一、引言

　　城市硬地問題日益突出，雨水遇到堅硬的地面時，橫穿并帶走大量的城市污染物，排入當地的天然水系，造成河流湖泊污染。另一方面，硬化的路面不能使雨水和雪水有效滲入地下，導致地下水減少，地面沉降，土壤含水量低，植物和樹木生長，長期的約束等，破壞了生態環境，同時，這種不透水的路面也阻斷了地下與地面之間的水汽和熱能的交換，使城市局部溫度上升，形成了“熱島效應”。

　　透水磚，是可以滲透水的鋪地磚，作為一種能緩解城市環境惡化壓力的新型環境材料，由于 其良好的透水性能，可以使城市雨水以及路面其他原因造成的積水順利下行，減少了路面徑流的 影響，有效恢復地表水循環系統，透水磚本身較大的孔隙率，也能在城市降噪中發揮作用。

透水磚在環保領域的研究、應用及發展前景

　　透水磚兼有治污和改善生態環境等多重功能，近年來其研發與應用越來越受到各方的關注與 青睞;本文綜述了透水磚的分類、特性、制備及鋪裝工藝，介紹并分析了透水磚在國內外環境領 域的應用現狀及其發展前景。

　　二、透水磚在國內外的應用發展

　　德國從上世紀60年代起就采用透水材料鋪裝路面，并致力于不透水路面的改造，其目標是 到2010年，把全國城市90%的路面改造為透水路面。

　　早在1973年，日本東京建設局就建立了3個人行道透水鋪面的試驗區?，到1999年已累計 完成1000萬m2的施工面積。日本INAX透水磚早已投放市場，且有著嚴格的企業標準。同時， 美國等國也制定了推廣透水性路面的相關法規，取得了巨大成效。

　　近年來，隨著環境的不斷惡化，我國越來越重視透水鋪面的研發與應用。1999年，佛山市 樂華陶瓷有限公司(中外合資)發明了一種透水磚并申請了專利。北京市頒發了建設項目實行 “節水三同時”的規定，明確要求采用透水性材料鋪裝路面，同時對雨水利用改造項目給予補 助。國家主管部門正式頒布了JC/T945—2005《透水磚》行業標準，自2005年7月1日起正式 實施，并在GB/TS0378—2006《綠色建筑評價標準》中明確規定了住宅和公共建筑室外透水地 面面積比應分別不小于45%、40%。

　　目前，透水磚的生產廠家在國內相繼出現，其產品在綠色奧運場館、綠色生態建筑中被積極 采用，但總體而言，透水性鋪裝地面在國內還未廣泛大規模的應用。

　　三、透水磚的分類、特性及制備

　　目前，在市面上見到的透水磚從材質和生產工藝上可分為兩大類，一類是以固體工業廢料、生活垃圾和建筑垃圾為主要原料，通過粉碎、成形、高溫燒制而成的陶瓷透水磚;另一類是以無、 機非金屬材料為主要原料，利用有機或無機黏結劑通過成形、固化而制成，由于它無須燒制，所 以稱為非陶瓷透水磚。透水磚的透水原理主要有兩種，一種是靠組成磚體材料顆粒之間的孔隙來 透水，一種是通過破壞水的表面張力來透水。

　　由于透水磚品種較多，故其特性、制備方法和生產工藝也很多，下面介紹在環保領域有著重 要貢獻的幾種代表性透水磚。

　　(一)陶瓷透水磚

　　1、粉煤灰透水磚

　　用粉煤灰為主要原料制成的透水磚強度往往偏低，不耐用。近來，有關技術人員通過研究各 工藝參數對粉煤灰透水磚強度和透水性相關的影響口J，優選工藝參數，用40%一50%粉煤灰、 25%～35%黏土和20%～30%廢地磚骨料(粒徑0.45～0.6ram)配料，經25MPa壓力下成型， 在1050"12燒成溫度燒結1小時，燒制出透水系數1.08(10～2em/g)、抗壓強度達30.6MPa粉煤 灰高強度透水磚。有效解決了原粉煤灰透水磚強度偏低，不耐用的問題，且其透水性保持良好， 利于環保和廢料的資源化利用，因此，粉煤灰透水磚有著非常廣闊的應用前景。

　　2、添加生活垃圾、玻璃陶瓷廢料透水磚

　　利用生活垃圾和廢玻璃、陶瓷廢料為主要原料制備透水磚工藝流程見圖1，采用此法不僅制 備了透水磚，也使目前日益增加的工業廢渣得以利用，減輕了環境負荷。研究表明舊1，少量生 活垃圾添加到磚坯中，其熔劑作用超過成孔作用，可以增大抗折強度，但降低透水系數，控制生 活垃圾添加量在5%內，對陶瓷透水磚的透水性能影響不大，是綜合處理生活垃圾的一種有效途徑。

　　3、添加重金屬污泥透水磚

　　利用電子工業所產生的含重金屬無機污泥，依據包芯造粒的原理，將有害污泥包裹于坯料中 心，通過滾動造粒在坯料外表形成一層頁巖礦土包覆層，經干燥與高溫燒結成為陶粒，再拌和水 泥砂漿成型為透水磚。有關研究表明H1有害重金屬符合TCLP溶出標準，用陶粒加20%的水泥砂 漿成型25era×25era x6em的透水磚，可達到最佳透水模式，可應用于人行道、大型廣場、庭園 步道。該法為重金屬污泥的資源化利用提供了一條有效途徑。

　　(二)非陶瓷透水磚

　　1、廢舊混凝土透水磚

　　建筑物拆除過程中產生大量的廢混凝土，構成了建筑垃圾的主要組成部分。將廢舊的混凝土 破碎，作為成型骨料，采用水泥為膠結材料，通過清洗、攪拌、成型、養護等工藝以及骨料粒 徑、配合比的調控，制備出廢舊混凝土透水磚。該制備方法既可減少建筑垃圾、減輕環境污染， 又可節省天然砂石的開采，將產生顯著的社會效益和經濟效益。同時，由于水泥制品造價低廉、 性能穩定，因此利于大規模鋪裝的應用。

　　2、樹脂改善型路面透水磚

　　它是以高分子樹脂為膠凝材料，采用單一粒徑的骨料等配制而成。一般也采用壓力成型，形成滿足特定強度要求，同時具有一定連通孔隙的混凝土制品。高分子樹脂作為膠凝材料具有強度 高和美觀的特點，但是開展大規模的推廣應用卻受到不少專家學者的質疑，主要原因是樹脂的耐 老化性能差，加上骨料選擇不當也造成了透水性能降低。另外由于造價太高、性價比不當，用戶 一般也不愿意采用。該類產品只適合于某些特定的場合，比如有樹蔭遮蔽的高檔小庭院內。

　　3、砂基透水磚

　　砂基透水磚以沙漠中的風沙為主要原料，通過獨特的工藝加工，黏合壓制而成，加工過程不 需燒制，是一種有益于生態環保的節能型新材料，具有強度高、可塑性強、用途廣泛、透水性 好、吸音固塵、抗凍融性好等特點。其優良的透水性不是靠顆粒間縫隙滲水，而是通過破壞水的 表面張力來實現滲水的同時還能對水進行過濾和凈化。目前開發出來的產品“生泰砂”，在中南 海紫光閣外延人行道、奧運村停車場、國家科技部辦公區均有應用。

　　四、透水磚的鋪裝

　　透水磚鋪裝工藝與普通路面磚有很大的區別，由于其性能和功能特點，要求路基處理得特別 平整，而且需要不同材料對不同層進行鋪貼處理，這就對施工技術有嚴格要求。施工過程中需要 注意的事項：為獲得良好的透水系統，達到較好的透水效果，其緩沖層多采用中砂，低骨灰 比和低水灰比的水泥混合砂漿，具有較好的受壓緩沖能力;下層采用開放式透水性路基，使用窄 級配(骨料粒徑大致在7～40 mm)、低骨灰比和低水灰比的混凝土。其主要作用表現為：一是 能夠在鋪裝中采用壓實的方法獲得達到一定強度(28d達20MPa)的混凝土路基，減少地下蓄水 層儲藏一定的積水后造成路面下沉的現象(壓實過程注意的事項為：需要找平碾壓密實，壓實 系數不得低于95%);二是這種特殊的混凝土具有較大的連通孔隙率，在鋪裝完畢后，能夠引導 滲透水快速下行，減少因長時間落雨或雨量偏大時路面徑流的出現，同時可以滿足較大的蓄水性 能;三是在長時間空氣干燥的環境下，可通過蒸發作用使該層蓄含的水分透過路面散失在空氣 中，達到增大空氣濕度、降低地面溫度、調節周圍環境的效果。

　　五、透水磚的發展應用前景

　　透水磚的使用，為工業廢料的資源化利用提供了一條有效的途徑，同時由于其功能特點，可 滯洪蓄雨、涵養甘霖、透水透氣、降塵減噪，增加城市居住的舒適度，它也對平衡城市生態系 統，保護自然環境起著舉足輕重的作用。它將是生態城市建設發展的一個趨勢和方向。

　　目前透水磚在使用中，還主要存在著透水率的衰減和耐久性低的問題：

　　透水磚或下面的砂、石透水墊層的孔隙中日積月累的吸附和沉淀，可導致孔隙堵塞，使透水 率衰減，直至完全堵塞失去透水能力。理論上言，透水地磚及透水地磚下的砂石墊層需要反復清 洗或更換，才能保證一定的透水率。另外，在北方地區冬季室外溫度較低，雨雪滲入透水的孔隙 后會產生反復凍融循環，導致凍脹破壞，加上透水磚密度及抗壓強度比普通硬化路面地磚低，其 凍脹破壞會更嚴重。

　　有關人員通過人工模擬降雨現場試驗，發現透水磚在使用2年后，透水性能雖有所下降， 但仍能滿足使用要求。在正常使用條件下，透水磚的透水性維持時間較長，但在長期的使用過程 中出現的問題不得不引起人們的關注，同時也為我們提供了透水磚的優化研究和發展方向，如： ①優化透水磚鋪裝工藝，促進路面透水系統的發展及其配套技術的開發，從而促進城市雨水利用 技術的發展;②加強透水鋪面的維護管理，定期清除透水磚路面縫隙間的碎石及其他沉積物，保 持城市道面的清潔衛生，減少垃圾污染;③進一步開發透水磚的應用領域，促進城市生活和工業 廢物的資料化利用，促進人類與生態環境的和諧發展。推廣和應用透水磚將產生良好的經濟效益 和社會效益。