让混凝土“呼吸吐纳”更顺畅 瓦克聚合物促海绵城市建设提速
■ 本刊记者 唐茵
近年来，受全球气候变化和城市热岛效应的影响，我国城市内涝问题凸显，每逢雨季一些城市就开启了看海模式。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出，要建设对雨水“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”，各地开启了建设海绵城市的大幕，目前全国已有130多个城市制定了建设方案。透水混凝土将是海绵城市建设中的生力军，然而目前技术不够成熟，无法大规模推广应用。针对这一问题，总部位于慕尼黑的瓦克集团凭借其在聚合物领域上百年的优势和丰富经验，成功开发出新一代透水混凝土解决方案，为化解海绵城市建设之困献策。
靠自然渗透走出“积水潭”
目前，中国城市的道路和地面主要为不透水的硬化路面，产生大量的地表径流通过集中的排水系统排放。排走积水的速度较慢，路面容易形成积水，遇到大量降水的天气，积水甚至会带来巨大的财产和生命损失。
根据2015年10月发布的《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》，海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。《意见》指出，通过海绵城市建设，我国将综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。
研究发现，城市铺设透水混凝土可以有效解决雨水径流带来的城市内涝，实现自然渗透的海绵城市目标。虽然十几年前，政府就曾考虑透水混凝土的铺装来解决问题，但采用的传统透水水泥混凝土和透水沥青混凝土技术过于简单，存在明显的耐久性问题，例如表面开裂、起砂、剥落，无法很好地应对冻融和除冰盐，更无法应对高负载交通需求，因而一直没有大规模推广应用。要解决这一问题就要采用由水泥/聚合物构成的透水混凝土。
透水混凝土秘方：
水泥+ ETONIS?誖
瓦克研究发现，聚合物+水泥和沥青构成的透水混凝土力学特性显著提高，可达到排水与耐久性的统一。在道路建设用混凝土添加剂方面，瓦克的ETONIS?誖混凝土添加剂能赋予混凝土以各种新的性能，实现创新型建筑及基础设施应用解决方案。同时，在新拌及硬化混凝土添加剂方面，ETONIS?誖聚合物混凝土添加剂能够用来重新调整混凝土的重要性能，使新的应用成为可能，现有应用更为完善。
由于采用无机/有机“双粘结剂”体系的新型聚合物作为添加剂，新一代透水混凝土不仅可以满足所有必须的透水及耐久性能需要，还可以承受10吨以上车轴负载的车辆。加入聚合物的新一代透水混凝土，新拌混凝土性能与硬化混凝土性能都有所提升。其中，在提升新拌混凝土性能方面，新的体系可以防止水泥浆料泌水；协同超塑化剂，具有更好的和易性；延长混凝土施工时间；使卸料、铺装、夯实过程更加容易。在提升硬化混凝土性能方面，新的体系可以显著增加混凝土的抗弯和拉伸强度；降低弹性模量，大幅减少开裂；增强骨料粘接性能；使表面更加耐久并能承受高荷载；改善协同养护效果，使水泥水化更充分。
这种新型聚合物的“秘诀”是在水泥水化产物、骨料表面之间产生网状柔性粘结，与水泥结晶产物的“协同粘结”形成“二元粘结体系”。另外，耐冻融和耐盐蚀测试显示，其还可大幅提升透水混凝土的耐盐水冻融性（耐久性）。
透水与降噪两全其美
新一代的透水混凝土可以将机动车或非机动车的路面，变成能够快速排水和一定贮存能力的路面（提高海绵体的厚度），与传统的排水系统一起，可以极大地解决城市道路内涝问题，同时减少行车噪音，降低路面综合铺装成本，高效利用路面资源，减少城市热岛效应，提高雨天行车安全，更高抗盐和抗冻性，路面的维修维护更方便，并且具有节材节水。更易回收再利用等多项优点。
近几年在德国的应用实践表明，新一代透水混凝土路面对建设低环境冲击以及低水敏感性城市，适应极端（降水）气候，具有显著的经济和社会效应。以德国Bebenroth隧道试点项目为例，瓦克与海德堡水泥公司共同合作为隧道铺设开放孔隙混凝土取代预制砖。瓦克为此项目度身开发定制的ETONIS?誖易砼?誖系列乳液（260等）和粉体（850等）聚合物，显著提高了透水混凝土的机械性能。这种新型透水混凝土除了具有铺装方便快捷、车辆行驶感好、改造和修补方便的优势之外，还能显著降噪。由于这种材料具有良好的耐压强度和弯曲抗拉强度、抗霜冻性和抗路盐性，而且使用寿命较第一代透水混凝土显著提高，目前终于可以按照最初设想将其用于相关应用领域。
与此同时，多孔隙的透水混凝土还可明显降低行车噪音。根据现场的实际检测，透水水泥混凝土可以降低5～8个分贝的行车噪音，尤其是在中高频减噪效果比有植草的多孔橡胶层也毫不逊色，这个特性对于车辆日益增加和老龄化加速的中国特大城市尤其重要。
将聚合物（乳液或胶粉）引入新一代透水混凝土，大幅改善了传统透水混凝土的诸多性能，提高了其粘结力、抗开裂性、耐盐水冻融性，降低了弹性模量，从而使其符合道路使用的耐久性要求，助力新一代透水路面成为改善城市路面建设的新生力量。透水混凝土在中国的推广涉及规划、设计、生产、施工与维护多个层次，需要企业有综合的开拓能力，但其又是目前实现海绵城市建设中“透水铺装”环节最具性价比的技术。