隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)城市建設(shè)不斷舊貌換新顏,但隨之而來(lái)的卻是“逢雨必看海”的尷尬情況,眾多城市因降雨而帶來(lái)“內(nèi)澇”問(wèn)題,給社會(huì)和公民財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。
在城鎮(zhèn)化的大背景下,道路、高樓急劇擴(kuò)張,傳統(tǒng)的城市開(kāi)發(fā)路徑改變了原有的水生態(tài)。傳統(tǒng)的城市硬化路面表面徑流比例高達(dá)98-100%。
我國(guó)絕大部分城市目前都是采用雨水快排模式,70%的雨水落在硬化地面上,只能在地表面流淌,再?gòu)墓艿乐屑锌炫牛瑥?qiáng)降雨一來(lái),修再多管道也不夠用。在此種背景下,“海綿城市”概念由此誕生。
海綿城市具備的滲、滯、蓄、凈、排等五大功能,其中透水鋪裝是海綿城市建設(shè)不可或缺的手段,是海綿城市五大功能中“滲透”環(huán)節(jié)的重要組成部分。
與傳統(tǒng)的硬化鋪裝相比,透水混凝土鋪裝能夠解決城市內(nèi)澇,協(xié)調(diào)城市水資源綜合治理,實(shí)現(xiàn)雨水收集再利用,有效提高城市排水系統(tǒng)效率和標(biāo)準(zhǔn)。透水混凝土的出現(xiàn)為解決城市雨水問(wèn)題帶來(lái)了曙光。
此外,透水混凝土還具有對(duì)雨水中懸浮污染物的凈化功能;吸收噪音,可將噪聲水平平均降低5分貝;具備很好的儲(chǔ)蓄水能力,大大降低城區(qū)的潛能,緩解城市熱島效應(yīng)。
目前,國(guó)內(nèi)城市建設(shè)當(dāng)中主要應(yīng)用的是第一代透水混凝土,其在透水性和強(qiáng)度上無(wú)法很好的平衡,實(shí)現(xiàn)高透水性即損失強(qiáng)度,抑或滿足高強(qiáng)度又犧牲透水性。除此之外,還存在著透水率低、開(kāi)裂傾向大、表面骨料粘接力低、耐候性差、強(qiáng)度低、不耐承載等問(wèn)題。
因存在這些問(wèn)題,第一代透水混凝土被市場(chǎng)詬病,在荷載路面上的應(yīng)用一直不被市場(chǎng)認(rèn)可,僅用于人行步道、公園景觀道,甚至停車場(chǎng)、小區(qū)道路等輕載路面也甚少使用,嚴(yán)重阻礙了透水混凝土的推廣和發(fā)展。
在這種形勢(shì)下,第二代聚合物改性透水混凝土使水泥凈漿與碎石骨料充分牢固地粘結(jié)在一起,但又不會(huì)填滿碎石之間的間隙,其在保證透水率的同時(shí),具有更高的承載力和耐久性,可以很好地解決上述問(wèn)題。
聚合物的“秘訣”在于——在水泥水化產(chǎn)物、骨料表面之間產(chǎn)生網(wǎng)狀柔性粘結(jié),與水泥結(jié)晶產(chǎn)物的“滲透粘結(jié)”形成協(xié)同的“二元體系”。
該透水混凝土(孔隙率為15-25%)采用接近均一粒徑的粗骨料——膠凝材料集中分布于骨料表面和接觸點(diǎn);聚合物膜均勻地分布在水化產(chǎn)物和骨料之間,與水泥的剛性粘結(jié)一起協(xié)同提高體系的穩(wěn)定性。
所采用的聚合物是幾十萬(wàn)乙烯酯、乙烯等分子的化合態(tài)聚集。聚合物的粘接是柔性的,允許材料在較大尺度下移動(dòng)而不被破壞,從而大大改善透水混凝土中水泥和骨料的剛性連接,提升其彈性模量和抗折強(qiáng)度,從而可以將應(yīng)用從輕載道路的鋪裝拓展到重載道路。
作為道路鋪裝材料,耐久性是重要的考量因素,特別是當(dāng)作為重載道路的鋪裝材料時(shí)。因此耐凍融性能及耐鹽凍性能極為關(guān)鍵。
除此之外,第二代透水混凝土在拉伸粘接強(qiáng)度方面也大大優(yōu)于第一代產(chǎn)品,從而保證用于路面鋪裝時(shí),表面結(jié)構(gòu)在日常使用中能夠很好地維持強(qiáng)度和耐用性,減少表面破損、骨料脫落形成坑槽等第一代透水混凝土常見(jiàn)的弊病。
第二代透水混凝土在與其他透水鋪裝產(chǎn)品比較,在強(qiáng)度、耐候性、耐久性、透水性、施工性等方面也具備明顯優(yōu)勢(shì)。