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透水砖堵塞和控制研究及应用进展

中国给水排水 2022年第6期38卷 60-66页

作者：成智文李盟孙昕刘明文耿康陈晓薇咸阳陶瓷研究设计院有限公司陕西咸阳712000 西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

透水砖是海绵城市系统的重要组成部分,可有效降低城市雨洪风险。但透水砖会因截留颗粒物而降低其渗透性能,严重缩短其使用寿命。综述了透水砖的分类、堵塞机理、防堵控制技术,及其在我国的工程实践应用情况。透水砖堵塞位置和程度主要... 详细信息

透水砖是海绵城市系统的重要组成部分,可有效降低城市雨洪风险。但透水砖会因截留颗粒物而降低其渗透性能,严重缩短其使用寿命。综述了透水砖的分类、堵塞机理、防堵控制技术,及其在我国的工程实践应用情况。透水砖堵塞位置和程度主要受材料、孔隙结构、雨水径流颗粒物性质及暴露环境等诸多因素共同影响,需要经常性的维护清理以保证其透水性能。目前,透水砖主要有人工清扫、高压冲洗和真空抽吸等三种维护方法,但只能去除透水材料表层截留物,恢复能力有限。因此,研制高强度和高渗透性的透水砖,以及与纳米科技应用和耦合系统有助于源头控制堵塞。最后对缓堵型透水材料研制和长效维护机制提出了研究建议。

关键词：透水砖孔隙结构堵塞机理堵塞维护

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透水砖堵塞机理与清洗效果试验研究

中国科技论文 2022年第6期17卷 647-652,680页

作者：刘晓明骆远洋张超任鹏鹏湖南大学土木工程学院长沙410082

为了探究自然环境中不同土类对透水砖的堵塞机理及不同堵塞机理下透水砖的清洗效果,首先分析不同来源堵塞土体的特性,制备其悬浊液对透水砖进行堵塞试验,然后对透水砖进行清洗并测试清洗效果。结果表明,淤泥和粒径为10~75μm的石英粉最... 详细信息

为了探究自然环境中不同土类对透水砖的堵塞机理及不同堵塞机理下透水砖的清洗效果,首先分析不同来源堵塞土体的特性,制备其悬浊液对透水砖进行堵塞试验,然后对透水砖进行清洗并测试清洗效果。结果表明,淤泥和粒径为10~75μm的石英粉最易导致透水砖堵塞,且清洗效果差;细砂虽易导致堵塞,但清洗后透水砖渗透性恢复效果显著;粉土不易导致堵塞,但堵塞后清洗效果差;10μm以下石英粉不易导致堵塞,且易清洗。结合各种来源土体被搬运到透水铺装场地的方式,提出了透水铺装使用场地的建议。

关键词：透水砖堵塞机制堵塞试验海绵城市

利用垃圾焚烧渣制备陶瓷透水路面砖的试验研究

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无机盐工业 2024年第5期56卷 121-127页

作者：代红涛沈芳芳杨文涛郑州铁路职业技术学院河南郑州451460 郑州财经学院河南郑州450000

垃圾焚烧渣是一种危险的固体废弃物,无害化利用垃圾焚烧渣具有重要意义。以垃圾焚烧渣为主要原料,通过高温烧结工艺制备了一种综合性能较佳的透水砖,研究了垃圾焚烧渣的添加量与烧成温度对样品结构与性能的影响规律。结果表明:添加适量... 详细信息

垃圾焚烧渣是一种危险的固体废弃物,无害化利用垃圾焚烧渣具有重要意义。以垃圾焚烧渣为主要原料,通过高温烧结工艺制备了一种综合性能较佳的透水砖,研究了垃圾焚烧渣的添加量与烧成温度对样品结构与性能的影响规律。结果表明:添加适量的废玻璃及适当提高烧成温度能够改善试样的强度及环境安全性;当垃圾焚烧渣、废玻璃与煤粉(外加)的添加量分别为60%、40%、20%(质量分数)时,在1 200℃下烧成制品的透水系数、抗折强度与抗压强度分别为0.58 mm/s、6.23 MPa和18.58 MPa,其强度和透水系数分别达到了R_(f)4.5与B等级,且制品的Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)浸出浓度满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求。XRD与SEM-EDS分析结果表明,由废玻璃熔融而成的高温液相溶解了三氧化二铅、氧化锌和氧化铜,抑制了Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)的浸出。提高烧成温度能够降低样品的气孔率,促进三氧化二铅、氧化锌与氧化铜的溶解,进而协同改善制品的环境安全性。莫来石与玻璃相相互胶结,连通气孔均匀分布,赋予了透水砖较高的强度与优良的透水性能。

关键词：垃圾焚烧渣透水砖透水性能抗压强度浸出浓度

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球磨电瓷废料制备透水砖粉体原料

粉末冶金技术 2023年第1期41卷 84-89页

作者：张东亮宋杰光廖江萍杨雪晴曾情温红彬黄榕向芸萍乡学院材料与化学工程学院萍乡337055 萍乡学院创新创业学院萍乡337055 江西萍乡龙发实业股份有限公司萍乡337022

研究了球磨工艺对电瓷废料球磨效率的影响,并以电瓷废料球磨粉体为原料制备了透水砖。结果表明:电瓷废料粉体的粒度随球磨时间的延长而逐渐减小,随着球磨转速的增加呈现先减小后增大的趋势,表明球磨效率先提高后降低。由于电瓷废料硬度... 详细信息

研究了球磨工艺对电瓷废料球磨效率的影响,并以电瓷废料球磨粉体为原料制备了透水砖。结果表明:电瓷废料粉体的粒度随球磨时间的延长而逐渐减小,随着球磨转速的增加呈现先减小后增大的趋势,表明球磨效率先提高后降低。由于电瓷废料硬度高,随着大球磨球比例的增加,粉体粒度减小;当中球比例降低后,球磨粉体粒度又随大球比例的增加而增大。当装料量小于35%时,电瓷废料粉体的粒度逐渐上升,球磨效率逐渐降低;当装料量大于35%后,电瓷废料粉体的粒度上升速度加快,球磨效率迅速降低。通过优化电瓷废料球磨工艺并综合考虑透水砖性能,确定球磨时间为20 h、球磨转速为140 r·min^(-1)、瓷球大、中、小级配比为5:3:2、装料量为35%较为合适,球磨后电瓷废料粉体的中位径为4.1μm,筛余量为15%。以电瓷废料球磨粉体为主要原料制备透水砖,获得了抗压强度6.1 MPa、透水系数0.028 cm·s^(-1)的透水砖。

关键词：电瓷废料球磨工艺透水砖球磨效率

ZnFe_(2)O_(4) 改性清淤污泥透水砖对初期雨水典型污染物净化效果及其吸附特性

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环境污染与防治 2024年第1期46卷 76-81页

作者：刘小婷张翔凌李栩灏朱浩胡美艳毛斌雷晓芸秦耀君湖北省电力规划设计研究院有限公司湖北武汉430040 武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

为将水体清淤污泥有效资源化利用,并同步解决初期雨水径流污染问题,合成ZnFe_(2)O_(4)用于改性清淤污泥透水砖。运用场发射扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等手段对改性前后清淤污泥透水砖进行材料表征,分析表面形貌、元素组... 详细信息

为将水体清淤污泥有效资源化利用,并同步解决初期雨水径流污染问题,合成ZnFe_(2)O_(4)用于改性清淤污泥透水砖。运用场发射扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等手段对改性前后清淤污泥透水砖进行材料表征,分析表面形貌、元素组成及晶体结构;通过ZnFe_(2)O_(4)掺混比试验筛选最优配比,并开展初期雨水径流净化试验及吸附试验。结果表明:1)ZnFe_(2)O_(4)改性大幅提升了清淤污泥透水砖对悬浮物和磷酸盐的理论最大吸附量;2)改性前后清淤污泥透水砖对磷酸盐的吸附趋于单分子层吸附,且为自发吸热过程;3)未改性清淤污泥透水砖对悬浮物的吸附过程符合多分子层吸附,而ZnFe_(2)O_(4)改性清淤污泥透水砖更符合单分子层吸附;4)ZnFe_(2)O_(4)改性清淤污泥透水砖对悬浮物和磷酸盐的吸附性能及净化效果均明显优于未改性清淤污泥透水砖,可作为功能性透水铺装材料应用于海绵城市。

关键词： ZnFe_(2)O_(4) 尖晶石透水砖雨水净化海绵城市改性清淤污泥

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若干因素对透水砖性能影响机理的研究进展

材料导报 2019年第23期33卷 3949-3954页

作者：张雄王啸夫同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室

透水路面的设计是建设“海绵城市”最重要的一环。透水砖是使用量最大的透水路面材料,水泥基透水砖、陶瓷基透水砖及树脂基透水砖是目前常见的透水砖种类。其中,前两种透水砖问世较早但都存在显著的缺点。树脂基透水砖在透水率、强度、... 详细信息

透水路面的设计是建设“海绵城市”最重要的一环。透水砖是使用量最大的透水路面材料,水泥基透水砖、陶瓷基透水砖及树脂基透水砖是目前常见的透水砖种类。其中,前两种透水砖问世较早但都存在显著的缺点。树脂基透水砖在透水率、强度、时效性、过滤性等方面均能大大超过国家现行标准,代表着未来的发展趋势。影响树脂基透水砖性能的因素很多,如骨料的种类、粒径、圆度、级配,胶凝材料的种类、物化特征,孔隙率、孔隙结构以及制备方法等。系统研究各因素对透水砖透水性能和力学性能的影响规律与机理,有助于优化树脂基透水砖的成分设计和生产工艺。通过对树脂基透水砖孔径、孔隙率、有效孔隙率的研究,可以反向证明采用开级配的骨料,在保留一端的环氧基的同时在树脂分子侧链接枝亲水基团,以及有效控制胶凝剂的使用量,均能对透水砖的透水性能产生积极作用。而在胶结成型之前对砂粒进行焙烧处理,可以去除骨料中的缺陷、降低砂粒表面可剥离吸附物的含量,同时还能增加树脂膜与砂粒表面的吸附强度,从而有效提升系统的整体强度。在成型方法方面,采用动载压制成型工艺会使材料的密实度提升,孔的分布更为均匀,强度也较静载压制成型得到相应提升。本文旨在总结与探讨影响树脂基透水砖透水性能和力学性能的诸多因素,包括骨料、胶凝材料等组成材料,孔隙率、孔隙结构等孔隙特征,骨料焙烧、预覆膜处理和砖成型方式等制备工艺。

关键词：透水路面风积砂环氧树脂透水砖透水系数抗压强度

透水砖与垫层入渗特性对城市降雨产流的影响研究

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自然灾害学报 2020年第6期29卷 147-157页

作者：李山仵苗李静思刘腾西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室陕西西安710048

为评估透水铺装应用场地的适配性及减灾效果,本文通过室内试验、模型模拟与理论分析的方法,研究了西安地区不同透水砖铺装面层(陶瓷透水砖和生态透水砖)与垫层(均质土、15%和30%碎石混合、砂基四种垫层)组合下的入渗特性及其对降雨径流... 详细信息

为评估透水铺装应用场地的适配性及减灾效果,本文通过室内试验、模型模拟与理论分析的方法,研究了西安地区不同透水砖铺装面层(陶瓷透水砖和生态透水砖)与垫层(均质土、15%和30%碎石混合、砂基四种垫层)组合下的入渗特性及其对降雨径流的调节作用。结果表明:①陶瓷透水砖和生态透水砖都有良好的入渗性能,垫层入渗快慢顺序为砂基垫层、15%碎石混合垫层、均质土垫层和30%碎石混合垫层。砾石含量的适当增加有助于水分的入渗,但是当砾石含量持续增加会阻碍降雨入渗。②透水铺装入渗分透水砖入渗和垫层入渗2个阶段,透水砖入渗阶段累积入渗量与时间符合线性关系;垫层入渗阶段可用Philip公式和Kostiakov模型很好的模拟,且Philip公式拟合结果略好于Kostiakov模型。③两年一遇降雨条件下,透水铺装不会产流;五年一遇降雨频率下仅有30%碎石混合垫层下的透水铺装产流;十年一遇降雨频率下,15%碎石混合垫层、均质土垫层和30%碎石混合垫层均产流;砂基垫层在3种降雨下均不产流。试验所用透水砖及垫层结构均能满足西安地区年径流总量控制率(80%~85%)要求。

关键词：透水铺装透水砖垫层结构入渗率雨强降雨产流

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透水砖冻胀损坏试验研究

水利水电技术(中英文) 2021年

作者：李俊奇郭晓鹏梁云张海龙王志平王文海闫霄雯北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京未来城市设计高精尖创新中心

在寒冷地区，透水砖铺装的冻胀损坏一直是影响其寿命的主要因素之一。通过冻胀损坏试验，研究陶瓷透水砖、水泥透水砖在冻结过程中外观变化和冻胀应力的变化规律，对其抗冻性能进行评价，最后结合试验数据提出相应的抗冻胀技术改进措施... 详细信息

在寒冷地区，透水砖铺装的冻胀损坏一直是影响其寿命的主要因素之一。通过冻胀损坏试验，研究陶瓷透水砖、水泥透水砖在冻结过程中外观变化和冻胀应力的变化规律，对其抗冻性能进行评价，最后结合试验数据提出相应的抗冻胀技术改进措施。研究表明：陶瓷透水砖的抗冻性能优于水泥透水砖。在水饱和度为完全饱和、有侧限条件下，陶瓷透水砖的最大冻胀应力为1.42 MPa，水泥透水砖的最大冻胀应力为1.67 MPa；在水饱和度为完全饱和、无侧限条件下，陶瓷透水砖的最大冻胀应力为0.21 MPa，水泥透水砖的最大冻胀应力为0.22 MPa。透水砖的抗冻防治措施应从提高砖体强度和耐久性、降低水饱和度、应力释放和加强透水砖铺装后期维护管理等几方面采取综合措施。在分析有侧限、无侧限试验条件下透水砖冻胀应力的大小差值较大的基础上，提出干砂灌缝或设置伸缩缝、基层或垫层增设导水管（板）、增设辅助设施等透水砖铺装抗冻胀技术改进措施。

关键词：透水砖冻胀应力抗冻胀城市雨水管理海绵城市饱和度低影响开发

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改性磷石膏免烧透水砖的制备与性能

公路交通科技 2022年第7期39卷 49-54页

作者：李征北京新桥技术发展有限公司北京100088 交通运输部公路科学研究院北京100088

为了拓展磷石膏的资源化利用,进一步实现我国绿色可持续发展的目标,利用磷石膏作为原材料制备免烧透水砖。试验分析了改性磷石膏对免烧透水砖关键指标的影响规律及作用机制。首先对改性磷石膏免烧透水砖原材料的试验方案进行设计,通过... 详细信息

为了拓展磷石膏的资源化利用,进一步实现我国绿色可持续发展的目标,利用磷石膏作为原材料制备免烧透水砖。试验分析了改性磷石膏对免烧透水砖关键指标的影响规律及作用机制。首先对改性磷石膏免烧透水砖原材料的试验方案进行设计,通过体积法进行配合比设计优化,计算得到透水砖初步配合比,并以磷石膏pH值、磷石膏球磨时间及聚合物乳液掺量为改性磷石膏的影响因素,通过正交试验设计,以占胶凝材料总质量30%的改性磷石膏为主要原料,采用静压成型工艺制备透水砖,进行了力学性能和透水性能试验,并对试验结果进行了极差分析及因素水平分析。结果表明:磷石膏pH值是改性磷石膏免烧透水砖劈裂抗拉强度的主要影响因素,其次分别是磷石膏球磨时间和聚合物乳液掺量;磷石膏球磨时间是改性磷石膏免烧透水砖透水系数的主要影响因素,其次分别是磷石膏pH值和聚合物乳液掺量;改性磷石膏免烧透水砖原材料最佳配合比为:磷石膏的pH值为10,磷石膏球磨时间3 min左右及聚合物乳液掺量2%。经生产验证,批量生产抽样实测改性磷石膏免烧透水砖的28 d劈裂抗拉强度为3.57 MPa,透水系数为2.1×10^(-2)cm/s,满足标准要求。

关键词：道路工程透水砖磷石膏性能试验劈裂抗拉强度透水系数