CN109958023A - 一种防尘自清洗组合式自排水透水砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防尘自清洗组合式自排水透水砖，其特征在于:透水砖包括第一透水层、第二透水层及下部倾斜导水孔道，第一透水层具有第一透水孔隙；第二透具有第二透水孔隙；其特征在于，第二透水孔隙的孔径大于所述第一透水孔隙的孔径，孔道不仅能够排水也具有一定的储存雨水的能力。本发明通过设置倾斜的导水孔道，有效增大雨水的下渗速度，对雨水水量的调节能力强；且由于透水砖底层中导水管道倾斜设置，故能起到蓄水作用，并且可避免透水砖堵塞，而且可以缓解空气干燥的压力，且不易起尘，可减少雾霾现象。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种防尘自清洗组合式自排水透水砖。
背景技术
目前城市广场、商业街、人行道、社区活动地、停车场等的地面主要用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水的材质铺设，不透水的地面对城市环境的危害非常大。下雨时，不透水地面完全阻止了雨水直接渗透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便；宝贵的水资源最后随着导水孔道流走，加重了城市排水设施的负担；雨水的大量流失导致地下水位难以回升，直接影响到城市植被的健康，使得城市中的地表植物难以正常生长，加重市政绿化负担；雨水的大量流失进一步加重城市的干旱、缺水问题。
目前，人们逐渐意识到了上述问题的严重性，也研究开发出了一些透水砖。尽管现有的透水砖能够在一定程度上解决排水困难的问题，但是由于空气和地面上尘土的存在，在透水砖使用过程中透水孔隙会逐渐被堵塞，最后使透水砖失排水去功效，这也是现阶段应用透水砖存在的最大问题。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术中透水砖在使用过程中容易发生透水孔隙堵塞等问题，进而提供一种具有防尘自清洗和导水功能的透水砖。利用透水砖表层孔隙由小到大的变化将灰尘阻留在透水砖表层，砖内倾斜设置具有储水功能的导水孔道。透水砖内导水孔道的设置可以提高透水砖排水能力，同时可以存储部分雨水。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：
一种防尘自清洗组合式自排水透水砖，其特征在于:透水砖包括第一透水层、第二透水层及下部倾斜导水孔道，孔道不仅能够排水也具有一定的储存雨水的能力。
进一步地，其特征在于:第一透水层具有第一透水孔隙；第二透具有第二透水孔隙；第二透水孔隙的孔径大于所述第一透水孔隙的孔径，所述第一透水层由骨料颗粒与包覆骨料的亲水粘结剂组成，第二透水层由骨料颗粒与包覆骨料的粘结剂组成，第二透水层位于第一透水层的下方与第一透水层相结合。
进一步地，其特征在于，第一透水层为硅砂颗粒与包覆硅砂的亲水粘结剂形成的硅砂透水层。
进一步地，其特征在于，第二透水层为石子骨料和包覆石子的水泥粘结剂形成的无砂混凝土层。
进一步地，其特征在于，第一透水孔隙的孔径为0.03-0.127mm。
进一步地，其特征在于，第二透水孔隙的孔径为0.6-2.57mm。
进一步地，其特征在于，底层中贯通设置有三个倾斜的导水孔道，孔道具有蓄水能力。
根据权利要求7所述的透水砖，其特征在于，所述导水孔道右侧有阻挡部。
防尘自清洗组合式自排水透水砖具有以下优点：(1)本发明所述的透水砖，第二透水层具有的第二透水孔隙的孔径大于第一透水层具有的第一透水孔隙的孔径，并在透水砖底层中还设置三个倾斜的导水孔道，一方面，当遭遇暴雨或短时间积水量较大的情况时，地面积水先经由第一透水层中的第一透水孔隙渗入至第二透水层，使得积水在第二透水层中可以快速渗透并流入导水孔道中，进而通过导水孔道将积水及时、有效地导走，有效增大了雨水的下渗速度，对雨水水量的调节能力强，对城市低洼地区的排涝有显著作用；另一方面，由于所述第一透水层采用小粒径的颗粒作为骨料，使其具有的第一透水孔隙的孔径小于所述第二透水层具有的第二透水孔隙的孔径，从而所述第一透水层能起到阻留灰尘，避免了透水砖内部孔隙因长期积累而形成堵塞，因而所述透水砖不仅渗透性能好，并具有过滤净化雨水、保证地下水的安全的功效。(2)由于透水砖底层中导水管道倾斜设置，起到蓄水作用。当雨过天晴，透水砖储存的雨水蒸发为水蒸气，体积膨胀，形成向上的冲力，同时利用透水砖孔隙下层大上层小的气体动力结构，达到对阻留在透水砖表层的淤积灰尘进行冲洗的效果，避免透水砖堵塞，而且可以缓解空气干燥的压力，且不易起尘，可减少雾霾现象。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1是透水砖俯视图；
图2是图1中A-A截面图；
图3是图1中B-B截面图；
图4是图2中C-C截面图；
图5是实施例2纵截面图；
图6是实施例3纵截面图；
图7是实施例3水平截面图；
图8是实施例4侧视图；
图9是实施例4纵截面图；
图10是实施例4组装视图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-4所示，本发明所述的透水砖结构包括:由骨料颗粒与包覆骨料的亲水粘结剂组成的硅砂透水层1，由骨料颗粒与包覆骨料的粘结剂组成的无砂混凝土透水层2，以及在所述混凝土底层4中贯通设置的导水孔道5(图中示出为三个，也可是其他数量)。
其中，无砂混凝土透水层2位于所述硅砂透水表层1的下方与硅砂透水表层1相结合。优选地，硅砂透水层1的厚度为1.5-3cm，无砂混凝土透水层2的厚度为4-6cm。其中，硅砂透水层1含有的骨料粒径较小，粒径是0.005-0.2cm的硅砂颗粒，硅砂透水层1中包覆所述硅砂层骨料的亲水粘结剂为环氧树脂、聚氨酷和丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物；硅砂透水层1中具有硅砂颗粒形成第一透水孔隙，优选地，第一透水孔隙的孔径优选为0.03-0.127mm；所述硅砂透水表层1不仅提高了表层的渗水性能，同时还保证砖体表面的致密性。
无砂混凝土透水层2中含有的骨料颗粒的粒径较大，为粒径是0.2-0.8cm的石子，无砂混凝土透水底层2中包覆所述石子骨料的粘结剂为水泥；无砂混凝土透水层2具有所述石子骨料形成的第二透水孔隙，其中，石子骨料形成的第二透水孔隙的孔径大于所述硅砂颗粒形成第一透水孔隙孔径；优选地，第二透水孔隙的孔径为0.6-2.57mm；此外，无砂混凝土透水层2使用了低成本的石子骨料和水泥粘结剂，从而所述透水砖不仅具有良好的渗水性能，还有效降低了成本。
所述导水孔道5具有左侧的入口6和右侧的出口3，优选地，所述入口6和出口3位于同一高度，这样多个透水砖连接时，出口3和入口6对其，这样水可以从出口3直接导入下一透水砖的入口。所述导水孔道5呈倾斜结构，具体为，入口端的导水孔道底面要高于出口段的导水孔道底面，且所述倾斜为连续倾斜或者阶段性倾斜。所述导水孔道5的底面即混凝土底层4在形成导水孔道5的部分上表面。如图4，所示，所述混凝土底层4在形成所述导水孔道5的部分包括主体部41和阻挡部42，其中阻挡部42设置在主体部41的出口3一侧，其具有一定的高度，以与主体部41一起形成一个容置空间，用于存放水。所述出口3位于阻挡部42的上端。透水砖内导水孔道5的设置可以提高透水砖排水能力，同时可以存储部分雨水，并且当导水孔道底部有沙土淤积时，可以冲刷走。
优选地，如图3，所示，所述导水孔道5横截面为上大下小的梯形结构，并且更优选第，在整个导水孔道5的长度范围内，其横截面的尺寸从入口端道出口端越来越小。
优选地，经过试验发现，所述导水孔道5的底面的导水坡度(及左右两侧的高度差除以水平距离)为0.05-0.15时，存水量和冲刷效果能够平衡的最好。
下面说明本发明透水砖的使用：
首先，利用透水砖表层孔隙由小到大的变化截图将灰尘阻留在透水砖表层，当下雨时，雨水从上往下依次透过硅砂透水层1和无砂混凝土透水层2到达导水孔道5，并在重力作用下，沿着导水孔道5的底面从图中左侧向右侧流动，随后从出口流出。如果右侧有另一透水砖，则水从另一透水砖入口流入。
当雨过天晴，储存的水蒸发，体积膨胀，形成向上的冲力。利用透水砖孔隙下层大上层小的气体动力结构，达到对阻留在透水砖表层的淤积灰尘进行冲洗的效果，避免透水砖堵塞，而且可以缓解空气干燥的压力，且不易起尘，可减少雾霾现象。
其中，透水砖自清洗原理如下：
根据质量守恒定律得到公式：
A1v1t＝A2v2t (1-1)
其中，A1、A2分别为第一透水层和第二透水层的空隙面积，m2；v1、v2分别为气体通过第一透水孔隙的速度和通过第二透水孔隙的速度，m/s；t为时间，s。
由于第一透水层的空隙面积较小，而第二透水层的空隙面积较大，根据公式(1-1)可知，在一定时间内，气体通过第一透水孔隙的速度较大，气体通过第二透水孔隙的速度较小，因此导水孔道中的水蒸发时，孔隙之间产生的气流运动，可以把部分颗粒排出透水层，达到自清洗的目的。
根据动量定理：
Ft＝mv1-mv2 (1-2)
当气体从第二透水层向第一透水层运动时，由上述可知气体通过第一透水层孔隙的速度较大，而通过第二透水层孔隙的速度较小，因此根据公式(1-2)，在透水砖表层的灰尘会受到一个较大得力，从而清洗表面上的灰尘，实现了自清洗的功能。
实施例2：
图5示出了本发明实施例2的透水砖，其与实施例1基本相同，不同之处在于混凝土底层4的主体部41和阻挡部42的结构，具体来说，所述主体部41和阻挡部42之间为弧形连接结构，所述阻挡部42的内表面为倾斜结构，阻挡部42内表面与上端的连接部也是圆弧过渡。其中，优选地，所述弧形连接部的曲率半径为10-20mm，所述倾斜结构的斜度为5-10度，所述圆弧过渡的曲率半径为5-10mm。
采用这样的结构，使得雨水流过阻挡部42时，更加顺畅，沙土的冲刷效果更好。
实施例3：
图6-7，示出了实施例3的透水砖，其中，所述无砂混凝土透水层2的底面设置有不透水的挡水层21，所述挡水层21设置在所述出口端一侧，且呈倾斜布置，使得雨水可以从图中右侧向左侧流动。更优选地，所述挡水层21与所述无砂混凝土透水层2之间至少部分位置存在空隙，方便雨水的流通。
采用这样的结构，雨水可以向入口6侧集中，这样入口侧水汇集的更为集中，向右产生的冲刷力更为明显。
在另一优选的方案中，所述挡水层21为波浪形结构(如房顶的瓦)，在波浪的顶端的部分位置形成有缝隙，这样雨水在这些位置可以直接落下到导水孔道5中，这样当水很大时，则有部分水可以直接进入导水孔道，方便雨水的排出。当水是很大时，所述雨水沿着挡水层21流到左侧。
如图7所述，优选地，所述导水孔道从左到右的界面尺寸越来越小，这样的结构束水效果更为明显，冲刷效果好。
实施例4：
图8-10示出了本发明实施例4的透水砖结构，其中为了方便理解，将混凝土底层4采用剖面线画出。其中，在混凝土底层4的阻挡部42向外形成由凸起部422，而在混凝土底层4左侧与凸起部422对应部位形成有凹槽421，且两者的尺寸一致。这样在多个透水砖连接时，左侧的透水砖的凸起部422可以嵌入右侧透水砖的凹槽部421，这样的结构使得砖之间连接更加紧固、定位更加精确，方便入口和出口的对齐。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (7)
1.一种防尘自清洗组合式自排水透水砖，其特征在于:透水砖包括第一透水层、第二透水层及下部倾斜导水孔道，孔道不仅能够排水也具有一定的储存雨水的能力。
2.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，第一透水层为硅砂颗粒与包覆硅砂的亲水粘结剂形成的硅砂透水层。
3.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，第二透水层为石子骨料和包覆石子的水泥粘结剂形成的无砂混凝土层。
4.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，第一透水孔隙的孔径为0.03-0.127mm。
5.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，第二透水孔隙的孔径为0.6-2.57mm。
6.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，底层中贯通设置有三个倾斜的导水孔道，孔道具有蓄水能力。
7.根据权利要求6所述的透水砖，其特征在于，所述导水孔道右侧有阻挡部。
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