雨水收集材料與裝置探究

文 / 沈春雷 宋功業(yè)

1 研究策劃

本課題探究的雨水收集技術(shù)就是將雨水根據(jù)需求進(jìn)行收集后，經(jīng)過(guò)處理使之達(dá)到符合設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)的水的技術(shù)。主要包括屋面雨水收集技術(shù)、道路雨水收集技術(shù)以及防止鋼筋混凝土水池漂浮技術(shù)等。

2 課題研究?jī)?nèi)容及研究過(guò)程

2.1 對(duì)道路雨水收集材料與裝置的研究

2.1.1 研究目的

從需求出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的道路雨水收集技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，自主研發(fā)出透水混凝土、快速排水地透水路緣石等產(chǎn)品，進(jìn)行優(yōu)化，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的道路雨水收集系統(tǒng)。

2.1.2 研究方法

（1）首先對(duì)國(guó)內(nèi)外道路雨水收集技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，并進(jìn)行方案制訂與方案優(yōu)化。

（2）研究開(kāi)發(fā)相關(guān)材料。研究編制相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集并報(bào)有關(guān)政府部門(mén)備案。

2.1.3 研究項(xiàng)目

（1）透水混凝土

所謂的透水混凝土，是指由骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔混凝土。透水混凝土的應(yīng)用研究，主要包括透水混凝土制備的研究、透水混凝土的應(yīng)用和透水混凝土的施工的研究3部分。透水混凝土的技術(shù)指標(biāo)分為拌合物指標(biāo)和硬化混凝土指標(biāo)。

1）拌合物指標(biāo)

要求坍落度在5mm～50mm之間，初凝時(shí)間不少于2h，漿體包裹要均勻、用手攥能成團(tuán)，要有金屬光澤。

2）硬化后的透水混凝土

要求強(qiáng)度在C15～C30等級(jí)之間，透水性不小于1mm/s，透水混凝土的孔隙率在10%～20%之間。

抗凍融循環(huán)要求一般不得低于D100。

（2）透水鋼筋混凝土

透水鋼筋混凝土是將透水混凝土與防腐鋼筋相結(jié)合形成的；將普通鋼筋混凝土中的混凝土用滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的透水混凝土替代，將普通鋼筋混凝土中的鋼筋用經(jīng)過(guò)特殊處理的防腐蝕鋼筋替代，就可制成透水鋼筋混凝土。

防腐蝕鋼筋是鋼筋表面除銹后用特殊要求的防腐材料覆蓋的鋼筋，覆蓋要嚴(yán)密，粘接應(yīng)牢固；鋼筋表面除銹是不僅要求除去塊狀鐵銹，還應(yīng)除去鋼筋表面浮銹；鋼筋除銹后，在鋼筋表面涂環(huán)氧樹(shù)脂，再表裹無(wú)紡纖維布形成鋼筋表面防腐層。

透水混凝土與防腐蝕鋼筋必須具備相當(dāng)?shù)墓樟?，是指能確保鋼筋混凝土共同受力的要求的裹握力。

透水混凝土中的水泥漿不宜過(guò)多，是要求能使骨料充分粘接，不至于有多余水泥漿的混凝土配合比，水泥漿過(guò)多，影響透水性。透水混凝土的養(yǎng)護(hù)，是透水混凝土表面積大，容易使水分散發(fā)，故既要保水，又要經(jīng)常濕水。

（3）透水混凝土地面結(jié)構(gòu)

透水混凝土地面結(jié)構(gòu)，包括自上向下依次分布的混凝土面層、碎石層墊和素土層；混凝土面層為能夠透水的無(wú)砂混凝土面層。無(wú)砂混凝土面層中分布有20～40毫米粒徑的碎石粗骨料。

（4）快速排水地磚

快速排水地面磚（圖1），是由快速排水地面磚磚體與排水管組成；快速排水地面磚磚體由快速排水地面磚包裹材料、排水凹槽、防滑槽組成；排水凹槽與防滑槽鑲嵌在快速排水地面磚包裹材料的表面；排水管由排水立管與排水橫管組成；排水立管與排水橫管垂直相交并相關(guān)聯(lián)通，形成方便的排水通道。

快速排水地面磚采用透水混凝土或普通混凝土制作?？焖倥潘孛娲u磚體的表面的漏斗形凹槽，是在快速排水地面磚磚體上表面排水立管上口附近形成的?？焖倥潘孛娲u磚體的防滑槽，是在快速排水地面磚磚體上表面形成的，防滑槽在快速排水地面磚磚體上表面的中間縱橫布置，且將各排水凹槽聯(lián)通。

圖1 快速排水地面磚示意圖1—快速排水地面磚磚體；11—快速排水地面磚包裹材料；12—排水凹槽；13—防滑槽；2—排水管；21—排水立管；22—排水橫管

排水管用PPR管制作，排水立管與排水橫管都是管狀部件，排水立管與排水橫管垂直相交并固結(jié)、貫通。

（5）透水樹(shù)池蓋

水混凝土樹(shù)池（圖2），由透水混凝土制成，用透水混凝土樹(shù)池覆蓋在樹(shù)根周?chē)?，既可以擋住?shù)根部的泥土與灰塵不在起風(fēng)時(shí)揚(yáng)起，避免污染環(huán)境，又能使雨水能進(jìn)入樹(shù)根部泥土中。

圖2 透水混凝土樹(shù)池工作示意圖 1—透水混凝土水池零件；2—透水混凝土水池孔眼。

圖3 透水混凝土路緣石示意圖1—透水混凝土路緣石面層；2—透水混凝土層；3—透水混凝土路緣石底層

透水混凝土樹(shù)池，是覆蓋在樹(shù)根部泥土上的透水混凝土板，透水混凝土板由內(nèi)圓外方板組成，其特征為： 抗壓強(qiáng)度：≥30MPa；抗折強(qiáng)度：≥4.0MPa；透水性：≥3.0×10-2cm/s；環(huán)保性：放射性、重金屬含量、有毒物質(zhì)溶出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 抗凍性：25次凍融循環(huán)，抗壓損失率≤15%；密度：1700kg/m3。

（6）透水路緣石

透水混凝土路緣石，由透水混凝土路緣石面層與透水混凝土層以及透水混凝土路緣石底層組成（圖3）。透水混凝土路緣石面層與底層是用普通混凝土制成的，透水混凝土層是用透水混凝土制成的，透水混凝土的特征是雨水等地面水可以通過(guò)混凝土流進(jìn)與流出，而普通混凝土則不能。透水混凝土路緣石面層與底層由普通混凝土組成，制作時(shí)，可以先將面層與底層制作成預(yù)制塊放在模具內(nèi)澆筑透水混凝土層制成，也可以用其它方法制成。

（7）道路雨水收集裝置

水土流失，不僅是指在雨水沖刷下的土體流失，也包括水的流失；大自然的支出與收入是基本平衡的，太陽(yáng)將地面水蒸發(fā)后，用雨水補(bǔ)償、滋潤(rùn)大地，而現(xiàn)代文明造成了地面多處被硬化，這些被硬化的地面，在太陽(yáng)曝曬下，地面水分被蒸發(fā)出去，下雨時(shí)雨水在被硬化的地面流走，回不到地下，使得地下水源得不到補(bǔ)充。

2.2 屋面雨水收集的裝置的研究

2.2.1 研究目的

從需求出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的屋面雨水收集技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，找出他們的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的屋面雨水收集技術(shù)。

2.2.2 研究方法

（1）首先對(duì)國(guó)內(nèi)外屋面雨水收集技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，并進(jìn)行方案制訂與方案優(yōu)化，設(shè)計(jì)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的屋面雨水收集技術(shù)。

（2）充分搜集屋面雨水收集系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集并報(bào)有關(guān)政府部門(mén)備案。