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混凝土透水砖的研制及应用

时间:2021-05-07 13:17:41 点击: 作者:云南恒德建材有限公司 来源:http://www.ynhdjc.cn

  1.引言

  透水混凝土制品是透水混凝土在道路和市政工程中的另一种应用方式。透水砖是由特殊级配的骨料、水泥、胶结剂和水经特殊工艺制成。由于骨料级配的特殊性,混凝土中存在大量连通的孔隙。当下雨或路面充满水时,水可以沿这些连接的“线”顺利渗入地下或存在于路基中。透水混凝土产品按透水方式可分为前透水型、侧透水型和接缝透水型三种。本文主要研究了前透水砖的复合层和单层透水砖。

  2.产品性能测试

  透水砖的性能指标主要包括抗压强度、抗折强度(由于本 透水砖产品的边长 / 厚度小于 5 mm,所以抗折强度可以不予考 虑)、耐磨性、保水性、透水系数、抗冻性等,由于时间限制,试验 中对透水砖的抗压强度、透水系数进行了测试[3]。在制作透水砖 之前,首先是进行不同粗骨料不同配合比的试块制作(见图 1), 并进行性能测试,待试件测试性能满足要求后,再进行透水砖 的制作,制成的透水砖见图 2.研究中发现,单层型透水砖砖制 作简单,透水系数较大,但表层粗糙,耐磨性差,故后期对透水 砖的研究主要放在复合型透水砖(见图 3)。

  3.透水砖的结构形式与配合比

  3.1 透水砖的结构形式

  本研究中透水砖标准规格尺寸为边长 200mm,厚度60mm,边长 / 厚度 =3.33<5.块体由复合材料组成。面层 5 mm 厚为特 制砂浆,提高了面层的耐磨度,还便于掺加染料或人工彩砂,配 制各种彩色质感透水砖。基层 55 mm 厚为小粒径粗骨料混凝 土,在较高的抗压强度时仍具有较大的连通孔隙率,确保透水 性。其断面见图 4.

  注:粗骨料粒径范围从左到右为:5~10mm、5~8mm、2.5~5mm、1.25~2.5mm。

  注:基层均采用 2.5~5 mm 石英砂配置的透水砖,面层从左到右依 次为:左一:面层采用 1.25~2.5mm 砂配置,加红颜料;左二、左四:无面 层;左三:同左一,加绿颜料;左五:无面层,但经过二次加料;左六:面层 采用 6 号原砂。

  3.2 面层基层配合比

  3.2.1 面层配合比

  面层采用特殊级配的砂、水泥、水三种基本原材料,并掺入 外加剂,同时掺入适量颜料增加色彩。经过大量试验,采用水灰 比 0.25.集灰比 4.0.目标孔隙率 10%,外加剂掺量为 1.25%,颜 料用量为 0.8%的配合比制备面层。表 1 所列即为面层各种原材 料单位体积用量。

  3.2.2 基层配合比

  基层采用特殊级配的砂、水泥、水和高效减水剂四种基本 原材料,按水灰比 0.23.集灰比 3.2.目标孔隙率 15%,外加剂掺 量为胶凝材料用量的 1.0%,计算基层配合比。表 2 所列即为 基层各种原材料单位体积用量。

  4.透水砖的制备与成型工艺

  通过试验,我们对透水砖的成型工艺、原材料配合比、养护 方法等进行了大量的摸索。确定了采用基层和面层复合成型, 面层厚度 5 mm,基层厚度 55 mm,原材料配合比见表 1、 2.采用特殊成型工艺,养护方法采用标准养护。本研究透水砖的工艺流程图见图 5.

  5.产品性能测试结果

  最终产品各项性能见表3.图 6 是成品的效果图。试验中考虑透水砖的美观,选用了两种颜色铁红和绿色作为表层颜色。

  6.透水砖的铺装工艺

  透水砖铺装工艺同普通路面铺地砖有很大的区别,在铺装中特别要注意的是保持其特殊的透水特性。能否达到透水效果 从而改善路面及小区的环境很大程度上取决于铺装工艺的合理性,图 8、 9 为不同使用情况下简易透水砖的铺装工艺,供施 工单位参考。

  在施工过程中,为了获得良好的透水系统性能,达到较好的透水效果,缓冲层多采用中砂、低骨水泥比、低水灰比的水泥砂浆,具有较好的压缩缓冲能力;下层采用开放式透水路基,采用窄级配(骨料粒径约7~40mm)、低骨水泥比、低水灰比混凝土。路面采用压实法,以获得具有一定强度的混凝土路基(28d可达20MPa),并减少地下含水层蓄水一定量引起的路面下沉现象。这种特殊混凝土具有较大的连通孔隙率。实际路面建成后,可引导渗水通过透水砖迅速往下流,减少因长时间降雨或强降雨而出现的路面径流,满足较大的蓄水性能。另外,在长时间的空气干燥环境中,这一层储存的水分可以通过道路蒸发在空气中流失,从而增加空气湿度,降低地面温度,调节周围环境。

  7.透水砖的应用效果

  以杭州市为例,城市化的进程已经严重影响了作为国际知 名旅游城市的气候环境。据目前研究表明,杭州历年平均气温变化在 15.5~18.0 ℃之间,气温呈逐步上升的趋势;杭州城市热岛效应越来越明显,最强时可达 4~5 ℃,在夏秋晴朗的午夜尤 为突出; 90年代以后降水量增多,洪涝出现的频率明显增加;城市风力的减弱,降低了污染的扩散能力。杭州城市气候环境变 化,已经严重影响到了城市的正常四季轮回,增加了能耗,进一步危害到了人们的生活质量和人体健康。

  同时,随着透水砖代替普通混凝土铺地材料的广泛应用, 其在城市绿化方面的贡献也会越来越突出。作为一种具有良好孔隙率的铺装材料,它在园林管理方面一定程度上解决了人工 定点灌溉中造成的给水率不均匀、润湿土体积小等难题;其具有良好透气性能又为植物的成长创造了一定生理环境基础,同样也会对植物的根系成长起到防止物理受损的保护作用。

  8.结束语

  透水砖作为缓解城市环境恶化压力的新型生态产品,具有孔隙率高、透水性好的独特功能,保证了城市雨水和其他原因引起的路面积水顺利向下流动,并直接渗透到路面,减少道路径流的影响。较大的孔隙率也能起到降低城市噪声的作用。对于储存在其中的水,在干燥的气候环境中,也可以通过蒸发而流失在空气中,从而改善城市的温度和气候环境。透水砖作为一种新型的生态环境改善产品,随着其应用的不断扩大,其独特的性能将得到认可,其应用前景将越来越受到重视。

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