透水混凝土
透水混凝土（Pervious 混凝土），又称多孔混凝土、排水混凝土、无砂混凝土，是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔混凝土，由粗骨料表面包裹一薄层水泥浆相互黏结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。
透水混凝土在20世纪70年代，欧美国家率先开始研究和应用。20世纪70年代后期，日本为解决因抽地下水而引起地基下沉问题，提出了“雨水的地下还原政策”，着手开发透水混凝土铺装，主要应用在停车场、公园、人行道、住宅小区、高速公路的中央分隔带及路肩等处。德国和法国也广泛应用透水混凝土来进行路边排水和路面透水。中国关于透水混凝土的应用，多为中外合资企业，利用国外的成熟技术进行施工。
透水混凝土是研究与应用最多的生态混凝土之一，最大的特点是存在很多单独的或连续的孔隙，有良好的透气性与透水性，能够减轻城市“热岛效应”，主要用于道路和地面铺装。根据组成材料不同，透水混凝土可分为水泥透水混凝土、高分子透水混凝土、生态透水混凝土三种。透水混凝土具有良好的经济效益和社会效益，随着研发的进一步深入，透水材料的改进，应用前景会更加宽广。
发展历程
20世纪70年代，欧美国家率先开始对透水混凝土进行研究和应用。1970年，英国的工程师采用整层摊铺的办法，在诺丁汉郡铺筑了一段长183m的复合式路面试验段。20世纪70年代后期，日本为解决因抽地下水而引起地基下沉问题，提出了“雨水的地下还原政策”，着手开发透水混凝土铺装，主要应用在停车场、公园、人行道、住宅小区、高速公路的中央分隔带及路肩等处。1979年，美国研制出28d抗压强度为26. 2MPa的无砂多孔混凝土，其透水系数为1. 6mm/s。1987年，美国的佛罗里达州、北加落里那州和其他降雨量少的地区都使用了透水混凝土，主要铺筑场所是停车场、轻车道和市中心街道。
1993年6月，近畿地区建设局在日本和歌山县B-P地区，对1987年以近技术事务所为中心开发的排水性路面进行了透水路面的施工铺装。在此之后，玉井元治、冈本享久等研究者对以水泥为胶凝材料的透水混凝土进行了较系统的研究，并将其用于公园内的道路、广场等实际工程。
除此之外，德国在短期内将90%的城镇道路改成透水混凝土，以维持生态平衡。在法国也广泛应用透水混凝土来进行路边排水和路面透水，在护坡、绿化地带等方面的应用也比较广泛。中国关于透水混凝土的研究和应用还在起步阶段。对透水混凝土的应用，多为中外合资企业，利用国外的成熟技术进行施工。
分类
根据组成材料分类
根据组成材料不同，透水混凝土可分为水泥透水混凝土、有机高分子化合物透水混凝土、生态透水混凝土三种。
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，抗压强度为15—3.5MPa，抗折强度为3—5MPa，透水系数为（1—15）mm/s。这种混凝土成本低、制作简单，适用于量大的道路铺装，同时耐久性好。但由于孔隙较多，改善和提高强度、耐磨性、抗冻性是技术难点。
高分子透水混凝土
高分子透水性混凝土是采用孔隙率较大的单一粒级的粗骨料，以沥青或其他高分子树脂为胶结材料配制而成的透水性混凝土。根据所用的胶结材料不同，可分为沥青透水性混凝土、聚合物透水性混凝土等。
有机高分子化合物透水性混凝土强度比较高，成本也较高。由于这种混凝土对温度变化非常敏感，耐候性差、易于老化，所以在道路路面工程中应用较少。
生态透水混凝土
生态透水混凝土又称彩色透水混凝土，是由小石子、高标号混凝土、掺和透水外加剂、水、彩色强化剂以及稳定剂等经一定比例调配拌制而成的一种多孔轻质的新型环保地面铺装材料。生态透水混凝土具有高透水性、高承载力，并有良好的景观效果，由于其结构本身有较大的孔隙，因此比一般混凝土路面拥有更强的抗冻融能力，且易于维护。广泛适用于人行道、自行车道、轻量级市政道路消防通道，园林景观公园道路，大型广场展览会馆、度假村、校园等地面原生态铺装。
生态透水混凝土施工要求：（1）当基层采用透水混凝土时，生态透水混凝土面层应在基层初凝前进行铺设。（2）应避免其他颜色水泥料、泥土或杂物的污染。（3）待表面混凝土成型干燥后在3天左右，涂刷透明封闭剂，增强耐久性和美观性。防止时间过长使透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。
生态透水混凝土施工流程：①立模；②搅拌；③运输；④摊铺、浇筑成型；⑤养护；⑥涂覆透明封闭剂。
根据景观表面效果分类
根据景观表面效果不同，透水混凝土可分为彩色透水混凝土和彩色露骨料透水混凝土两种。两者的区别在于，前者的色彩效果是由人工合成，后者的色彩效果是天然形成，后者是前者的升级品。后者的露骨料清洗剂是升级的核心，露骨料清洗剂能干净地清洗包裹在天然石材表面的水泥浆，露出天然石材的色彩和肌理，这种技术不但丰富了铺装材料的类型，提升了景观品质，而且能够展现露骨石材的天然质地和色彩的魅力。
特性
防涝功能
因为透水混凝土路面的透水性非常好，可以使水分渗透到地下，而且本身也具有良好的蓄水功能，可以减轻多雨季节、排水系统的负担，减少路面积水，减轻排洪压力。
生态功能
充分利用雨水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，改善城市地被植物和土壤微生物的生存条件，调整生态平衡，消除目前城市土壤沙漠化的现象。也可大量应用于河道、堤坝、路基等护坡，由于多孔性可以减缓雨水的冲刷速度，孔中聚集部分土壤和微生物，创造了植物生长环境，实现混凝土的生态化。
改善人居环境
透水混凝土具有独特的多孔结构，能够减轻城市“热岛效应”，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。同时能够吸收车辆行驶时产生的噪音，或其他城市噪音，减轻交通噪声对人类生活的影响，防止路面积水和夜间路反光，冬天不会在路面形成薄冰，提高了车辆和行人的通行舒适性和安全性，消除交通安全隐患，可以为人类创造良好的声、光、热环境，使人们的生活舒适度大大提高增加。
生产工艺
主要工艺
材料
水泥：满足设计要求。
骨料：粗集料可以是砾石、卵石，也可以是人造轻集料或再生集料（建筑垃圾）。
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，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成骨架——空隙结构的多孔混凝土。配合比的设计原则是将骨料颗粒表面用一层薄水泥浆包裹，并将骨料颗粒互相黏结起来，形成一个整体，使之既具有一定强度，又确保骨料间存在一定的孔隙。
工艺要点
要掌握好振捣时间：机械振捣时间越长，孔隙率越小，强度也越高，但透水系数会越小；采用手工插捣+机械振捣的方式制作的混凝土，强度和透水系数会有很好的结合点。
生产流程
生产透水混凝土，多采用单粒级或间断粒级的粗骨料作为骨架，水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥；掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉等。投料时先放入水泥、掺合料、粗骨料，再加入水和添加剂（外加剂、颜料等）搅拌出料。
关键技术
基层施工
根据透水路面不同的使用要求，透水混凝土基层分为透水基层和不透水基层。根据路面基层宽度、厚度及规定的压实干密度计算所需材料数量，并拌合均匀。利用松散颗粒铺筑的基层，摊铺时的松铺系数经验值如下：人工摊铺时为1.40～1.50，平地机摊铺时为1.25～1.3，可用压路机进行碾压，一般碾压3-4遍。不透水丛层的施工方法与普通路面基层相同。
模板支设
钢模板宜采用槽钢，采用木模板时，板厚不应低于1.2cm。根据模板材料选择支设方法，钢筋支护间距不宜大于500mm，嵌入基层深度不宜小于200mm，使用木胶板时，模板背后应加背楞。
结构层施工
运输到现场的混凝土拌合物必须具有适宜摊铺的工作性，拌合物到达后应及时摊铺。根据摊铺方式、结构厚度和松铺高度系数来控制摊铺高度，松铺高度系数可控制在1.08-1.15，摊铺后立即用刮杠刮平。结构层厚度大于200mm时，宜采用振动碾压，结构层厚度小于200mm时，可采用人工推拉进行碾压。
面层施工
透水面层和透水结构层摊铺间隔时间不宜超过2小时，且应在透水结构层混凝土初凝之前完成面层浇筑。
保养
透水混凝土存在大量孔隙，且多为开口孔，易失水，干燥很快。在早期养护中，应注意避免混凝土中水分的大量蒸发。透水混凝土施工后采用覆盖养护，洒水保湿养护至少7天，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。
标准规范
透水混凝土的性能指标可参考现行《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ 51—2002）、《轻骨料混凝土结构设计规程》（JGJ 12-2006）和《轻骨料混凝土桥梁技术规程MCECS202：2006）的相关规定。
水泥
水泥是决定透水混凝土强度的重要因素，中国采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥较为普遍。高铝水泥和膨胀水泥、快硬水泥等一般不宜。按使用透水混凝土的具体要求，采用水泥等级不同，路面用透水混凝土采用水泥级别不应低于42.5级；对于强度等级要求不高的植生型透水混凝土和基层排水用的透水混凝土可采用32.5级的水泥。水泥各项指标须符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）的规定。
集料
透水混凝土使用的集料为单一级配，应选用洁净、坚硬而耐久的碎石或卵石，一般采用《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二级标准，标准高低按具体区域而定。地区不同，集料的指标可能有难以达到标准的情况，有些按中华人民共和国行业标准《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135中建议采用GB/T14685中的二级标准为适宜。
水泥外加剂和增强材料
透水混凝土一般采用水泥外加剂来保证施工性能和提高强度，如：系高效减水剂、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、聚羧酸类等高效减水剂。增强材料，可以改善透水混凝土中骨料间的粘结性能，提高透水混凝土强度和韧性，如无机化合物的以无定型的二氧化硅为主的材料，并掺入相应的助剂组成的。透水混凝土所用的外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》G13 8076的要求。透水混凝土拌合用水质量应符合《混凝土用水标准》JGJ63。
混凝土拌和物性能，力学，性能，收缩和徐变等长期性能，以及碳化，钢锈和抗冻等耐久性能指标的测定，应符合国家标准《普通混凝土拌和物性能试验方法》GB 50080、《普通混凝土力学性能试验方法》GB 50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB 50082的有关规定。
欧洲水泥标准EN 197-1:2011
BSEN197-1:2011《水泥－第1部分：通用（硅酸盐）水泥的组分、技术要求和合格准则》是欧洲主要水泥标准，按混合材种类与掺量共设CEMⅠ～Ⅴ五个类型11个品种系列、27个产品：其中五个类型，CEMⅠ是硅酸盐水泥，允许掺入不超过5%的混合材，其他不同类型和品种中混合材掺量分别从6%～95%。CEMⅡ是熟料含量为65%以上的混合材硅酸盐水泥，以6类、9种混合材（其中火山灰、粉煤灰、石灰岩粉各2种）分别加上代表混合材名称的后缀，再包括掺两种以上混合材的复合硅酸盐水泥共11个品种系列；CEMⅢ、CEMⅣ和CEMⅤ由于混合材掺量远大于CEMⅡ中的高限，分别不冠以“硅酸盐”而直接以混合材名称命名水泥。各品种以掺量和分品种再分成A和B或A、B、C，共形成27个产品。
性能指标
透水性
透水性是衡量透水混凝土透水性能的主要指标，同时也是其在施工运用中首要考虑的因素。
抗压性
受限于透水性的要求，透水混凝土在抗压强度上要明显弱于其他类型的混凝土，主要受孔隙率、骨料粒径、水灰比等因素影响，且大致随着孔隙率的下降，抗压强度会随之提高。
耐冻性
冻融循环是混凝土破坏的常见因素。透水混凝土因其结构的特殊性，对耐冻性要求较高。
根据《透水水泥混凝土路面技术规程MCJJ/T 13—2009），透水混凝土性能指标如下表：
应用领域
由于透水混凝土强度较低，主要应用在强度要求不太高，而要求具有较高的透水效果的场合。例如公园内道路、人行道、轻量级道路、停车场、地下建筑工程以及各种新型体育场地等。
典型工程与应用实例
透水混凝土已应用的典型工程包括：奥运公园透水混凝土路面工程、上海世博园透水混凝土地面工程、西安大明宫国家遗址公园透水混凝土路面工程、郑州国际会展中心透水混凝土路面工程。