透水混凝土又稱多孔混凝土,是由歐美、日本等國家針對原城市道路路面的缺陷,開發使用的一種不僅能讓雨水流入地下、有效補充地下水,又能有效消除地面油類化合物的新型工藝。這種路面只要地下土壤還能涵水,這條路無論下多大的雨,路面都不會積水。彩色可以調劑人們的感官,對周圍景觀增加美的效果。專家把透水混凝土對城市的生態保育功能比喻成“呼吸器”:下雨時雨水滲下去,晴天時土壤中水氣“跑”上來,地表與空氣形成熱量與水分交換,可降低地表溫度,增加濕度,調節氣候。這樣就避免了封閉性混凝土施工造成的地下水位下降、熱島效應等“城市病”。透水混凝土之所以滲水透氣,在于其“沙其瑪”般的截面結構,水氣通過孔隙滲透。透水混凝土通過特殊的膠結料拌合,混凝土顆粒飽和粘結,留有蜂窩樣的孔隙,雖然透氣孔率達17%,但強度仍能達到C30級,卡車都不會壓壞,孔隙還能吸收汽車噪聲,因而也適用于城市快、慢車道;而傳統混凝土是不飽和顆粒,需要砂漿凝結,就阻斷了水氣交換。近年來隨著政府大力倡導節能減排,在此大背景下彩色透水混凝土被廣泛地應用于人行道、廣場、停車場、園林小道和小區公寓等場所。
1.施工前的準備工作
1.1路床及基層的處理
(1)透水混凝土施工如同道路施工一樣,要有堅固的路基作基礎,所以在其施工前,必須對路床及基層進行嚴格處理,以保證其質量。特別指出對于原地基的密實度較小、含水量較大的情況,必須進行多次翻曬達到最佳含水量后方可碾壓。地基密實度應控制在不低于95%、高程、橫坡、平整度等指標均應符合設計及規范的要求。若局部區域彈軟或含水量較大,且長時間翻曬未有明顯改善,應采用換填或戧灰處理。
(2)為增加基層的透水性和保水性。在基層材料的選材時應優先選擇具有一定強度和透水性的材料,但在采用級配碎石時,碎石的最大粒徑應小于0.7倍基層厚度,且不超過50mm。
1.2材料的準備
彩色透水混凝土結構一般由兩層材料組成,即:膠筑彩色透水彩石和素色透水混凝土,其中各層材料的組成為:膠筑彩色透水彩石=拋光彩石+改性樹脂+水素色透水混凝土=42.5硅酸鹽水泥+碎石+水。
1.2.1水
采用普通的自來水。
1.2.2拋光彩石
應符合設計圖紙的要求,還應滿足透水混凝土用碎石的要求。
1.2.3水泥
采用42.5普通硅酸鹽水泥,且水泥的各項指標必須符合規范的要求。
1.2.4改性樹脂
改性樹脂膠基體材質為羥基封端聚二甲硅氧烷。
2.施工過程
2.1模板的安裝
在路面基層上按照設計要求的厚度、區域分隔,進行型鋼模板的安裝。在模板的安裝過程中要隨時檢驗模板的高度、垂直度、縱坡和橫坡是否滿足設計圖紙的要求。
2.2材料的拌制
(1)素色混凝土是有普通水泥本色并且有透水性能的混凝土。其施工實質上相似于水泥混凝土施工,在其原料中僅少了砂子,而用一定粒度的高料碎石進行替代。所以其施工的步驟和普通混凝土相似。
(2)由于彩色透水混凝土屬于干料性質的混凝土,其凝結時間較快。在施工過程中應采用小型臥式攪拌機進行現場拌制。
(3)針對彩色透水混凝土凝結時間快的特點,攪拌機應盡量設在施工現場的中部,同時為防止混凝土在攪拌過程中漏、灑而污染施工現場,應在攪拌機下設防護板或彩條布。
2.3攪拌
(1)在彩色透水混凝土的拌制過程中應嚴格按照配合比進行投料拌制。
(2)在投料過程中嚴格按照投料的順序進行,即首先將膠結料和碎石攪拌約30s后使其初步混合;其次將規定量的水分3次加入,再繼續攪拌1.5-2min。在攪拌過程中,可以適當延長攪拌時間,使其攪拌均勻。
2.4運輸
由于彩色透水混凝土為干性混凝土,其初凝時間較快。根據施工現場的氣候條件嚴格控制運輸時間,一般不大于10min。當氣溫高于35℃時,應避開中午高溫,選擇早晚氣溫相對較低時施工。最后在運輸過程中不允許停車,運輸用的手推車應保持平穩。
2.5攤鋪、成型
(1)透水混凝土的攤鋪時必須及時。
(2)根據模板安裝時劃分的區域,進行混凝土的攤鋪。在攤鋪時首先應做實驗段來確定其攤鋪的虛鋪系數。一般控制在1.1~1.15間。
(3)按攤鋪系數將混合料均勻的攤鋪在工作面上,并用刮尺對其平整度進行嚴格的控制,使其≤5mm。用水準儀對其縱坡和橫坡控制使其滿足設計的要求。
(4)振搗一般采用平板振搗器或采用人工振搗。在采用平板振搗器振搗時,振搗時間不宜過長,防止過于嚴密,減小透水性。在振搗過程中不宜采用高頻振搗器。
(5)抹合拍平,在抹合過程中不能有明水。
(6)伸縮縫的設置。
為防止透水混凝土由于溫度的影響,產生不規則的變形、斷裂,宜在適合的長度范圍內設置一道伸縮縫。伸縮縫除可用形狀規則的木條填塞,木條水平面應比透水混凝土表面低。之后宜采用與彩石顏色一致的樹脂將木條覆蓋,為保證其美觀。
3.透水混凝土的排水
透水混凝土由于在使用材料方面具有特殊性,因此混凝土本身具備一定的透水功能,路面基層也配套做成具有蓄水功能的結構,雨天雨水通過透水面層滲入基層和路床,晴天又可以將下面的水吸上來,同時有為了美化環境均在這些地方周圍種植了大量的植物,當雨水經滲透混凝土到達下面的路床上時,植物就可以利用其根系吸收一部分用于光合作用,另外一些多余的水滲透到地下補充地下水,無須修建專門的排水設施進行收水,這樣不僅保持了生態的平衡。還有效的減少了城市雨水的排放量。
4.質量檢驗
(1)色彩和表面質感效果應與樣板保持一致,無明顯色差和粗糙區別。檢驗方法為目測,6m視覺無明顯色差和質感變化。
(2)透水性采用現場目測性能試驗:每100m2路面取5個點(面積約為0.4-1m2),每點用1000ml水緩緩倒下,5s內應消失無積水現象。
(3)抗凍性應按《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(BGJ8285)檢驗標準進行。
(4)透水膠筑透水彩石抗壓強度和抗折強度應按現行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)進行,透水彩石強度等級應以20℃±5℃、干燥環境。齡期為3d的標準試塊的試驗結果為準。
5.結語
由于透水混凝土突破了傳統路面灰、白、黑的色彩單一性,不僅在保證路面透水性能和承載要求的前提下,使路面可以隨心所欲地呈現現出不同的色彩搭配,還通過路面可以使大地呼吸,從而有效地降低了城市熱島效應、節約水資源、美化了城市環境更好地調節了現代城市與自然之間的和諧關系,同時還減少了排水設施的投資。
彩色透水混凝土路面的質量控制,只要選好優質的材料,嚴格控制施工工藝,即能達到預期的目標。適用于公園和住宅小區內道路;步行街區、休閑廣場及相關步道;停車場、城市人行道;輕量級車行道;生態園林、公共綠地、河道景觀步道;山體護坡等。
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