泥浆透地表水面砖透水寿命试验研究

泥浆透地表水面砖透水寿命试验研究

随着城市坚硬土壤面积的增加，雨水通过地下影响，影响树木、草坪和土壤补充。这已成为一个普遍关注的生态问题。发展透水路面砖部分解决和改善硬地面不透水问题成为人们纷纷研究的热点，并于近年来形成研究开发的热潮，各种透水路面砖应运而生。目前所研制的透水路面砖按材质分有三大类：混凝土透水路面砖、陶瓷透水路面砖、自然砂透水路面砖。它们所用原材料不同，生产工艺方式不同，但透水原理、透水性能及制作方法基本相同。1带通道混凝土透水砖的制作将粒径比较相近（非连续级配）的砂、石颗粒用无机胶凝材料或有机粘结剂经搅拌混合压制成型，使其粘结在一起，形成带有通道孔的砖坯，再经养护成为具有一定抗压强度的混凝土透水路面砖或砂透水路面砖。或将粒径相近的陶瓷碎粒经配料压制成型、烧结成带有通道孔的陶瓷透水路面砖。由于通道孔的存在，使砖具有一定的透水性，其透水速率与通道孔的数量、孔径、路径有关。2透学校面砖的使用寿命路面有一个使用年限问题即寿命问题，作为铺路面或广场的材料，包括透水路面砖同样有一个使用年限即使用寿命问题。透水路面砖的使用寿命不仅取决于强度及耐久性，还取决于透水性能的衰减甚至丧失。在各种不同使用环境中，透水路面砖的长期透水性是透水路面砖能否发展、发展价值大小及能否推广的关键。2.1透水性在水中的几种方法在目前许多研究者的试验研究和检测中，或者企业标准、行业标准及相应的检测方法中，以及业者在各种展会的展示中，测定或展示透水性所用的水一般为清水，如蒸馏水、纯净水或自来水。而在正常使用环境中，透过的水中都含有一定数量的泥土。因此，目前的检测及展示的结果不能反应透水路面砖使用时的真实情况。2.2透水砖的透水性能测试方法透过透水路面砖的水一般都是落至路面的雨水或冲洗道路的水，甚至是各种污水。雨水从空中下落过程中洗涤了空气，把大气中所含浮尘带到地面流入透水路面砖的通道孔中，对于北方城市这种情况特别突出，当遇到沙尘暴时更为严重。雨水不但洗涤空气中浮尘而且也冲洗着路面，把地面上的泥土带入透水路面砖的通道孔中。对透水路面砖而言透过的不是清净水，而是含有一定数量、不同颗粒尺寸的泥土、砂粒的泥浆。这些含有泥浆的雨水在透过透水地砖通道孔时一定会在孔中或透水砖下面的砂、石透水垫层中产生某种程度的吸附和沉淀。天长日久泥浆的沉淀量逐渐增大，导致通道孔堵塞，使透水率衰减，直至完全堵塞失去透水能力。像城市自来水厂的过滤池中的砾石、砂过滤层一样，透水路面砖及其下的砂石垫层也需要反清洗或更换。所以研究者、生产者对透水路面砖透水率不能用蒸馏水或纯净水等做测试介质进行测试。而应采用人工配制成一定浓度的泥浆作为介质进行试验，测试其在长时间试验后的透水速度及透水率的衰减变化曲线，以判断其透水寿命和功能何时失效。并以此制订试验方法及产品标准。不仅如此，还应该在不同地区、不同使用场合如马路人行道、广场、庭院、住宅小区道路等铺20～50m长的路面，每隔3个月或半年取出3～5块做为1组，用清水及一定浓度泥浆测其透水速度和透水率变化，同时记录降雨雪情况，以此作为制订产品标准的参考依据，坚持数年便可正确判断其透水功能、开发价值及其适用性，以正确引导透水路面砖的发展。2.3反复冻融法产生冻胀在北方地区冬季室外温度较低，雨雪渗入透水的通道孔后会产生日融夜冻的反复冻融，导致冻胀破坏，加上透水路面砖密度及抗压强度比普通硬路面砖低，其冻胀破坏会更严重。这一问题也应引起研究者和准备使用者的应有重视。3透学校地下土层的路面砖透水路面是个完整的系统，有2种组合：（1）由基层（原土层）、混凝土硬垫层、碎石层、砂垫层和透水路面砖组成。（2）由基层，碎石，炉渣、石灰、粉煤灰混合而成的三合土硬垫层，砂或砾石找平层和透水路面砖组成。透水路面砖仅是该系统中的一个组成部分。路面的透水实用功能及作用不仅仅取决于透水路面砖的透水速度和透水率，还取决于整个系统的设计、构造、每层材料的性能。道路要承受不同的活荷载及静荷载。因此，路面系统要有足够的承载能力，否则路面在使用后会产生高低不平而破坏。为此基层必须用不同材料铺就成硬垫层。如夯实的三合土、炉渣混凝土、水泥砂浆等，使其具有一定的密实度和抗压、抗折强度。一定密实度和强度的硬垫层基本不透水，成为一层隔水层。即使透水其透水率、透水速度也很低。在这种情况下，即使透水路面砖透水率再大，透水的砾石、砂子过滤透水层的透水过滤性能再好，也实现不了雨水就地透入地下土层以滋养树木根系及补充地下水。雨水只能通过埋没在碎石层及砂层中的管道进行有组织排水，将透下的水通过管道引到雨水阴沟或排水井，或延着硬垫层表面流到阴沟或排水井，在这种情况下透路面砖的作用及价值就值得研究和推敲了。如果不用透水路面砖，而用普通不透水的混凝土砖铺路面，只要按规范要求施工也能达到同样的排水效果。例如深圳盐田港集装箱码头，第1期40万m2地坪，第2期70万m2，第3期140万m2（正在施工中）地面均用混凝土连锁地面砖铺设，这些地面不但要求具有很高的抗压强度承受集装箱重压，而且不能积水，在雨水下落期间及雨停后必须迅速排除。因为深圳台风、暴风雨多，雨量大，时间长，而气温又高，如有积水不能即时排除会引起集装箱生锈，路面系统的排水功能是它能否用于集装箱码头的关键。这些地方没有采用透水路面砖，也不能采用透水路面砖，一是透水路面砖抗压强度较低，不能承受集装箱重压；二是通过路面系统的构造和规范施工同样实现了排水。具体做法是：在压实的基层上，由下向上依次铺一定厚度毛石层、水泥混凝土层、土工布和沥青防水隔离层、20cm砂垫层、在砂垫层中铺Φ32mm排水管，最后在砂垫层上铺混凝土连锁路面砖。每块路面砖之间要留有3～4mm的缝，用经过筛分的比垫层砂更细的砂填实。雨水通过砖缝中的细砂流到砂垫中的管道排走或有一定坡度的硬垫层排走，效果很好。4透水路面缺失透水路面砖生产工艺技术及对原材料要求要比普通混凝土砌块复杂得多，严格得多，其售价也高得多。从上述分析看，开发、推广透水路面砖的必要性，可行性，值得认真研究。如果花了很多钱没有用几年通道孔及其下面的砂、石垫层被长期沉积的泥砂填实堵死，使透水路面砖及透水路面丧失透水功能，不但不能实现初衷，还会造成资源、经济上的浪费。建议研