透水性混凝土性能研究及其发展前景论文_温志杰1,占志强2,范强龙2

透水性混凝土性能研究及其发展前景论文_温志杰1,占志强2,范强龙2

上海海事大学海洋科学与工程学院 上海 201306

摘要:随着人类社会的进步,经济的快速发展,全球变暖、臭氧层与生态系统破坏、酸雨、大气污染、城市热岛效应等环境问题成了人们关注的焦点。透水性混凝土具有调节地表温度、减轻环境负担、净化水质、缓解“热岛效应”、吸声降噪、美化环境等优点。本文简述了透水性混凝土国内外发展情况,介绍了透水混凝土容重、水灰比,透水混凝土路面砖分类及材料,分析了透水混凝土性能。

关键字:透水性混凝土、城市热岛效应、净化水质、吸声降噪

0引言

透水性混凝土是一类非封闭型的多孔混凝土,由特定级配的集料、水泥、外加剂和水等经特定工艺制成的混凝土或制品,其内部含有大比例的贯通性空隙。主要物理性质有:抗折强度3.0Mpa~5.0Mpa,抗压强度15Mpa~30 Mpa,孔隙率10%~25%,透水系数1.0mm/s~10.0mm/s,表观密度1700Kg/m3~2200 Kg/m3。透水性混凝土可用来构筑堤坝、护岸、人行道、公园、停车场等工程,具有调节地表温度、减轻环境负担、净化水质、缓解“热岛效应”、吸声降噪、美化环境等优点[1]~[3]。

1国内外发展概况

1.1国外发展概况

1987年,日本研究者开始申请将透水性混凝土路面材料用于公园内的广场、道路等实际工程[4]。1991年,在佛罗里达州成立了“透水性波特兰水泥混凝土协会”[5]。1992年,日本东京开始建造“地下神庙”让大量降雨流归河道,并建设五处单个容积约为4.2万立方米的储水立坑,地下储水系统总储量为67万立方米,具有较大的调蓄能力,是世界上最先进的下水道排水系统。上世纪60年代,德国开始采用透水材料铺装路面,到2010年,90%的城市路面改造成透水路面[6]。

1.2国内发展概况

1993年,《透水混凝土与透水性混凝土路面砖的研究》开始进行。1995年,该研究应用于试点工程,并得到用户好评。1998年,国内首次大面积使用透水性混凝土是在北京奥林匹克森林公园中心区景观和承载路面。本工程透水系数为2.7~4.5mm/s,强度等级为C25,工程总量约为47000m2[7]。2013年,习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出要建设“海绵城市”。2014年11月,住建部发布《海绵城市建设技术指南》。2015年1月,财政、住建、水利三部门联合下发《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》。2015年6月10日,住建部将三亚列入城市“双修”,地下综合管廊和海绵城市。透水性混凝土目前已在北京、上海、山东、山西等地广泛使用。

2透水性混凝土路面

2.1透水性混凝土容重与水灰比

透水性混凝土是一类非封闭型的多孔混凝土,具有较大的孔隙率。其中,抗压强度和透水性均与混凝土的孔隙率有关,所以在计算配合比时要优先考虑孔隙率问题。透水性混凝土的强度主要由容重和水灰比决定。容重取决于水泥用量和水灰比,范围一般在1600~2100Kg/m3,特殊透水性混凝土容重更低。水灰比范围主要取决于制品性能要求和施工特点,通常在0.30~0.45之间[8]。

2.2透水性混凝土材料

透水性混凝土分为透水性水泥混凝土、高分子透水性混凝土、烧结透水性制品。透水性水泥混凝土是以高标号水泥为胶凝材料,采用单一级配的粗集料,不用或少用细集料配制的无砂、多孔混凝土。高分子透水性混凝土是采用单一粒级的粗骨料、以沥青或高分子树脂为胶结材料配制的透水混凝土。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆烧结透水性制品是以废弃的粘土、瓷砖、高岭土、长石等矿物的类状物和浆体拌合,压制成培体,经高温煅烧而成,具有多孔结构的块体材料,烧结透水性制品强度高、耐磨性好、耐久性优良,但烧结过程需要消耗能量,成本较高,适用于量较小的广场、景观、道路和园林铺装部位[9]。

2.3透水性混凝土路面砖分类

透水性混凝土在路面上的应用,可分为两类:一类是由特殊工艺预制的透水性混凝土路面砖,厚度不得小于40mm,一般为:40 mm、50mm、60mm、80mm、100mm、120mm,边长:100 mm、150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm。另一类是直接在透水性路基上铺设透水性混合料,经压实、养护等工艺构筑而成的大面积整块透水性混凝土路面[10]。

3结论

透水性混凝土的性能:

(1)透水性能:透水性混凝土具有一定的透水性,可以使雨水迅速下渗,消除路面积水,有效的缓解了不透水铺装对城市环境的负面影响。

(2)吸声降噪:透水性混凝土具有密集的结构,当声波打在透水混凝土上时,声波引起透水混凝土内部空气运动,由于黏滞阻力作用,使声能转化为热能,从而起到吸声降噪的作用。

(3)净化水功能:透水性混凝土透水性好、孔隙率大、吸附力强,具有对污水进行初期处理、物理净化的作用,从而起到净化谁的作用。

(4)缓解热岛效应:透水性混凝土使雨水快速渗入地表,提高了地表的透水性、透气性,使地表达到生态平衡。

参考文献

[1]霍亮.透水性混凝土路面材料的制备及性能研究[D].东南大学:东南大学,2004:1-20.

[2]张振秋,吴晓泉,陈智丰.透水性混凝土路面砖的研制[J].建筑砌块与砌块建筑,2003(1):20-22.

[3]李伟.生态混凝土透水砖的研发及应用[J].砖瓦,2007(7).

[4]Takashi Asaeda,VuThanh Ca.Characteristics of permeable pavement during hot summer weather and impact on the thermal environment[J].Building and Environment,2002,35:363-375.

[5]Wolfram Schluter.Modelling the outflow from a porous pavement[J].Vrban Water,2002,4(1):245-253.

[6] 张丽,刘良森,张静芳,等.透水性混凝土路面的功能[J].砖瓦,2012,10(1):10-13.

[7]刘卫东,冀骏,金玉石.北京奥林匹克森林公园透水混凝土地坪施工技术[J].施工技术,2010(12).

[8]王武祥,谢尧生,夏桂清.在透水性混凝土的性能与应用[J].中国建材科技,1994,Vol.3.No.4:1-5.

[9]廖秀华.透水性混凝土的研究[D].广西大学,2006:21-28.

[10]蒋亚清,王洪波,高建明.透水性混凝土路面砖[J].建筑砌块与砌块建筑,2001,(1):15-16.

论文作者:温志杰1,占志强2,范强龙2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期

论文发表时间:2017/7/24

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