透水混凝土的生产工艺
透水混凝土的投料顺序采用先将水泥、掺合料、骨料投入搅拌机进行搅拌1min,再加入外加剂和一半的水量搅拌1min,投入剩余水量,搅拌均匀后出机,出机速度慢于普通混凝土,适用于混凝土搅拌运输车运输。透水混凝土拌合物中水泥浆的稠度大,石子用量多,为了使水泥浆能够均匀地包裹在骨料上,搅拌时间不宜3min[4]。
透水混凝土生产工
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透水混凝土的优越性
透水凝土具有其的优越性,比一般混凝土更具有代表性。我们从比较中不难看出。
透水混凝土与一般混凝土的比较
比较项目 透水混凝土 普通混凝土
排水透水性 排水性和透水性好,能实现自由排水
自身多孔性,过滤效果好 不具备透水性,只能通过排水管渠实现排水
无过滤性能,不能降低暴雨对城市水体的污染
蓄水性 能充分利用雷雨降水,增大地表相对湿度,补充地下水资源,发挥透水性路基的“蓄水池”功能 没有蓄水功能,硬化的地面使天降雨水不能够直接渗透入地面而被转化为地下水。
环境效应 能调节城市地表空间的湿度、温度等气候条件,能使地面与空气进行热量与温度的交换
具有吸声降噪的特点 没有改善环境的功能,产生热岛现象
吸声差,不能有效防治噪声污染
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透水混凝土在国内外的发展
世界上一些发达对透水混凝土研究和应用已有近30年的历史。1979年,在美国佛罗里达州saraaota地区的一座教堂附近,首次使用无砂多孔混凝土建了停车场,并获得透水性混凝土的专利,随后,美国的新墨西哥州和犹他州将无细集料混凝土作为路面面层材料用于停车区路段。德国从20世纪80年代起就致力于不透水路面的改造,其目标是在2010年把城市90%的路面改造为透水路面。德国南部的弗莱堡是当今的生态城市,10多年前,弗莱堡提出了建生态城市的规划,拆除城市所有的硬化地面公路除外,代之以多种形式的透水地面,结果使弗莱堡的地下水位逐渐回升,植被能完全脱离人工浇灌而郁郁葱葱。由于透水地面能通透“地气”,因而感到地面夏天凉爽、冬天暖和;雨季透水、冬季易化雪不结冰;能吸附粉尘并减少扬尘污染等,大大提高了环境的舒适度。
日本是资源缺乏的,因此特别重视水资源和生态环境保护。在20世纪80年代初,日本就在推行了“雨水渗透计划”,即:从理论研究到应用开发、从原材料到设计方法、从施工工艺到设备选型、从技术规范到法律法规都开展了一系列工作。日本混凝土协会在1994—1995年设立了“生态混凝土研究委员会”,以多孔混凝土为主要课题进行研究并取得了大量的成果,且在国内多个城市推广应用。目前,日本国内各种车用道路包括高速公路、步行道、各种广场和体育设施场地、公园和公共绿地等都广泛采用了透水混凝土。从2001年至今,凡是新的市政建设和改造翻修项目全都应用了透水工程材料[7]。
国外发展状况
本世纪初,我国相继开展透水混凝土的应用。杭州市除运河治污工程外,从2005年开始在城市市政建设中大规模推广使用透水工程材料。据不完全统计,至2007年杭州市铺设透水混凝土面积达30万m2。北京市仅在奥运场馆建设中铺装透水工程材料达10多万m2。在奥运公园水环境设计思路的讨论会上,一位提出,奥运公园重要的设计之一,应是让地面具有很好的雨水回渗功能。上海在新建改建公园中积极推广透水材料铺装,2010年举办的上海世博会工程、特奥会训练基地建设大量采用透水混凝土铺装。建设部也在大力推广透水混凝土材料,这标志着城市建设逐步走出硬化的误区,向人们展示一种全新的,具有环境、生态、水资源保护功能的地面铺设[7]。
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透水混凝土在路面工程中的应用及体现
体育场“鸟巢”工程的湖边西路道路工程从南一路至辛店村,面积达9 700多m2,用透水混凝土铺设。透水混凝土在体育场“鸟巢”工程的湖边西路道路得到了较的成功应用。经过权威部门检测,达到了C20混凝土设计标号的强度,透水系数达到6.2 mm/s,孔隙率达到28%,抗冻融大于50。
透水混凝土在城市排水防涝中的应用及体现
2007年7月中下旬,重庆、济南和武汉等城市先后遭受特大暴雨袭击,主城区出现积水,导致交通严重受阻、市民出行艰难,并给人民生命财产带来巨大损失。究其原因,除了降雨强度巨大、城市地下排水管网排涝标准设计较低和城市排水系统年久失修、排洪泄洪能力不足等外,城市化速度加快而城市透水能力不断减弱也可以认为是一个重要的因素。广州市市政园林局为了解决“水浸街”难题,首次在旧城区进行“透水性路面材料”的应用研究。市政部门选择了中山七路陈家祠北侧、康王北路西侧的龙源社区内一段约260m长的道路作为实验路段。经过测算,该路面每平米一分钟就能吸收270升左右的水,而广州雨量也不过100毫升/分钟,铺装后,路面积水会一部分直接渗透入地下,一部分从排水系统收集,可以协助城市排水系统有效排涝。因此,透水性混凝土路面的铺设能大大缓解排水管道网的压力,从而减少雨水浸街[9]。
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影响透水混凝土性能的因素
水灰比
水灰比既影响混凝土的强度,又影响其透水性。透水混凝土的水灰比一般随着水泥用量的增加而减少,但只是在一个较小的范围内波动。对确定的某一级配骨料的水泥用量,有一水灰比,此时透水混凝土才会具有的抗压强度。当水灰比小于这一值时,水泥浆难以均匀地包裹所有的骨料颗粒,工作度变差,达不到适当的密实度,不利于强度的提高。反之,如果水灰比过大,易产生离析,水泥浆会从骨料颗粒上淌下,形成不均匀的混凝土组织,既不利透水,也不利于强度的提高[6]。
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&8226透水混凝土与柏油路、荷兰砖,透水砖效果就是不一样
一场不大的阵雨过后,很多地方出现少量积水,路人不仅要避开过往车辆溅起的污水,还要留神脚下碎旧砖块松动溅了一身泥水。路面积水,湿了裤腿,路面还滑,容易摔跤。沥青铺马路和水泥硬化路面导致的排水不畅,是积水的重要原因。北京城区许多地方每逢下雨,都是积水。在今年遇到60年一遇的暴雨之后,暴雨更引起了人们的恐慌。每逢下雨,柏油沥青路面,不能下渗,地表雨水形成大的径流,行人要淌水,流入下水管道,造成了下水道的排水压力。
&8226透水混凝土可以使雨水可以迅速渗入地下,减少了下水管道排水的压力,还涵养了水源,有效补充了地下水,促进了周围植物的正常生长。传统的透水砖也能透水,但是相比透水混凝土,透水砖寿命太短了,透水砖强度不够,经过车辆之后,路面就经常损坏,坑坑洼洼,经常需要维护。由于一般的透水砖下的砂、石透水垫层有孔隙,这些地方日积月累吸附和沉淀灰尘等,可能导致堵塞,使透水率衰减,甚至完全丧失透水能力。“一般情况下,透水砖效果只有前3个月,之后效果就会逐渐减弱。”
&8226冬季室外温度比较低,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,加上透水砖的密度及抗压强度比普通硬化路面地砖低,其冻裂破坏会更严重。王旭鹏说,透水砖本身硬度就不如普通路面砖高。有些厂家的透水砖铺装3年后,甚至会出现掉皮儿现象,整个路面仿佛一张“麻子脸”,非常不美观。
&8226城市的路面,使用了透水混凝土,彩色的透水混凝土颜色搭配,还可以组成美丽的图案,形成漂亮的景观价值。
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透水混凝土的优点:
&8226当集中降水时能减轻城市排水设施的负担,防止河流泛滥和谁提污染。
&8226能使雨水迅速渗入地下,还原地下水,保持土壤湿度。
&8226防止路面积积水,夜间不反光,增加路面安全性和通行舒适性。
&8226孔隙率能降低车辆行驶时的路面噪声,创造舒适的交通环境。
&8226大量的空隙能吸附城市污染物(如粉尘),减少扬尘污染。
&8226易于维护,空隙不会破损,不易堵车。
&8226可以根据需要设计图案,充分与周围环境结核。
透水混凝土具有和普通混凝土所不同的特点:
&8226容量小、水的毛细现象不显著、透水性大,水泥用量小、施工简单等,因此这种新型的建筑材料的优势性不断为人所知,并在道路领域逐渐得到应用。它能够增加渗入地表的雨水,缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题。
&8226高承载露骨料透水艺术地坪是环保建材,利用天然荒废碎石,不但节约了大量石材,又具有天然质朴的效果,透水地面具有高透水率、高承载力、安全性、缓解城市热岛效应、吸尘降噪、面层艺术装饰效果等特点,