基于海綿城市建設(shè)的透水磚生產(chǎn)工藝分析

姜健 黃志濤 姜益志

江華新型建筑材料有限公司 江蘇 蘇州 215500

引言：步入新發(fā)展階段，我國的城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，城市的規(guī)模越來越大，伴隨而來的是愈加艱難的城市建設(shè)管理。在城市眾多基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，排水系統(tǒng)是極為重要的一種，尤其是對于沿海地區(qū)、雨水豐沛的城市更是如此。當(dāng)遇到強(qiáng)降雨，倘若排水系數(shù)差，排水效率低，那么就很可能引發(fā)城市的內(nèi)澇，給群眾的財(cái)產(chǎn)與人身安全帶來巨大的威脅。為此，建設(shè)海綿城市是迫在眉睫的重?fù)?dān)，必須打造高效排水、蓄水的新城市。而在海綿城市的建設(shè)中，透水磚是性價(jià)比較高的基礎(chǔ)材料，通過鋪設(shè)透水磚能有效提升城市排水的效率，對于防止城市內(nèi)澇有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。因此，對透水磚的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，不斷改進(jìn)優(yōu)化透水磚的生產(chǎn)及鋪設(shè)，是非常有必要的。

一、海綿城市的內(nèi)涵

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，海綿城市概念的出現(xiàn)，對提升現(xiàn)代化城市建設(shè)有著重要作用。海綿城市，顧名思義，就是將城市打造成像海綿一般能夠強(qiáng)有力的吸水、儲水甚至凈水。海綿城市，能夠從容的應(yīng)對洪澇等自然災(zāi)害，尤其在處理水上極具彈性，既能高效排水蓄水，又能在需要水時(shí)將儲存的水資源進(jìn)行利用，具有綠色環(huán)保的效益。與傳統(tǒng)的管道排水相比，海綿城市更重視向自然滲透，自然排水蓄水發(fā)展。通過在城市道路上鋪設(shè)透水磚、利用下沉式綠地等方法，有效增強(qiáng)城市控制水的能力，更使得城市建設(shè)更加綠色，讓城市自由地呼吸，符合當(dāng)下綠色發(fā)展的要求。海綿城市，能夠在遇到小雨時(shí)不出現(xiàn)積水，遇到暴雨時(shí)不出現(xiàn)內(nèi)澇，城市水體系統(tǒng)不出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，是未來城市發(fā)展的必然趨勢[1]。

二、透水性鋪裝的分類

透水性鋪裝，就是在城市的道路、地面上鋪設(shè)具有透水性能的新型材料，比如透水磚，以此達(dá)到既不會降低道路地面的強(qiáng)度及耐久性，又能提升城市排水蓄水的目的。同時(shí)，透水性鋪設(shè)能夠從多個(gè)方面對城市的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，既能有效改善城市土壤的質(zhì)量，也能減少城市的污染，還能節(jié)約大量的人力財(cái)力，是當(dāng)下城市必須引進(jìn)的新型建設(shè)技術(shù)。當(dāng)下的透水性鋪設(shè)主要分為以下兩大類：

（一）面層鋪裝

面層鋪裝是指利用透水材料的切塊結(jié)構(gòu)，將透水材料進(jìn)行連鎖式的鋪裝，由于連接處會產(chǎn)生小縫隙，故而能夠有效提升排水性能。一般用于面層鋪裝的材料有間隙透水磚、鵝卵石、植草磚等等，面層鋪裝通常能以各種圖案呈現(xiàn)，極具觀賞性。比如在城市公園區(qū)域，經(jīng)常能見到上述鋪設(shè)小道，觀賞性和使用效果都極好。一般來說，塊狀鋪裝適用于公園、停車場、小區(qū)道路等區(qū)域[2]。

（二）整體鋪裝

整體鋪裝則是將材料進(jìn)行整體的系統(tǒng)性鋪裝，利用材料自身的高透水性達(dá)到排水快、蓄水多的功能。常見的整體鋪裝材料有碎石、木屑、透水基層、透水混凝土、海綿城市透水磚、新型仿石PC透水磚等。比如在運(yùn)動跑道上使用環(huán)氧樹脂微孔透水鋪裝；在學(xué)校區(qū)域使用海綿透水磚等等。整體鋪裝通常會運(yùn)用于城市街道、大型公共場所等地，為城市基礎(chǔ)建設(shè)添力。

透水性鋪裝所運(yùn)用到的材料多種多樣，因透水磚是當(dāng)下眾多材料中材料成本及維修成本較低、操作較簡易且應(yīng)用較廣，有著極大的研究價(jià)值，故而下文主要對透水磚的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)進(jìn)行研究，以期推動透水磚在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用。

三、透水磚設(shè)計(jì)要素

（一）透水形式

透水效果主要通過兩種形式得以實(shí)現(xiàn)：

1、間隙透水磚通常借助接頭設(shè)計(jì)，以使得磚體之間產(chǎn)生一個(gè)空隙，而水就能夠從空隙中及時(shí)排除。在實(shí)際的運(yùn)用中，當(dāng)兩相鄰的透水磚與空隙作為中心受到外部壓力被壓縮時(shí)，則力就會由該磚上翼緣承受，且在空隙處容易受到更大的壓力，可能會導(dǎo)致磚體外觀被破壞。采取接頭設(shè)計(jì)，可有效增強(qiáng)整個(gè)磚體乃至設(shè)施的抗壓能力。在使用中，特別需要注意對于其尺寸的把控。接頭的間隔距離要求通常還是比較大的，以—種偏移圖案的方式以產(chǎn)生大約6mm寬度的接頭。

2、對粒徑不一的骨料進(jìn)行組合，添加特殊配比的化學(xué)劑與膠凝材料 ，通過臺模振一體的物理液壓工藝，以生產(chǎn)透水率不低于3mm/s的透水材料，同時(shí)亦具備高保水性，高防滑性，高吸噪性的應(yīng)用效果。

（二）抗壓強(qiáng)度及尺度

在設(shè)計(jì)過程中，對于透水磚強(qiáng)度及尺度的把控也是極其重要的，倘若與工程預(yù)期的要求出現(xiàn)偏差，那么極有可能造成極大的浪費(fèi)，更影響整個(gè)工程的質(zhì)量。因而，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)預(yù)期的工程需要，進(jìn)行磚塊最佳強(qiáng)度及尺度的評估，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢測核算，必要時(shí)還可進(jìn)行模擬鋪裝，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，保障尺度能滿足建設(shè)的需要。例如，如果透水磚是用作路面的鋪設(shè)，考慮到實(shí)際使用中難免車輛等承壓需求?；炷谅访娲u國家標(biāo)準(zhǔn)（GB28635-2012）4.2規(guī)定：厚度尺寸為60-150mm。BESSER混凝土成型設(shè)備的實(shí)踐中，6cm至8cm厚度的透水磚即可達(dá)到30MPa-60MPa抗壓強(qiáng)度，且符合自動鋪裝機(jī)使用條件，能有效降低鋪裝的人工成本。因此根據(jù)不同應(yīng)用場景，綜合工程經(jīng)濟(jì)性要素選擇適合的抗壓強(qiáng)度和尺度，以保障鋪裝的荷載效果[3]。

四、透水磚鋪裝設(shè)計(jì)原則

（一）材料與生產(chǎn)的生態(tài)設(shè)計(jì)

當(dāng)下，我國正大力弘揚(yáng)綠色發(fā)展理念，城市建設(shè)更是應(yīng)當(dāng)從綠色的角度出發(fā)。以往對于污染的防治一般都是在污染末端進(jìn)行，即污染已經(jīng)產(chǎn)生在進(jìn)行治理，這顯然已經(jīng)滿足不了我國當(dāng)下綠色發(fā)展的需求。因此，必須從生產(chǎn)的源頭進(jìn)行污染的防治，有效降低工業(yè)生產(chǎn)給生態(tài)環(huán)境帶來的破壞。產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用至報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)，在生產(chǎn)階段是最好預(yù)防污染的，因此在透水磚的生產(chǎn)時(shí)必須秉承生態(tài)設(shè)計(jì)的原則。因此，在透水磚的生產(chǎn)階段，可以采取以下措施進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)：第一，充分利用廢棄資源。在整個(gè)城市建設(shè)過程中，每天都會產(chǎn)生大量的廢棄材料，對于這些材料如果不妥善處理，就會造成巨大的污染。因此，在透水磚的生產(chǎn)階段，可以嘗試將廢棄的材料進(jìn)行利用，比如用建筑廢料、鋼渣來作為透水磚的骨料，以此實(shí)現(xiàn)對資源的循環(huán)利用。第二，改進(jìn)制磚方法，利用新型的液壓干法。傳統(tǒng)的磚塊制作方式大多需要燃燒大量的煤炭資源，對空氣造成了巨大的污染，而利用液壓干法，能夠從源頭降低煤炭的燃燒，具有良好的生態(tài)效益。第三，創(chuàng)新性的使用臺振+模振一體化技術(shù)。傳統(tǒng)磚塊的面層若進(jìn)行二次加工，所使用水磨等工藝會產(chǎn)生廢水，而使用臺振+模振一體化技術(shù)生產(chǎn)的透水磚能夠有效從源頭避免二次加工所帶來的廢水等易污染環(huán)節(jié)。這三種方法都能從污染源頭進(jìn)行防治，有效減少污染，除了以上方法外，還應(yīng)當(dāng)在生態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，不斷探索，對生態(tài)技術(shù)不斷改進(jìn)優(yōu)化[4]。

（二）人性化設(shè)計(jì)

透水磚作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建筑的重要組成部分，其最終設(shè)計(jì)目標(biāo)就是為廣大人民群眾提供便利，滿足日益增加的對美好生活的需求。因此，在進(jìn)行透水磚的設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分聽取群眾的意見，進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)。一方面，考慮到施工難度及施工效率，必須從安裝人員的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。透水磚的大小、重量對于安裝人員而言，都是影響工作效率的重要因素，通過對以往實(shí)施施工時(shí)常遇到的磚塊問題，結(jié)合安裝人員的設(shè)計(jì)建議，對透水磚進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，以減輕安裝人員的工作量，提高安裝的效率。另一方面，還必須兼顧居民對于磚塊的需求，畢竟磚塊的目標(biāo)就是讓群眾對城市更加滿意。在設(shè)計(jì)前，通過問卷調(diào)查、實(shí)地采訪的形式，充分了解居民對于透水磚的建議及要求。設(shè)計(jì)時(shí)，兼顧居民及安裝人員兩者的需求，在設(shè)計(jì)完成時(shí)，還可以將樣本以圖片等形式交由檢驗(yàn)，對于存在的問題及時(shí)進(jìn)一步改進(jìn)。確保透水磚在設(shè)計(jì)時(shí)能滿足人民的需求，達(dá)到人性化設(shè)計(jì)的效果。

（三）透水磚設(shè)計(jì)實(shí)踐

在透水磚的設(shè)計(jì)過程中，不能夠一味的在設(shè)計(jì)室進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)，更應(yīng)當(dāng)注重對設(shè)計(jì)的實(shí)踐檢驗(yàn)。因此，在設(shè)計(jì)前，必須對以往的透水磚類型及效果進(jìn)行充分的研究，了解各種透水磚的優(yōu)勢及缺點(diǎn)，從以往的設(shè)計(jì)上吸取經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，還必須考慮到透水磚使用的環(huán)境，對鋪裝地區(qū)進(jìn)行考察，了解其的環(huán)境特點(diǎn)，對透水磚功能的要求等等，并做好詳細(xì)的記錄工作。設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際的角度從發(fā)，以滿足功能要求為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成之后，還必須進(jìn)行初步的實(shí)踐，可以對一部分地區(qū)進(jìn)行鋪裝，通過實(shí)驗(yàn)等方式對鋪裝后的效果進(jìn)行檢驗(yàn)。如果效果好，則可加大工作力度，及時(shí)完成透水磚的鋪裝。倘若效果不甚理想，及時(shí)的從實(shí)踐中探索原因，對透水磚的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。實(shí)踐是檢驗(yàn)效果的最佳途徑，對于透水磚設(shè)計(jì)而言也是如此，必須以實(shí)踐來不斷改進(jìn)，使透水磚的設(shè)計(jì)能通過實(shí)踐的考驗(yàn)。

五、結(jié)束語

透水性鋪裝，在城市中越來越常見，在未來也必將實(shí)現(xiàn)城市全方位覆蓋透水性鋪裝，使城市成為真正的海綿城市。作為透水性鋪裝核心材料的透水磚系列產(chǎn)品，必須高度重視其生產(chǎn)工藝，對于設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控，遵循生態(tài)化設(shè)計(jì)、人性化設(shè)計(jì)及進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐等原則，以此生產(chǎn)出效益高、效果佳的優(yōu)質(zhì)透水磚，促進(jìn)我國城市向海綿城市發(fā)展。