1.缓解城市排水压力
透水混凝土路地面由于自身良好的透水性能,能有效地减小城市地表径流,减轻排水设施负担,以及缓解城市的防涝压力。同时,采用透水混凝土还能减少城市排水系统的建造规模,降低城市建设费用。
2.控制城市水体污染
透水混凝土能十分有效地阻延地表径流作用,以及透水混凝土的过滤和吸附性能好,可以减轻流入江河水体雨水中污染物的浓度,对缓解城市水体污染有一定作用。
3.维持城市水资源平衡
采用透水混凝土路地面,可以可以延缓径流和贮蓄雨水,大量雨水透过透水混凝土地面渗入地下,很好地补充了地下水资,维持地下水资源的供给平衡,缓解城市水资源的匮乏、短缺。
4.气候调节
透水混凝土在其多孔构造中及下层土壤中储存了大量的毛细水,毛细水在太阳辐射的作用下发生蒸腾作用,吸收大量的显热和潜热。使用透水混凝土路面,可降低路面温度约5℃。
5.降低城市噪声
噪声源投射到地面时,普通硬化路地面只能将声波进行反射,起不到吸声降噪的作用,而透水混凝土具有开放性多孔结构,是性能优良的吸声材料。
6.改善道路行驶环境
透水混凝土的表面粗糙,排水性和吸声性好,可以改善交通道路的行车环境。
7.实现固体废弃物的资源化利用
透水混凝土的制备和铺装可以利用大量固体废弃物,有利于缓解环境压力的同时,降低了城市建设费用,有利于城市建设的可持续发展
超标准暴雨这类突发事件会对城市内涝构成较大威胁。中国城市规划设计研究院工程规划设计所所长谢映霞认为,把工程措施和非工程措施结合起来是应对超标准暴雨的有效方法,并要从经济、环境等几方面综合考虑。首先,对于硬性的工程措施而言,标准要适当,应急抢险体制要完善。在规划、设计时要把建设内容落到实处,如哪里修水库,哪里需要分洪,哪里要建泵站,哪里建闸门都要统一考虑。其次,对于软性的非工程措施,要加强应急体系的建设并保障其正常运转。近年来,国外运用生态方法改善雨水系统条件,例如采用透水砖铺装人行道,增加透水层,减少硬质铺装等。调蓄也是通常采取的主要措施之一。
矿物活性超细粉对透水混凝土界面的增强效应
透水混凝土中骨料和胶结料的界面过渡区与水泥石本体的结构不同,硬化的透水性混凝土结构是由水泥石、界面过渡区和集料三个重要环节组成,其中界面过渡区的性质对混凝土的性质起着决定性的作用,由于透水混凝土具有较多的宏观连通孔隙,因此界面区在其中的作用和影响远比普通混凝土中突出。混凝土的界面过渡区结构如图2所示。界面过渡区具有较大的粗糙孔隙结构,这是由于在新拌混凝土中,粗骨料碎石粗糙表面的吸水性,在其周围包裹一层水膜,相对于混凝土本体骨料表面水量较多,因此在骨料周围水泥水化生成的结晶产物晶体尺寸大,形成的孔隙多,随着胶凝材料体系水化程度加大,生成的产物水化硅酸钙凝胶体,氢氧化钙晶体和钙矾石等晶体逐渐进入由大晶体构成的界面区孔隙中。由此造成了界面过渡区的粗糙孔隙结构,降低了界面区的强度和水泥本体与骨料的粘结力,在透水混凝土中尤为突出,因此使透水混凝土力学性能降低,限制了透水混凝土的大规模应用。鉴于本实验优化胶结料体系,掺入超细粉煤灰和硅灰,使其达到紧密堆积状态,界面过渡区产物结构网进一步密实而起到强化作用,提高透水混凝土的力学性能。
分析原因矿物活性超细粉对透水混凝土强度的提高主要源于两方面:一方面增强了胶结料,第二方面改善了界面过渡层的状态。粉煤灰和硅灰的火山灰效应消耗大量的氢氧化钙,生成低碱性水化硅酸钙,低碱性水化硅酸钙具有更致密的微观结构,同时两种矿物超细粉体在胶凝材料体系水化中起到微晶核的作用,加速水化的同时增加产物凝胶体数量和均匀度。另外复合超细粉不同粒级的填充作用有利于提高水泥石的致密程度,从而提高胶结层的强度。
同时,骨料与胶结料的界面过渡层得到改善。分析原因透水混凝土的胶结料体系采用普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰和硅灰,由激光粒度分析仪测定水泥的平均粒径为34.9 μm,超细粉煤灰的平均粒径为9.62 μm,可见粉煤灰的粒径明显小于水泥的粒径,因此粉煤灰可以填充水泥颗粒形成的空隙,增加其密实程度。然而,粉煤灰中粒径小于0.5 μm的颗粒含量很少,在这样的小尺寸范围内无法实现紧密堆积,因此掺入平均粒径更小的硅灰。根据颗粒堆积的Horsfield模型[8],如果在某颗粒体系中掺入粒径尺寸形成极差的更细的颗粒,即多粒级颗粒中粒径为上一级尺寸半径的0.225倍及更细的颗粒,这种复合粒级的引入可以填充到上一级粉体的三角孔隙和四角孔隙中,整体提高体系堆积密实度和降低结构孔隙率。





