為4.5，水灰比為0.3配制出的透水混凝土在80℃下的28d抗壓強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度高了7%，干濕循環(huán)30次后的抗壓強(qiáng)度較標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度高了10%，但透水水泥混凝土凍融循環(huán)100次后的抗壓強(qiáng)度是標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的86%，強(qiáng)度損失達(dá)到14%，因此，透水混凝土在長(zhǎng)期凍融環(huán)境下要慎用。
樓俊杰[29]分別用粉煤灰和礦渣代替部分水泥制備混凝土，以Na2SO4和MgSO4的混合溶液作為腐蝕溶液，對(duì)透水混凝土進(jìn)行抗腐蝕性試驗(yàn)，結(jié)果顯示，摻加粉煤灰和礦粉礦渣微粉后，透水性混凝土的抗硫酸鹽腐蝕能力顯著增強(qiáng)，并且摻加粉煤灰的透水性混凝土比摻加礦渣微粉的透水性混凝土的抗硫酸鹽腐蝕能力略強(qiáng)，透水混凝土的強(qiáng)度損失更少。
混凝土的收縮問(wèn)題也值得關(guān)注。付立彬[9]指出，自然養(yǎng)護(hù)條件下，在塑性階段，普通混凝土的收縮較無(wú)砂透水混凝土的小，且膠結(jié)材含量多的無(wú)砂透水混凝土的收縮較大；在硬化后階段，普通混凝土的收縮較大，膠結(jié)材含量較少的無(wú)砂透水混凝土收縮越小。劉翠萍[30]指出，增加砂率可明顯降低塑性階段的水化熱導(dǎo)致的膨脹和在之后的收縮，細(xì)骨料的使用對(duì)降低透水混凝土的開(kāi)裂傾向很有益處；在透水混凝土的早期養(yǎng)護(hù)條件方面，若在水化硬化初期，進(jìn)行充分的保濕養(yǎng)護(hù)，可以降低其開(kāi)裂傾向。
4工作性能
新拌混凝土在澆筑時(shí)的性能統(tǒng)稱為工作度，一般由流動(dòng)性、搗實(shí)性和粘聚性來(lái)表征[1]。一般混凝土的工作度可以通過(guò)坍落度法和維勃稠度法來(lái)進(jìn)行測(cè)定，但是由于透水混凝土的坍落度小，所以傳統(tǒng)測(cè)定坍落度的方法并不適用于透水混凝土。盛燕萍[31]等人以富余漿量比（即富余漿量與混合料總質(zhì)量的比值）作為透水混凝土工作性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，而董雨明等人[32]則借鑒日本水泥協(xié)會(huì)和日本道路公團(tuán)的稠度評(píng)價(jià)方法，依據(jù)水灰比由小到大的變化，把新拌透水混凝土的狀態(tài)相應(yīng)地分為A～E五個(gè)等級(jí)，選用C級(jí)（試料保持容器形狀，骨料表面有光澤）表征稠度目標(biāo)值作為工作性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
用水量與水泥漿量是混凝土拌合物最敏感的因素。透水混凝土中由于水泥漿體用量少、水灰比小使其具有較好的黏聚性，無(wú)泌水、離析現(xiàn)象，但卻因此降低了流動(dòng)性[33]。當(dāng)水泥漿量一定時(shí)，砂率過(guò)大，骨料的比表面積較大，骨料之間的水泥漿層厚度減少，工作度變差；但砂率過(guò)小，砂子不足以填充粗骨料的空隙，水泥漿除了填充細(xì)砂間的空隙，還要填充粗骨料之間的空隙，同樣會(huì)導(dǎo)致骨料間的水泥漿層厚度減少，工作度下降。因此，砂率存在一個(gè)最佳值。付培江[3]認(rèn)為，最佳砂率為20%。此外，摻有需水量較少的粉煤灰或者磨細(xì)礦渣時(shí)，拌合物需水量降低，在用水量、水灰比相同時(shí)流動(dòng)性明顯改善，故可以用部分粉煤灰代替部分骨料。
5結(jié)語(yǔ)
透水混凝土是一種新的生態(tài)型、環(huán)保型材料，因其具有顯著的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)日益受到人們青睞，并逐步應(yīng)用于公路道橋中。透水混凝土是一種多組成成分的多相材料，其各項(xiàng)性能及其影響因素較為復(fù)雜。我國(guó)對(duì)于透水混凝土的研究起步較晚，現(xiàn)階段對(duì)透水混凝土微觀結(jié)構(gòu)的研究還比較缺乏，今后應(yīng)深入進(jìn)行透水混凝土微觀結(jié)構(gòu)的研究，逐步改善透水混凝土的宏觀性能，將透水混凝土大規(guī)模應(yīng)用于現(xiàn)代“海綿城市”中。
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