[发明专利]一种适用于重载交通路面的抗暴雨内涝再生透水混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，提供一种适用于重载交通路面的抗暴雨内涝再生透水混凝土及其制备方法，根据各个地区的暴雨强度、内涝深度和降雨持续时间确定透水混凝土的透水系数，根据透水系数计算透水混凝土的孔隙率，最后根据孔隙率计算混凝土的总孔道个数；该透水混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料748～901份，河砂732～827份，硅酸盐水泥600～630份，硅灰80～100份，粉煤灰160～180份，钢纤维80～120份，减水剂1.2～1.5份和水180～189份。本发明提供的透水混凝土不仅强度高、在不同暴雨强度作用下具有优异的抗暴雨内涝能力，还可对径流中的污染物进行净化，其抗压强度和抗折强度均远远超过重载路面的要求。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于重载交通路面的抗暴雨内涝再生透水混凝土及其制备方法。

背景技术

近几十年来，极端暴雨频发，这种突发性的降雨历时短、强度大，短时间内会使城市排水系统的压力骤增。而在传统城市建设中不透水路面不断延伸，可渗透的天然地表不断减少，这导致城市应对突发降雨的能力减弱。这些雨水在不透水路面形成地表径流并逐渐积累形成内涝，一定深度的内涝会使城市道路网受到严重干扰和破坏，造成交通堵塞和事故，甚至威胁到人民的生命财产安全。此外，内涝中含有许多污染物，如重金属(Cu²⁺)、有机物，氮和磷等，这些污染物随地表径流进入城市河流，破坏生态环境。建设海绵城市是实现城市雨水自由流动、应对暴雨内涝等自然灾害的有效措施，而铺设透水混凝土道路是建设海绵城市的关键。

然而，传统的透水混凝土面临着一些挑战，包括强度低、耐久性差、孔隙率控制困难，易堵塞和维护不便。并且强度和透水能力、净水能力成负相关，较低孔隙率的透水混凝土会获得较高的强度，但透水能力和净水能力会明显降低；提高孔隙率获得高渗透率和净水能力却又显著降低透水混凝土的强度。因此，如何保证透水混凝土能够迅速排涝，同时又具有较高的强度和净水功能是海绵城市新型道路的发展趋势。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于重载交通路面的抗暴雨内涝再生透水混凝土及其制备方法，该透水混凝土具有高强度、排涝迅速的特点，有利于缓解了城市内涝，解决了透水混凝土不能在重载交通路面广泛应用的问题。本发明通过优化透水混凝土的孔道数量和分布，包括采用人工成孔方式、优选孔隙率、孔隙直径及孔隙分布，使得制备的透水混凝土在保证高强度的同时，有足够的透水能力和净水能力。

为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：

一种适用于重载交通路面的抗暴雨内涝再生透水混凝土的制备方法，根据各个地区的暴雨强度、内涝深度和降雨持续时间确定透水混凝土的透水系数，根据透水系数计算透水混凝土的孔隙率，最后根据孔隙率计算混凝土的总孔道个数；所述透水混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料748～901份，河砂732～827份，硅酸盐水泥600～630份，硅灰80～100份，粉煤灰160～180份，钢纤维80～120份，减水剂1.2～1.5份和水180～189份。

进一步的，所述的透水系数k通过暴雨强度i、内涝深度H、降雨持续时间t的关系式二k≥i+t/h确定，且k≥0.5mm/s；所述的暴雨强度i根据各城市暴雨强度公式确定，各城市暴雨强度公式可查表获得(《中国新一代暴雨强度公式》)；所述的内涝深度H根据室外排水设计规范GB 50014-2006规定的内涝深度(150mm)确定；所述降雨时间t由各城市不同的抗内涝设计标准确定，例如：广州市主干路允许的最大内涝深度为15cm，消散内涝的最大时间为30分钟。

进一步的，所述所述孔径与污染物去除率成威尔布分布，当污染物去除率为50％时，孔径的上下限分别为0.5mm和3mm，污染物去除率＝(污染物初始浓度-污染物最终浓度)/污染物初始浓度。

进一步的，所述孔隙率的计算方法为：其中，k为透水系数；p为孔隙率；d为孔径；ρ为水的密度；μ为水的粘度；g为重力加速度。