一、引言

　　城市硬地问题日益突出，雨水遇到坚硬的地面时，横穿并带走大量的城市污染物，排入当地的天然水系，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渗入地下，导致地下水减少，地面沉降，土壤含水量低，植物和树木生长，长期的约束等，破坏了生态环境，同时，这种不透水的路面也阻断了地下与地面之间的水汽和热能的交换，使城市局部温度上升，形成了“热岛效应”。

　　透水砖，是可以渗透水的铺地砖，作为一种能缓解城市环境恶化压力的新型环境材料，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积水顺利下行，减少了路面径流的 影响，有效恢复地表水循环系统，透水砖本身较大的孔隙率，也能在城市降噪中发挥作用。

透水砖在环保领域的研究、应用及发展前景

　　透水砖兼有治污和改善生态环境等多重功能，近年来其研发与应用越来越受到各方的关注与 青睐;本文综述了透水砖的分类、特性、制备及铺装工艺，介绍并分析了透水砖在国内外环境领 域的应用现状及其发展前景。

　　二、透水砖在国内外的应用发展

　　德国从上世纪60年代起就采用透水材料铺装路面，并致力于不透水路面的改造，其目标是 到2010年，把全国城市90%的路面改造为透水路面。

　　早在1973年，日本东京建设局就建立了3个人行道透水铺面的试验区⋯，到1999年已累计 完成1000万m2的施工面积。日本INAX透水砖早已投放市场，且有着严格的企业标准。同时， 美国等国也制定了推广透水性路面的相关法规，取得了巨大成效。

　　近年来，随着环境的不断恶化，我国越来越重视透水铺面的研发与应用。1999年，佛山市 乐华陶瓷有限公司(中外合资)发明了一种透水砖并申请了专利。北京市颁发了建设项目实行 “节水三同时”的规定，明确要求采用透水性材料铺装路面，同时对雨水利用改造项目给予补 助。国家主管部门正式颁布了JC/T945—2005《透水砖》行业标准，自2005年7月1日起正式 实施，并在GB/TS0378—2006《绿色建筑评价标准》中明确规定了住宅和公共建筑室外透水地 面面积比应分别不小于45%、40%。

　　目前，透水砖的生产厂家在国内相继出现，其产品在绿色奥运场馆、绿色生态建筑中被积极 采用，但总体而言，透水性铺装地面在国内还未广泛大规模的应用。

　　三、透水砖的分类、特性及制备

　　目前，在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类，一类是以固体工业废料、生活垃圾和建筑垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温烧制而成的陶瓷透水砖;另一类是以无、 机非金属材料为主要原料，利用有机或无机黏结剂通过成形、固化而制成，由于它无须烧制，所 以称为非陶瓷透水砖。透水砖的透水原理主要有两种，一种是靠组成砖体材料颗粒之间的孔隙来 透水，一种是通过破坏水的表面张力来透水。

　　由于透水砖品种较多，故其特性、制备方法和生产工艺也很多，下面介绍在环保领域有着重 要贡献的几种代表性透水砖。

　　(一)陶瓷透水砖

　　1、粉煤灰透水砖

　　用粉煤灰为主要原料制成的透水砖强度往往偏低，不耐用。近来，有关技术人员通过研究各 工艺参数对粉煤灰透水砖强度和透水性相关的影响口J，优选工艺参数，用40%一50%粉煤灰、 25%～35%黏土和20%～30%废地砖骨料(粒径0.45～0.6ram)配料，经25MPa压力下成型， 在1050"12烧成温度烧结1小时，烧制出透水系数1.08(10～2em/g)、抗压强度达30.6MPa粉煤 灰高强度透水砖。有效解决了原粉煤灰透水砖强度偏低，不耐用的问题，且其透水性保持良好， 利于环保和废料的资源化利用，因此，粉煤灰透水砖有着非常广阔的应用前景。

　　2、添加生活垃圾、玻璃陶瓷废料透水砖

　　利用生活垃圾和废玻璃、陶瓷废料为主要原料制备透水砖工艺流程见图1，采用此法不仅制 备了透水砖，也使目前日益增加的工业废渣得以利用，减轻了环境负荷。研究表明旧1，少量生 活垃圾添加到砖坯中，其熔剂作用超过成孔作用，可以增大抗折强度，但降低透水系数，控制生 活垃圾添加量在5%内，对陶瓷透水砖的透水性能影响不大，是综合处理生活垃圾的一种有效途径。

　　3、添加重金属污泥透水砖

　　利用电子工业所产生的含重金属无机污泥，依据包芯造粒的原理，将有害污泥包裹于坯料中 心，通过滚动造粒在坯料外表形成一层页岩矿土包覆层，经干燥与高温烧结成为陶粒，再拌和水 泥砂浆成型为透水砖。有关研究表明H1有害重金属符合TCLP溶出标准，用陶粒加20%的水泥砂 浆成型25era×25era x6em的透水砖，可达到最佳透水模式，可应用于人行道、大型广场、庭园 步道。该法为重金属污泥的资源化利用提供了一条有效途径。

　　(二)非陶瓷透水砖

　　1、废旧混凝土透水砖

　　建筑物拆除过程中产生大量的废混凝土，构成了建筑垃圾的主要组成部分。将废旧的混凝土 破碎，作为成型骨料，采用水泥为胶结材料，通过清洗、搅拌、成型、养护等工艺以及骨料粒 径、配合比的调控，制备出废旧混凝土透水砖。该制备方法既可减少建筑垃圾、减轻环境污染， 又可节省天然砂石的开采，将产生显著的社会效益和经济效益。同时，由于水泥制品造价低廉、 性能稳定，因此利于大规模铺装的应用。

　　2、树脂改善型路面透水砖

　　它是以高分子树脂为胶凝材料，采用单一粒径的骨料等配制而成。一般也采用压力成型，形成满足特定强度要求，同时具有一定连通孔隙的混凝土制品。高分子树脂作为胶凝材料具有强度 高和美观的特点，但是开展大规模的推广应用却受到不少专家学者的质疑，主要原因是树脂的耐 老化性能差，加上骨料选择不当也造成了透水性能降低。另外由于造价太高、性价比不当，用户 一般也不愿意采用。该类产品只适合于某些特定的场合，比如有树荫遮蔽的高档小庭院内。

　　3、砂基透水砖

　　砂基透水砖以沙漠中的风沙为主要原料，通过独特的工艺加工，黏合压制而成，加工过程不 需烧制，是一种有益于生态环保的节能型新材料，具有强度高、可塑性强、用途广泛、透水性 好、吸音固尘、抗冻融性好等特点。其优良的透水性不是靠颗粒间缝隙渗水，而是通过破坏水的 表面张力来实现渗水的同时还能对水进行过滤和净化。目前开发出来的产品“生泰砂”，在中南 海紫光阁外延人行道、奥运村停车场、国家科技部办公区均有应用。

　　四、透水砖的铺装

　　透水砖铺装工艺与普通路面砖有很大的区别，由于其性能和功能特点，要求路基处理得特别 平整，而且需要不同材料对不同层进行铺贴处理，这就对施工技术有严格要求。施工过程中需要 注意的事项：为获得良好的透水系统，达到较好的透水效果，其缓冲层多采用中砂，低骨灰 比和低水灰比的水泥混合砂浆，具有较好的受压缓冲能力;下层采用开放式透水性路基，使用窄 级配(骨料粒径大致在7～40 mm)、低骨灰比和低水灰比的混凝土。其主要作用表现为：一是 能够在铺装中采用压实的方法获得达到一定强度(28d达20MPa)的混凝土路基，减少地下蓄水 层储藏一定的积水后造成路面下沉的现象(压实过程注意的事项为：需要找平碾压密实，压实 系数不得低于95%);二是这种特殊的混凝土具有较大的连通孔隙率，在铺装完毕后，能够引导 渗透水快速下行，减少因长时间落雨或雨量偏大时路面径流的出现，同时可以满足较大的蓄水性 能;三是在长时间空气干燥的环境下，可通过蒸发作用使该层蓄含的水分透过路面散失在空气 中，达到增大空气湿度、降低地面温度、调节周围环境的效果。

　　五、透水砖的发展应用前景

　　透水砖的使用，为工业废料的资源化利用提供了一条有效的途径，同时由于其功能特点，可 滞洪蓄雨、涵养甘霖、透水透气、降尘减噪，增加城市居住的舒适度，它也对平衡城市生态系 统，保护自然环境起着举足轻重的作用。它将是生态城市建设发展的一个趋势和方向。

　　目前透水砖在使用中，还主要存在着透水率的衰减和耐久性低的问题：

　　透水砖或下面的砂、石透水垫层的孔隙中日积月累的吸附和沉淀，可导致孔隙堵塞，使透水 率衰减，直至完全堵塞失去透水能力。理论上言，透水地砖及透水地砖下的砂石垫层需要反复清 洗或更换，才能保证一定的透水率。另外，在北方地区冬季室外温度较低，雨雪渗入透水的孔隙 后会产生反复冻融循环，导致冻胀破坏，加上透水砖密度及抗压强度比普通硬化路面地砖低，其 冻胀破坏会更严重。

　　有关人员通过人工模拟降雨现场试验，发现透水砖在使用2年后，透水性能虽有所下降， 但仍能满足使用要求。在正常使用条件下，透水砖的透水性维持时间较长，但在长期的使用过程 中出现的问题不得不引起人们的关注，同时也为我们提供了透水砖的优化研究和发展方向，如： ①优化透水砖铺装工艺，促进路面透水系统的发展及其配套技术的开发，从而促进城市雨水利用 技术的发展;②加强透水铺面的维护管理，定期清除透水砖路面缝隙间的碎石及其他沉积物，保 持城市道面的清洁卫生，减少垃圾污染;③进一步开发透水砖的应用领域，促进城市生活和工业 废物的资料化利用，促进人类与生态环境的和谐发展。推广和应用透水砖将产生良好的经济效益 和社会效益。