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透水磚在環保領域的研究、應用及發展前景

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透水磚在環保領域的研究、應用及發展前景

發布日期:2019-02-22 20:12:48 作者:昆明水泥製品廠 來源:http://www.sportekevents.com 點擊:

導讀:
城市硬地問題日益突出,雨水遇到堅硬的地麵時,橫穿並帶走大量的城市汙染物,排入當地的天然水係,造成河流湖泊汙染。另一方麵,硬化的路麵不能使雨水和雪水有效滲入地下,導 [...]

  一、引言

  城市硬地問題日益突出,雨水遇到堅硬的地麵時,橫穿並帶走大量的城市汙染物,排入當地的天然水係,造成河流湖泊汙染。另一方麵,硬化的路麵不能使雨水和雪水有效滲入地下,導致地下水減少,地麵沉降,土壤含水量低,植物和樹木生長,長期的約束等,破壞了生態環境,同時,這種不透水的路麵也阻斷了地下與地麵之間的水汽和熱能的交換,使城市局部溫度上升,形成了“熱島效應”。

  透水磚,是可以滲透水的鋪地磚,作為一種能緩解城市環境惡化壓力的新型環境材料,由於 其良好的透水性能,可以使城市雨水以及路麵其他原因造成的積水順利下行,減少了路麵徑流的 影響,有效恢複地表水循環係統,透水磚本身較大的孔隙率,也能在城市降噪中發揮作用。

透水磚在環保領域的研究、應用及發展前景
透水磚在環保領域的研究、應用及發展前景

  透水磚兼有治汙和改善生態環境等多重功能,近年來其研發與應用越來越受到各方的關注與 青睞;本文綜述了透水磚的分類、特性、製備及鋪裝工藝,介紹並分析了透水磚在國內外環境領 域的應用現狀及其發展前景。

  二、透水磚在國內外的應用發展

  德國從上世紀60年代起就采用透水材料鋪裝路麵,並致力於不透水路麵的改造,其目標是 到2010年,把全國城市90%的路麵改造為透水路麵。

  早在1973年,日本東京建設局就建立了3個人行道透水鋪麵的試驗區⋯,到1999年已累計 完成1000萬m2的施工麵積。日本INAX透水磚早已投放市場,且有著嚴格的企業標準。同時, 美國等國也製定了推廣透水性路麵的相關法規,取得了巨大成效。

  近年來,隨著環境的不斷惡化,我國越來越重視透水鋪麵的研發與應用。1999年,佛山市 樂華陶瓷有限公司(中外合資)發明了一種透水磚並申請了專利。北京市頒發了建設項目實行 “節水三同時”的規定,明確要求采用透水性材料鋪裝路麵,同時對雨水利用改造項目給予補 助。國家主管部門正式頒布了JC/T945—2005《透水磚》行業標準,自2005年7月1日起正式 實施,並在GB/TS0378—2006《綠色建築評價標準》中明確規定了住宅和公共建築室外透水地 麵麵積比應分別不小於45%、40%。

  目前,透水磚的生產廠家在國內相繼出現,其產品在綠色奧運場館、綠色生態建築中被積極 采用,但總體而言,透水性鋪裝地麵在國內還未廣泛大規模的應用。

  三、透水磚的分類、特性及製備

  目前,在市麵上見到的透水磚從材質和生產工藝上可分為兩大類,一類是以固體工業廢料、生活垃圾和建築垃圾為主要原料,通過粉碎、成形、高溫燒製而成的陶瓷透水磚;另一類是以無、 機非金屬材料為主要原料,利用有機或無機黏結劑通過成形、固化而製成,由於它無須燒製,所 以稱為非陶瓷透水磚。透水磚的透水原理主要有兩種,一種是靠組成磚體材料顆粒之間的孔隙來 透水,一種是通過破壞水的表麵張力來透水。

  由於透水磚品種較多,故其特性、製備方法和生產工藝也很多,下麵介紹在環保領域有著重 要貢獻的幾種代表性透水磚

  (一)陶瓷透水磚

  1、粉煤灰透水磚

  用粉煤灰為主要原料製成的透水磚強度往往偏低,不耐用。近來,有關技術人員通過研究各 工藝參數對粉煤灰透水磚強度和透水性相關的影響口J,優選工藝參數,用40%一50%粉煤灰、 25%~35%黏土和20%~30%廢地磚骨料(粒徑0.45~0.6ram)配料,經25MPa壓力下成型, 在1050"12燒成溫度燒結1小時,燒製出透水係數1.08(10~2em/g)、抗壓強度達30.6MPa粉煤 灰高強度透水磚。有效解決了原粉煤灰透水磚強度偏低,不耐用的問題,且其透水性保持良好, 利於環保和廢料的資源化利用,因此,粉煤灰透水磚有著非常廣闊的應用前景。

  2、添加生活垃圾、玻璃陶瓷廢料透水磚

  利用生活垃圾和廢玻璃、陶瓷廢料為主要原料製備透水磚工藝流程見圖1,采用此法不僅製 備了透水磚,也使目前日益增加的工業廢渣得以利用,減輕了環境負荷。研究表明舊1,少量生 活垃圾添加到磚坯中,其熔劑作用超過成孔作用,可以增大抗折強度,但降低透水係數,控製生 活垃圾添加量在5%內,對陶瓷透水磚的透水性能影響不大,是綜合處理生活垃圾的一種有效途徑。

  3、添加重金屬汙泥透水磚

  利用電子工業所產生的含重金屬無機汙泥,依據包芯造粒的原理,將有害汙泥包裹於坯料中 心,通過滾動造粒在坯料外表形成一層頁岩礦土包覆層,經幹燥與高溫燒結成為陶粒,再拌和水 泥砂漿成型為透水磚。有關研究表明H1有害重金屬符合TCLP溶出標準,用陶粒加20%的水泥砂 漿成型25era×25era x6em的透水磚,可達到最佳透水模式,可應用於人行道、大型廣場、庭園 步道。該法為重金屬汙泥的資源化利用提供了一條有效途徑。

  (二)非陶瓷透水磚

  1、廢舊混凝土透水磚

  建築物拆除過程中產生大量的廢混凝土,構成了建築垃圾的主要組成部分。將廢舊的混凝土 破碎,作為成型骨料,采用水泥為膠結材料,通過清洗、攪拌、成型、養護等工藝以及骨料粒 徑、配合比的調控,製備出廢舊混凝土透水磚。該製備方法既可減少建築垃圾、減輕環境汙染, 又可節省天然砂石的開采,將產生顯著的社會效益和經濟效益。同時,由於水泥製品造價低廉、 性能穩定,因此利於大規模鋪裝的應用。

  2、樹脂改善型路麵透水磚

  它是以高分子樹脂為膠凝材料,采用單一粒徑的骨料等配製而成。一般也采用壓力成型,形成滿足特定強度要求,同時具有一定連通孔隙的混凝土製品。高分子樹脂作為膠凝材料具有強度 高和美觀的特點,但是開展大規模的推廣應用卻受到不少專家學者的質疑,主要原因是樹脂的耐 老化性能差,加上骨料選擇不當也造成了透水性能降低。另外由於造價太高、性價比不當,用戶 一般也不願意采用。該類產品隻適合於某些特定的場合,比如有樹蔭遮蔽的高檔小庭院內。

  3、砂基透水磚

  砂基透水磚以沙漠中的風沙為主要原料,通過獨特的工藝加工,黏合壓製而成,加工過程不 需燒製,是一種有益於生態環保的節能型新材料,具有強度高、可塑性強、用途廣泛、透水性 好、吸音固塵、抗凍融性好等特點。其優良的透水性不是靠顆粒間縫隙滲水,而是通過破壞水的 表麵張力來實現滲水的同時還能對水進行過濾和淨化。目前開發出來的產品“生泰砂”,在中南 海紫光閣外延人行道、奧運村停車場、國家科技部辦公區均有應用。

  四、透水磚的鋪裝

  透水磚鋪裝工藝與普通路麵磚有很大的區別,由於其性能和功能特點,要求路基處理得特別 平整,而且需要不同材料對不同層進行鋪貼處理,這就對施工技術有嚴格要求。施工過程中需要 注意的事項:為獲得良好的透水係統,達到較好的透水效果,其緩衝層多采用中砂,低骨灰 比和低水灰比的水泥混合砂漿,具有較好的受壓緩衝能力;下層采用開放式透水性路基,使用窄 級配(骨料粒徑大致在7~40 mm)、低骨灰比和低水灰比的混凝土。其主要作用表現為:一是 能夠在鋪裝中采用壓實的方法獲得達到一定強度(28d達20MPa)的混凝土路基,減少地下蓄水 層儲藏一定的積水後造成路麵下沉的現象(壓實過程注意的事項為:需要找平碾壓密實,壓實 係數不得低於95%);二是這種特殊的混凝土具有較大的連通孔隙率,在鋪裝完畢後,能夠引導 滲透水快速下行,減少因長時間落雨或雨量偏大時路麵徑流的出現,同時可以滿足較大的蓄水性 能;三是在長時間空氣幹燥的環境下,可通過蒸發作用使該層蓄含的水分透過路麵散失在空氣 中,達到增大空氣濕度、降低地麵溫度、調節周圍環境的效果。

  五、透水磚的發展應用前景

  透水磚的使用,為工業廢料的資源化利用提供了一條有效的途徑,同時由於其功能特點,可 滯洪蓄雨、涵養甘霖、透水透氣、降塵減噪,增加城市居住的舒適度,它也對平衡城市生態係 統,保護自然環境起著舉足輕重的作用。它將是生態城市建設發展的一個趨勢和方向。

  目前透水磚在使用中,還主要存在著透水率的衰減和耐久性低的問題:

  透水磚或下麵的砂、石透水墊層的孔隙中日積月累的吸附和沉澱,可導致孔隙堵塞,使透水 率衰減,直至完全堵塞失去透水能力。理論上言,透水地磚及透水地磚下的砂石墊層需要反複清 洗或更換,才能保證一定的透水率。另外,在北方地區冬季室外溫度較低,雨雪滲入透水的孔隙 後會產生反複凍融循環,導致凍脹破壞,加上透水磚密度及抗壓強度比普通硬化路麵地磚低,其 凍脹破壞會更嚴重。

  有關人員通過人工模擬降雨現場試驗,發現透水磚在使用2年後,透水性能雖有所下降, 但仍能滿足使用要求。在正常使用條件下,透水磚的透水性維持時間較長,但在長期的使用過程 中出現的問題不得不引起人們的關注,同時也為富二代成人抖音下载官网地址APP提供了透水磚的優化研究和發展方向,如: ①優化透水磚鋪裝工藝,促進路麵透水係統的發展及其配套技術的開發,從而促進城市雨水利用 技術的發展;②加強透水鋪麵的維護管理,定期清除透水磚路麵縫隙間的碎石及其他沉積物,保 持城市道麵的清潔衛生,減少垃圾汙染;③進一步開發透水磚的應用領域,促進城市生活和工業 廢物的資料化利用,促進人類與生態環境的和諧發展。推廣和應用透水磚將產生良好的經濟效益 和社會效益。

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