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透水混凝土和传统混凝土比较

发布时间: 2019-8-19 23:45:55 | 次浏览


在决定铺设路面之前,评估需要哪种路面材料是非常重要的。客户需要优先考虑的是时间、成本和可用性以及材料的可持续性。建筑行业的大多数承包商过去一直使用传统混凝土和常规排水系统,而不知道可以使用透水混凝土。因此,今天我们就比较一下传统和透水混凝土在成本、可用性、耐久性、维护和可持续性方面的不同。

透水混凝土的定义:它是混凝土为主要材料,并允许水流过它。传统混凝土是一种非常坚固的材料,透水混凝土在整个空间保留空隙,让水流过它。

透水混凝土的、中水与水泥比率较低,并且不含或含非常少的砂。它通常具有15%至25%的空隙含量,允许每平方英尺每分钟多达8加仑的水穿过路面。这种类型的混凝土传统上多用于车道、停车场、温室、人行道等低载荷的道路,但是,它也可以用于其他的路面项目。

透水混凝土

透水混凝土已经存在了大约几十年,但由于材料符合了海绵城市建设雨水管理的需要,最近才开始进一步扩展到市场。在过去的几年里,我们的路面项目采用透水混凝土的比例增加了很多,之所以能引起建筑业的注意,可能是因为该材料在减少传统混凝土对环境的负面影响方面具有巨大的潜力,通过减小甚至消除雨水径流,去除污染物甚至可以回收捕获的雨水。然而,传统混凝土已经存在了几十年,并且一直是道路最常用的材料,但是由于环保和可持续发展问题,迫切需要改进,传统混凝土具有许多负面影响,例如其对气候的负面影响及其不能吸水问题。在大多数情况下,透水混凝土可用作传统混凝土的替代品。

透水混凝土

过去几年,透水混凝土在全世界范围内的使用一直在增加。虽然透水混凝土越来越受欢迎,但在它成为广泛使用的材料之前,仍有许多问题需要回答。

混凝土在土木工程中起着至关重要的作用,在各种项目中以各种方式使用它。它的起源可以追溯到罗马帝国,它在大多数罗马建筑中被广泛使用,在石头和砖块建筑中使用。然而,从那时起,建筑物的面貌发生了根本性的变化,例如:建筑可以达到十层以上,隧道可以使用混凝土在水下建造。

传统混凝土的基本成分为:水泥、矿物骨料、水、外加剂。

水泥是组成混凝土的关键材料之一,并且极大地影响了混合物的强度。混凝土中水泥的比例直接影响混凝土的强度和成本。混合物中的水泥越多,它就越强大成本也越高。

矿物骨料通常由砾石或类似石头的固体组成。骨料的目的是显着降低水泥所需的含量,水泥是混凝土中最昂贵的成分。另外,它有助于建造者最小化由所得混合物引起的长时间引起的变形。骨料占混凝土总体积的大约四分之三。

可以通过添加外加剂来设计混合物以达到其预期的性质。外加剂本质是一种化合物,它以小比例加入混凝土混合物中,以产生所需的特性。使用的外加剂类型有:速凝剂、缓凝剂和减水剂。例如,速凝剂的目的是增加水泥和水之间的初始反应,而缓凝剂则完全相反。

几十年来,由于其优异的技术性能,传统混凝土已成为优选的建筑材料之一。其主要特征是其高抗压强度,因此可用于承重柱等建设。然而,其抗拉强度约为其抗压强度的十分之一。因此,为了提高其抗拉强度,它用钢筋增强,与混凝土形成牢固的抗拉体。

当频繁使用时,传统的混凝土可能是易受损坏的,在某些情况下甚至可能最终失效。混凝土在寒冷和潮湿天气下的性能至关重要。混凝土可以在其饱和状态下冻结,并且由于在混凝土的孔隙中形成冰晶从而在材料内引起拉应力。但是,如果混凝土没有得到有效固化或加固,那么它可能会导致其性能下降,在最坏的情况下,最终会导致失效。

通常,混凝土的强度通过其抗压强度来测量,这是其最强的特征。混凝土的强度随着固化时间的延长而增加,增加的速度取决于所用水泥和骨料的质量。混凝土的含量和成本可根据其应用而变化。在商业上,混凝土的强度基于其重量和28天后将达到的抗压强度来确定。例如,C20混凝土代表普通强度混凝土,抗压强度为20N / mm2。混凝土的抗压强度可以从2500 psi或17 Mpa变化到4000 psi,或28 Mpa,以上也可用于商业结构,强度的变化主要是由于水灰比。

传统混凝土的维护对于为用户提供长期可维护性至关重要。未能实施适当的过程控制可能导致昂贵的维修。在某些情况下,随着使用时间增加,裂缝可能开始出现在混凝土上。这将需要使用密封剂修复,作用是粘合材料的桥接裂缝。

传统混凝土质量不达标的主要原因为:

1、维护不良和不正确使用;

2、防水能力不足导致水分过度渗透;

3、过度碳化或氯化物含量过高。

传统混凝土是一种资源和能源依赖材料,因为它需要大型采石设备和石材来制备混凝土。目前建筑业每年使用几亿吨资源,其中10%的材料未经使用直接进入垃圾填埋场。此外,每年很多无法修复的建筑物都被拆除并运往垃圾填埋场。所有这些结合在一起,造成了大量的资源浪费。然而,我们并不是让这些废弃物不再使用,而是可以通过压碎它们并将它们用作混凝土混合物中的骨料来重新循环它们。

传统混凝土尽管有许多优点,但在苛刻的环境中表现不佳。透水混凝土允许空气和水自由流过路面,这减小了其表面的径流并增强了排水功能。混凝土内的孔隙允许水渗透结构并正常运行,还要保证粗骨料不会太松散并被水带走。因此,必须小心地进行混合和铺筑过程,使得水和水泥充分反应,以在骨料周围形成粘结力强的稠浆。

透水混凝土在停车场,河岸和景观道路区域使用特别多,因为它减少了积水和易于排水。透水混凝土的多孔性使其不如传统混凝土强度高。低的抗压强度限制了它的使用范围。然而对于大多数应用来说,3.5至27.5 MPa的抗压强度就足够了。即使这样,使用小尺寸的骨料和使用合适的外加剂也可以达到50MPa的抗压强度。

尽管传统混凝土在适宜的气候条件下具有强大的性能,但在寒冷气候下仍有问题待解决。传统混凝土在较冷的地区正常解冻和冻结循环时会发生裂缝。我们已经模拟了这些条件测试过了透水混凝土的性能,并且发现,当空隙充满水时即饱和状态,透水混凝土的耐久性差。还发现,当空隙中的水分被排出时,耐久性得到改善。

透水混凝土的混合过程和人工成本略超过传统混凝土。因此透水混凝土的初次铺装成本要高于传统混凝土。然而,值得注意的是,所做的额外投资是出于特定目的,即混凝土的多孔结构。因此,应该权衡额外成本与在其生命周期内获得的这种优势带来的额外效益。

铺装透水混凝土路面需要面临的另一个问题。没有维护的情况下不能保持良好的状态,尽管最初的渗透率很高,这也是其主要设计目标。然而,透水混凝土中的一个关键问题是防止其内部的空隙结构堵塞。通常,对透水混凝土路面的适当维护包括真空清扫或动力清洗。堵塞的透水混凝土路面的压力清洗使其恢复到其原始渗透率的80-90%。

诸如购物中心之类的建筑物都会有道路和停车场以供车辆使用。如果这些路面是使用传统混凝土建造的,那么它们就有可能在大雨时淹没。因此,需要大量排水设施,这需要额外的资金投入和资源来建立。但是,如果用透水混凝土代替传统混凝土来制造路面,那么表面多余的水就会渗透到混凝土中的空隙中,进入下面的土壤。这消除了地面上的积水,并节约了大量土地资源、雨水设备和资金。这些将有利于路面的可持续发展,并最大限度地减少建筑对环境的破坏。


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