目前,設計中(zhōng)對透水磚的選用,通常僅考慮其透水係數,然而在(zài)實際應用中,透水(shuǐ)磚發揮透水功能的持續(xù)時間(即“透水時效”),也是反映其(qí)使用性能的(de)重要評(píng)價因(yīn)素,但(dàn)目前國內尚未有關於(yú)此方麵的論(lùn)述(shù)及對透水時(shí)效的有效檢測方法。
針對這一情況(kuàng),筆者進行了相(xiàng)關研究(jiū),以期為推動雨水(shuǐ)利用的發展及工程(chéng)設計提供參考和設(shè)計依(yī)據。
1 材(cái)料與方(fāng)法
1. 1 試驗(yàn)設備及試樣試驗設備有:BT-9300H 型激光(guāng)粒(lì)度分布儀、 幹燥箱、透水速度測試裝置等。 試驗采用的透水磚試樣的(de)主(zhǔ)要
性能指標見表(biǎo) 1。
表 1 透水磚試樣的主要性能指標
1. 2 道路徑流模擬水樣配置
1. 2. 1 路麵塵樣顆粒粒度分析
采集北(běi)京市市區二(èr)環至(zhì)五環路區域內的道路步行道、小區道路及公園(yuán)道路的路麵塵樣,每個(gè)路段選取3~5 個點(diǎn)進行采樣,*後將其混(hún)合,作為該路(lù)段的道路灰塵樣本,送實驗室進行檢測,檢測結(jié)果見表 2。
1. 2. 2 模擬水樣配製
根據路麵塵樣顆粒粒度的分析結果、北京地區年均降雨量與徑流雨水懸浮汙(wū)染物質量濃度,采用(yòng)高嶺(lǐng)土及純(chún)淨水模擬道路徑流水樣進行配製。
1)模(mó)擬水樣體積計算:
V = H × S 。 (1)
式中:V 為(wéi)模擬水樣體積,L;H 為北京地區多年平均降雨量,取 571.9 mm;S 為透(tòu)水 磚試樣的透水麵(miàn)積 , 取200 mm×200 mm。
2)模擬水(shuǐ)樣中溶質的質量 :
M = C × V 。 (2)
式中(zhōng):M 為模擬水樣中溶質的質量,mg;C 為北京地區道路徑流 SS 質量濃度,取 734 mg/L。
3)模擬水樣(yàng)中不(bú)同粒徑溶質的質量:
mi= α × M 。 (3)
式中:mi為模擬水樣中不同粒徑溶(róng)質的質量,mg;α 為不同粒徑溶質的比(bǐ)例,%。經計算得:V=22.87 L;M=16.79 mg;mi見表(biǎo) 3。
1. 3 試驗步驟
1) 將試樣放入幹(gàn)燥箱中鼓風烘幹(gàn) , 溫度(dù) 設定為80 ℃,時間為 24 h;
2)將烘幹的試樣取出待溫度降至室溫時(shí) ,用透水速率測試裝置檢測其透水速度;
3)待檢測 後(hòu)的試樣無滲出水時(shí) ,將(jiāng)其放入幹燥箱中鼓風烘幹,溫度設定為 80 ℃,時(shí)間為 24 h;
4)將再次 烘幹的試樣取出待溫度降(jiàng)至室溫時 ,用模擬水樣進行過濾;
5)待過濾 後的試樣無滲出水時 ,將其(qí)放入幹燥箱中鼓風烘幹,溫度設定為 80 ℃,時間為 24 h;
6)將過濾後烘幹的試樣(yàng)取出待溫度降至室(shì)溫時 ,用透水速率測試裝置檢測其透水速度。
2 結果與討論
2. 1 試驗數據
試驗所得數據見表 4、5。
2. 2 透水磚的透水速(sù)度隨時間的變化情(qíng)況
對試驗所得數據進行整理(lǐ)得到透水(shuǐ)磚的透水速度隨時間的(de)變化曲線
,見圖 1。
由圖 1 可知:試樣 1、2 的透水速度均隨著使用時間的增長而減小,但是減小的幅(fú)度變緩;試樣 2 的(de)透水速度大於試樣 1。 這是由於顆粒物質堵塞了透(tòu)水磚的空隙(xì),且隨著使用時間的增加,透水磚的空隙堵塞得更加嚴重,影響其(qí)透水能力(lì),導致其透水速度下降
。 當(dāng)空隙(xì)堵塞到一定程度後,顆粒物質(zhì)就較難進入透水磚內部,此時透(tòu)水速度減小的幅度就會變緩。 由於試(shì)樣1、2 的材料、結構等存在差異(yì),所以透(tòu)水速度也不相同。
對圖 1 中試樣 1、2 的透水速度(dù)隨(suí)時(shí)間(jiān)的變化情況進行回歸分析,結果分(fèn)別為:Y= 1.093 5X-0.509 3,R2= 0.949 2; (4)Y= 1.615 9X-0.713 2,R2= 0.969 3。 (5)
式中:Y 為透水速度,m L/(min·cm2);X 為使用年限,年。
由式(4)、(5)就可以預測透水磚試樣 1、2 在一定使用年限時的(de)透水速(sù)度,並可以計算(suàn)出當透水磚的透水(shuǐ)速度小於(yú)《透水磚》標準規定的限值 1.0×10-2cm/s 時的使用年(nián)限。
2. 3 實例驗證
以上試(shì)驗數據及分析結果均是在實驗室檢測所得,在實際工程中,車輛、行人的碾壓、踩踏及道路清掃等因素均會影響透水磚的透(tòu)水能力,因此(cǐ),對試驗數據與實際(jì)數據進(jìn)行了比較,結果見表 6。
由表 6 可知,試驗(yàn)數據(jù)與實際數據(jù)存在一定的偏差,實(shí)際透水速度約為試(shì)驗(yàn)透水速度的 82 %,因此,在考慮實際影響因素的(de)情況下,可將試驗數據進行修正,即:Vp= KVe。 (6)
式(shì)中(zhōng):Vp為實際透水速度,m L/(min·cm2);Ve為試驗透水速(sù)度,m L/(min·cm2);K 為(wéi)修正係數。
3 結論與建議
1) 依(yī)據降雨資(zī)料 、 道路徑流汙染物(wù)質量濃度 、 道(dào)路塵(chén)樣顆粒粒度分析結果(guǒ)等數據,配(pèi)置成一(yī)定質量濃度的溶液,對透水磚的(de)透水時效進(jìn)行(háng)檢(jiǎn)測是一種較為科(kē)學有效的方法。
2)實際工程(chéng)中(zhōng)影響透水(shuǐ)時效的因素很多,實驗室檢測結果與實際情況存在差異,需要根據實際情況(kuàng)進行校正。
3)在工程 設計(jì)中宜根據檢測結果 ,采用透水時效較長的透(tòu)水磚以優化設計。
通過對上述內容的(de)分析,筆者旨在提供一種較為可行的透水磚透(tòu)水時效檢測及評價(jià)方法,但遺(yí)憾的是由於考慮不周,隻模擬(nǐ)了 5 年使用時限的試驗,如果能夠(gòu)模擬更多(duō)使用年限的(de)試驗,將會使(shǐ)數據更(gèng)加完(wán)善,更具實用性。、
透(tòu)水磚作為一種便於(yú)雨水滲透的建築材料(liào),不僅可以消納設(shè)計匯水麵(miàn)積內(nèi)的雨水徑流,而且還能夠對其進(jìn)行過濾淨化,從而實現外排徑流量控(kòng)製及汙染物消減的目的。但在實際情況中,透水磚在經(jīng)過一段時間的使用後,其透水能力會有不同程度地下(xià)降,甚至*消(xiāo)失,進而失去了雨水利用的功能(néng)而不符合綠色建築的評價要求。
所(suǒ)以對於使用年限比較久的透水磚,也是需要合理的保養,才能更加長久的使(shǐ)用,並且保障透水效果。(相關閱讀:正麵透水型透水磚結構的形式怎(zěn)麽樣?)