多孔渗水砼在河道护坡上的应用 

史官云（杭州市城乡建设设计院）

从1996年杭州市人大提出加快杭州市城区河道综合整治以来，杭州市河道整治工程指挥部通过近8年的努力，已基本完成市区贴沙河、中河、东河、古新河、新开河、西溪河、沿山河、余杭塘河、南应家河、官河等河道的全程或部分河段的整治。河道水体达到地表水五类以上，部分河段达到四类，甚至三类水体的标准。根据综合整治的要求，河道两侧进行拆违迁房，修路植绿的综合整治。目前，这些河道的两岸早已今非昔比，已是鸟语花香、晨练休闲的好居处了。但美中不足就是河岸驳勘都是由整齐划一的竖向石块砌筑而成，对生态的保护、水体的自净、微生物的生长、地下水的沟通在相当程度上起到了负面影响的作用。如何保护自然环境的已有生物链？如何提高河道水体的自我净化作用？如何进一步改善河道景观的唯美形象？一直是我们在从事这项工作时考虑的问题，虽然我们在新开河、古新河、紫金港等河段作了一些“亲水”、“活水”的尝试，但终究不能达到理想的目标。

去年11月，作者有幸去日本学习考察，了解到多孔渗水混凝土（简称POC）作为一种新型的建筑材料已在国外得到广泛应用，尤其日本国，在大阪近畿大学土木工程学教授玉井元治先生带领下，POC的研究已达到相当的水平；其应用已涉及到市政工程、建筑工程、水利工程、交通工程、环保工程等领域。具有生态功能的POC作河道护坡的应用，已实施多年。其设计、制造、施工、养护、管理已形成国家级的规范规程，正得到大力地推广和应用。

一、POC的特点

POC不同于普通砼，其主要特征在于在普通砼的组合材料中去除了黄沙，所以也称它为无沙砼。同时，它具有较大的孔隙率，根据其用途的不同可达到10—55%，但它又不同于加气砼所具有的因发泡而形成的那种不连贯空隙。POC所具有的空隙是能够自由贯通的，从而具备了渗水、吸音、穿行植物根系的功能。当然，由于POC具有空隙贯通的结构特征，因此对骨料的要求就相当严格，对粘结剂的掺量要求及材料配合比的设计及操作工艺和品质管理就提出了高于常规商品混凝土制造的标准。特别是对于应用于市政道路、交通公路上作铺装材料使用时，由于有抗压、抗折的要求，因此，对POC的品质管理是相当严格的。

二、在河道护坡上使用POC的优点

在城市环境整治中，城市河道的整治是一个重要的组成部分。以杭州市为例，河道承担着蓄水保水、排水泄洪、调节气候、改善环境的功能。在城市经济工业化发展和人口大量集聚时，城市管理稍有失控就会发生河道污染，环境破坏的恶果。仍以杭州市为例，仅市政河道的整治，8年来，要化费人民币15亿元之多，况且，尚有许多不足之处，河道成了渠道。采用石块作为护坡材料，虽然确保了河岸堤坡土壤不因水流冲刷而流失，但却丧失了河道本身应该具备的生态环境和水体自净的能力。

由于POC具有能自由贯通的空隙，因此，水、空气和植物的根系能在空隙内自由地通过，同时该混凝土又具有一定的抗压、抗折强度，作为河岸堤坡的铺装材料，它既能够防止水流将土壤冲刷，起到保护堤岸的作用，又能使植物的根系由下而上或由上而下地穿越（一般作为铺装用的POC层其断面厚度在200毫米以内）。而且由于渗水的作用，植物生长能得到足够的水分，从而保证根深叶茂。随着时间的推移，一般情况下，在一年到一年半内，生长出来的植物能够将POC表层覆盖，为一些动植物的生长发育创造自然条件，一些昆虫也有了栖息之地。另一方面，植物根系，尤其是水陆两栖植物的根系可穿过POC中的空隙，漂浮或注入水体中，它既可吸收水体中的富营养物质起到净化水体的作用，又可作为水生动物（鱼类、贝类等）产卵哺育的载体，造就了水中生物的多样性。日本中部地区的多摩川、千曲川、木津川等河道使用POC作河岸护坡非常成功，当我们看到河堤上百草丛生、河水中鲤鱼遨游，自然环境充满生机时，真觉得POC不仅保护了自然界，而且创造了绿色的环境。

三、POC河道护坡工程施工要点

为了保证POC的质量，在制造这类混凝土及现场铺装施工时，都要十分强调产品的质量管理。所谓优质的POC，就是要求作为粘接剂的水泥胶浆能在粗骨料（石子）四周均匀地分布将其粘接，确保强度的生成；同时又使粗骨料（石子）之间，能自然地形成一定量的贯通空隙，以保证渗水透气，为此，就要在施工（包括POC搅拌）全过程的各个阶段，以生产优质产品为目标，强化过程的管理工作，原材料的管理、配合比的管理、含水率的管理、搅拌和成型的管理尤为重要。

⒈对原材料的管理

POC的原材料就是一般的粗骨料、细骨料、粘接剂、减水剂和水。POC使用的粗骨料通常情况就是碎石子。为了保证POC的空隙率，所以对于这类碎石子必须是单一粒径的。作为河道护坡，因为考虑到植物的生长，故要求有较高的空隙率（一般在25%以上），因此这类POC的石子粒径必须控制在13—20mm之间。细骨料通常是为了增强粗骨料之间的粘性而采用水泥胶浆和高炉矿渣微末。水泥为一般的硅酸盐水泥及矿渣水泥。但这里要注意一个问题，就是POC成型初期，由于其有大量孔隙，遇到下雨或洒水养护时，将会出现白色的游离碱，这是紧裹在粗骨料表面一层薄薄的水泥浆性能变差，造成POC耐久性低下的一个主要因素。而且，这种游离碱对动植物的栖息十分不利。针对这种情况，可以利用高炉水泥及添加一些具有较多二氧化硅成份的火山岩粉末，通过酸碱中和反应生成氢氧化钙，从而减少了碱的游离，同时也防止了粗骨料的分离。

⒉配合比的管理

POC在生产和施工前，首先要根据选择好的材料，确定的空隙率和抗压强度进行配合比的设计以及试搅拌，制作试块。根据试块试验的结果来修正配比以达到要求，确保质量。为了保证在POC中有贯通的空隙存在，就需要使用单一粒径的级配，使骨料彼此有机地结合。在保证强度要求的前提下，可利用高性能的AE减水剂，以降低水灰比（W/C）。一般情况下，水灰比控制在25%左右。

⒊含水率的管理

骨料的含水率和POC的水灰比直接影响到水泥胶浆的稠度，从而影响到POC的强度。POC之所以能得到广泛使用，一个主要特征就是在确保一定的空隙率外，仍能保证达到一定的抗压抗折强度，目前除了应用于绿地、广场等工程外，而且能在市政道路上使用。水的掺量在POC的级配中可以通过电子秤计量来得到保证，而粗骨料的含水率很难用电子秤来确定修正。特别是对于在室外堆放的石子，下雨或冲洗后，内部往往很潮湿，尤其是接近地表的那一层石子，所以必须进行含水率测定，从而修正秤量，保证配合比的准确性。在高温季节，现场拌和POC时，更要采取防晒措施，同时考虑含水率的损失，要给予相应的补偿。

⒋搅拌和成型的管理

POC的生产有相同于商品混凝土一拌的工厂化生产和现场拌和配制二种。在现场利用搅拌机拌和后，按规定的时间利用自御汽车或翻斗车（小型工程时）送到作业点进行摊铺压实、养护。在现场摊铺时，应以小型平板震动机或震动梁进行压实。由于POC很容易干燥，所以在运输、铺设、压实时要对风力、气温、日照、晴雨等气象情况进行分析，寻求对策。同时，尽量缩短现场施工时间。

在混凝土厂内生产时，除了将合格的POC如商品混凝土一样用搅拌车和混凝泵进行运输和输送到工地，直接进行大面积铺设、震捣成型，压实养护外，也可在厂内根据设计需要在震动式成型机上制造成不同品种的砌块，养护脱模后运到现场进行铺设。

搅拌机一般采用性能优越的双轴强制式搅拌机。通常情况下，拌和物的容量为机器容量的1/2—2/3。在搅拌时，先将水泥与粗骨料投入机器内搅拌15秒钟左右，然后加水和混合剂、粘接剂，再搅拌90秒钟左右时间。在搅拌过程中，要加强对设备正常运行情况的观察，一旦发现异常一时不能排除，则应立即停机，用人工将物料从搅拌机内清理出来，保证搅拌机筒体内无遗留物。对计量装置的准确性，必须定期进行检测。对于砌块工厂化生产，要注意半成品及成品的保护，做好适度包装，在搬运过程中，制止野蛮作业，毁坏产品，同时在现场应做好上下工序的交接手续。

四、护坡绿化工程施工要点

河道岸坡使用POC，目的是能够通过POC的绿化，造就自然、恢复生态，因此在河道岸坡上铺装POC之前，就要对绿化做好规划、设计及工艺安排。如果使用本土栽种植物，就得先对土壤进行整理、调整、施肥、播种。POC铺装后，向空隙回填优质土，以诱导植物根茎通过贯通的空隙向上生长，达到POC的表层。对于植物的生长要针对不同季度和不同的物种，采取有效的防晒、防冻、防旱、防涝措施，保证植物幼期有一个较好的生长发育环境。如果使用客土在POC表层上栽种植物，同样要对基地进行适当整理或改良、施肥、除虫，在POC铺装后，选择合适的客土，均匀地撒泼在POC表面上或砌块的空间内，植物的种子可拌和在客土内，同时辅以一定的颗粒肥料，轻微压实后，覆盖草垫等保护层，既避免水土流失，又防止鸟类叼取种子，保证植物种子在合适的环境中，其根系通过POC的空隙植入本土，使之根系在土内扩展生长在施工结束后，仍要追踪管理，并做适当记录，积累经验，做好补植等善后工作。

    POC是一种新型的建筑材料，我国上海已引进该项技术，目前在应用初试阶段。杭州也曾做过这方面的尝试，同时取得了阶段性的成果，目前正进一步优化产品成本和开展产品多元化的研究，预计在2004年底将有实际的使用。■