CN108130838A - 一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法，包括一个立方体状蓄水模块主体；该蓄水模块主体包括内部填充吸水填充芯材及净水滤料的容纳空腔、有条状开口部位的上部盖板、与容纳空腔相互连通的排水管。包括下述重量份的原料：水泥70‑100份、粉煤灰0‑45份、细骨料148‑170份、陶粒329‑380份、发泡剂8‑10份。根据原料混合、成型养护、填充腔体、封闭盖板的制备方法，本发明能够在短时间内实施大面积模块化安装，以较高的速度吸收和蓄存下渗雨水，对于雨水中溶解的主要的污染物质及颗粒物均有较好的去除效果，为解决水资源匮乏情况及提高雨水利用率提供了极大可能。

Description

一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法
技术领域
本发明涉及市政建设的蓄水基础层模块化材料领域，特别是涉及一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法。
背景技术
近年来，不透水面积的剧增提高了城市发生内涝事件的概率，使得城市雨洪问题日益突出。因此，保护广大人民群众生活质量和人身财产安全，解决极端天气带来的灾害事件是我国各级城市都在面临的难题。在此基础上政府提出了大力建设“海绵城市”的新概念。目前全国已有多个城市完成了对海绵城市专项规划的编写工作，开始试点实施。
要建设海绵城市，改变传统的灰色雨水设施，采用 “渗、滞、蓄、净、用、排”等多种不同的科学手段，更多地利用自然力量积存、自然渗透、自然净化雨水必不可少。其中一种有效的途径就是在城市范围内大面积地将硬质地面改造为透水地面。
同时，由径流雨水引发的非点源污染是城市地区水环境污染主要来源。城市道路沉积物中的重金属、氮磷营养物、有机物(COD)、多环芳烃(PAHs)等有害物质使得雨水污染问题严重，严重阻碍了对城市雨水的资源化利用的实现进程。因此，对公园、人行道、居民社区、广场等轻载路面的基础层的蓄水能力及净水能力进行研究，制备一种能净化水质的透水路面蓄水基础层模块，既能控制雨水径流污染及内涝问题,又能缓解城市用水压力，对于加快建设海绵城市的步伐具有重大意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法，能够在保证高效的集蓄雨水的同时，吸附雨水中存在的污染物质，并长时间保持有效地过滤雨水降低污染物浓度的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，包括一个立方体状蓄水模块主体，且该蓄水模块主体可多个平行排列。其中，该蓄水模块主体体心处设置有容纳空腔，空腔内部填充吸水填充芯材及净水滤料；该蓄水模块主体底部及四个侧壁设置排水管，空腔上部盖板设置条状开口部位。
本发明提出的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，由透水路面砖、垫层材料、土工织物、上盖板、蓄水模块主体、排水管、黏土陶粒和保水剂组成，蓄水模块主体体心处设置有若干个容纳空腔，所述每个容纳空腔上部设置有上盖板，所述上盖板设置有条状开口部位，所述容纳空腔内部填充有黏土陶粒和保水剂，该蓄水模块主体于底部及四个侧壁设置有与容纳空腔相互连通的排水管；蓄水模块主体顶部覆盖土工织物，土工织物上覆盖垫层材料，垫层材料铺设透水路面砖。
本发明中，蓄水模块主体原料和上盖板均由水泥、粉煤灰、细骨料、陶粒和发泡剂组成，原料组成的重量份如下：
水泥70-100份、粉煤灰0-45份、细骨料148-170份、陶粒329-380份、发泡剂8-10份。
本发明中，蓄水模块主体可多个平行排列及多层叠加。
本发明中，所述水泥为普通硅酸盐水泥，优选为42.5普通硅酸盐水泥。
本发明中，粉煤灰为二级粉煤灰，优选为以粉煤灰取代水泥的质量份数之比为1.5:1。
本发明中，细骨料为黄砂，细度模数为1.8-2.6。
本发明中，陶粒为黏土陶粒，堆积密度为380-510kg·m-3,筒压强度为1.5-2.5kPa。
本发明中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠发泡剂、茶皂素发泡剂、皂角苷型发泡剂或动物蛋白发泡剂中至少一种，优选为十二烷基苯磺酸钠。
本发明提出的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块的制备方法，制备步骤如下：
（1）将陶粒在水中浸泡1-1.5小时，移入带标准筛中，覆盖湿毛巾，直至陶粒达到饱和面干状态备用；
（2）将发泡剂倒入泡沫搅拌机，再用量筒量取3-3.5倍于发泡剂的自来水，开动搅拌机搅拌15-20分钟；
（3）在混凝土搅拌机中依次加入预湿润的陶粒、细骨料、水泥和粉煤灰干拌3分钟，搅拌均匀后按水灰比为0.42-0.46倒入自来水，最后按掺量为10%-15%倒入泡沫充分搅拌；搅拌2-3分钟后，将搅拌好的泡沫陶粒混凝土装入试模中，然后放在振捣器上振捣不超过20秒使其密实；浇筑后试件覆盖养护7天，7天后进行拆模；
（4）排水管材质为PP塑料，内壁带有金属过滤网，蓄水模块主体的在双层模具上预留排水管用浇筑孔；固定好排水管后再浇筑混凝土；待蓄水模块主体强度达到设计强度后进行蓄水模块主体的再次拼装工作；
（5）蓄水模块主体上盖板制作方式如步骤（1）至（4）条所述，蓄水模块主体上盖板的尺寸与蓄水模块主体上部空腔开口的尺寸对应，并预留10mm的空隙供拼装后填充水泥砂浆封闭使用；
（6）蓄水模块主体体心处容纳空腔中按照体积分数之比为6:3填充陶粒及保水剂，然后安装上盖板，调整上盖板在蓄水模块主体上部空腔开口中的位置，填充水泥砂浆，抹平后养护7天。
本发明中，保水剂为聚丙烯酸盐类保水剂、淀粉类保水剂或腐植酸型多功能保水剂中至少一种；优选为聚丙烯酸盐类保水剂。
本发明的有益效果包括：
（1）本发明所制备的有净化水质作用的透水路面蓄水基础层模块所需原料绿色环保，铺设施工操作方便，能在短时间内实施大面积模块化安装。可广泛铺设于公园、人行道、居民社区、广场等轻载路面的基础层。
（2）本发明的透水路面蓄水基础层模块具有良好的雨水蓄集效果，能以较高的速度吸收和蓄存下渗雨水，该模块可以实现蓄排功能，为解决水资源匮乏情况及提高雨水利用率提供了极大可能。
（3）本发明所制备的有净化水质作用的透水路面蓄水基础层模块净化水质效果明显，对于雨水中溶解的主要的污染物质及颗粒物均有较好的去除效果，吸附时间长时对COD、TN、TP混合下的去除率均较大，为雨水的循环利用提供了有利条件。
附图说明
图1是本发明一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块一较佳实施例的立体结构示意图；
图中标号：1、透水路面砖；2、垫层材料；3、土工织物；4、上盖板；5、蓄水模块主体；6、排水管；7、黏土陶粒；8、保水剂。
图2是一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块及其制备方法所示的产品外观示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，包括以下重量份的原料：
水泥70份、粉煤灰45份、细骨料155份、陶粒335份、发泡剂10份。
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其制备方法包括以下步骤：
（1）将发泡剂倒入泡沫搅拌机，再用量筒加入3倍于发泡剂的50℃自来水，搅拌15分钟，备用；
（2）根据所述配方在混凝土搅拌机中依次加入预湿润1小时的陶粒、细骨料、水泥、粉煤灰干拌3分钟，按水灰比为0.43倒入自来水，按掺量为10%倒入泡沫充分搅拌。2分钟后，将搅拌好的泡沫陶粒混凝土分别装入蓄水模块主体试模及蓄水模块主体上盖板试模中，然后放在振捣器上振捣15秒。试件覆盖养护7天后进行拆模；
（3）拆模后在蓄水模块主体的底部及侧壁固定好PP排水管后再浇筑；
（4）待蓄水模块主体强度达到设计强度后在容纳空腔中按照体积分数之比为6:3填充陶粒及保水剂，进行蓄水模块主体的再次拼装工作；调整上盖板在蓄水模块主体上部空腔开口中的位置，填充水泥砂浆，抹平后养护7天。
实施例2
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，包括以下重量份的原料：
水泥95份、粉煤灰15份、细骨料160份、陶粒360份、发泡剂8份。
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其制备方法包括以下步骤：
（1）将发泡剂倒入泡沫搅拌机，再用量筒加入3倍于发泡剂的50℃自来水，搅拌15分钟，备用；
（2）根据所述配方在混凝土搅拌机中依次加入预湿润1小时的陶粒、细骨料、水泥、粉煤灰干拌3分钟，按水灰比为0.45倒入自来水，按掺量为15%倒入泡沫充分搅拌。2分钟后，将搅拌好的泡沫陶粒混凝土分别装入蓄水模块主体试模及蓄水模块主体上盖板试模中，然后放在振捣器上振捣10秒。试件覆盖养护7天后进行拆模；
（3）拆模后在蓄水模块主体的底部及侧壁固定好PP排水管后再浇筑；
（4）待蓄水模块主体强度达到设计强度后在容纳空腔中按照体积分数之比为6:3填充陶粒及保水剂，进行蓄水模块主体的再次拼装工作；调整上盖板在蓄水模块主体上部空腔开口中的位置，填充水泥砂浆，抹平后养护7天。
实施例3
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，包括以下重量份的原料：
水泥100份、粉煤灰5份、细骨料170份、陶粒345份、发泡剂10份。
本实施例净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其制备方法包括以下步骤：
（1）将发泡剂倒入泡沫搅拌机，再用量筒加入3.5倍于发泡剂的65℃自来水，搅拌15分钟，备用；
（2）根据所述配方在混凝土搅拌机中依次加入预湿润1小时的陶粒、细骨料、水泥、粉煤灰干拌3分钟，按水灰比为0.46倒入自来水，按掺量为12%倒入泡沫充分搅拌。2分钟后，将搅拌好的泡沫陶粒混凝土分别装入蓄水模块主体试模及蓄水模块主体上盖板试模中，然后放在振捣器上振捣15秒。试件覆盖养护7天后进行拆模；
（3）拆模后在蓄水模块主体的底部及侧壁固定好PP排水管后再浇筑；
（4）待蓄水模块主体强度达到设计强度后在容纳空腔中按照体积分数之比为6:3填充陶粒及保水剂，进行蓄水模块主体的再次拼装工作；调整上盖板在蓄水模块主体上部空腔开口中的位置，填充水泥砂浆，抹平后养护7天。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：由透水路面砖、垫层材料、土工织物、上盖板、蓄水模块主体、排水管、黏土陶粒和保水剂组成，蓄水模块主体体心处设置有若干个容纳空腔，所述每个容纳空腔上部设置有上盖板，所述上盖板设置有条状开口部位，所述容纳空腔内部填充有黏土陶粒和保水剂，该蓄水模块主体于底部及四个侧壁设置有与容纳空腔相互连通的排水管；蓄水模块主体顶部覆盖土工织物，土工织物上覆盖垫层材料，垫层材料铺设透水路面砖。
2.根据权利要求1所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于，蓄水模块主体原料和上盖板均由水泥、粉煤灰、细骨料、陶粒和发泡剂组成，原料组成的重量份如下：
水泥70-100份、粉煤灰0-45份、细骨料148-170份、陶粒329-380份、发泡剂8-10份。
3.根据权利要求1所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：蓄水模块主体可多个平行排列及多层叠加。
4.根据权利要求2所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求2所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：粉煤灰为二级粉煤灰，具体为以粉煤灰取代水泥的质量份数之比为1.5:1。
6.根据权利要求2所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：细骨料为黄砂，细度模数为1.8-2.6。
7.根据权利要求2所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：陶粒为黏土陶粒，堆积密度为380-510kg·m-3,筒压强度为1.5-2.5kPa。
8.根据权利要求2所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块，其特征在于：所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠发泡剂、茶皂素发泡剂、皂角苷型发泡剂或动物蛋白发泡剂中至少一种。
9.一种如权利要求1所述的一种净化水质的透水路面蓄水基础层模块的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）将陶粒在水中浸泡1-1.5小时，移入带标准筛中，覆盖湿毛巾，直至陶粒达到饱和面干状态备用；
（2）将发泡剂倒入泡沫搅拌机，再用量筒量取3-3.5倍于发泡剂的自来水，开动搅拌机搅拌15-20分钟；
（3）在混凝土搅拌机中依次加入预湿润的陶粒、细骨料、水泥和粉煤灰干拌3分钟，搅拌均匀后按水灰比为0.42-0.46倒入自来水，最后按掺量为10%-15%倒入泡沫充分搅拌；搅拌2-3分钟后，将搅拌好的泡沫陶粒混凝土装入试模中，然后放在振捣器上振捣不超过20秒使其密实；浇筑后试件覆盖养护7天，7天后进行拆模；
（4）排水管材质为PP塑料，内壁带有金属过滤网，蓄水模块主体的在双层模具上预留排水管用浇筑孔；固定好排水管后再浇筑混凝土；待蓄水模块主体强度达到设计强度后进行蓄水模块主体的再次拼装工作；
（5）蓄水模块主体上盖板制作方式如步骤（1）至（4）条所述，蓄水模块主体上盖板的尺寸与蓄水模块主体上部空腔开口的尺寸对应，并预留10mm的空隙供拼装后填充水泥砂浆封闭使用；
（6）蓄水模块主体体心处容纳空腔中按照体积分数之比为6:3填充陶粒及保水剂，然后安装上盖板，调整上盖板在蓄水模块主体上部空腔开口中的位置，填充水泥砂浆，抹平后养护7天。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：保水剂为聚丙烯酸盐类保水剂、淀粉类保水剂或腐植酸型多功能保水剂中至少一种；优选为聚丙烯酸盐类保水剂。
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