基于海綿城市建設的透水磚生產工藝分析

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：步入新發展階段，我國的城市化進程進一步加快，城市的規模越來越大，伴隨而來的是愈加艱難的城市建設管理。在城市眾多基礎設施建設中，排水系統是極為重要的一種，尤其是對于沿海地區、雨水豐沛的城市更是如此。當遇到強降雨，倘若排水系數差，排水效率低，那么就很可能引發城市的內澇，給群眾的財產與人身安全帶來巨大的威脅。為此，建設海綿城市是迫在眉睫的重擔，必須打造高效排水、蓄水的新城市。而在海綿城市的建設中，透水磚是性價比較高的基礎材料，通過鋪設透水磚能有效提升城市排水的效率，對于防止城市內澇有著巨大的應用價值。因此，對透水磚的生產工藝進行分析，不斷改進優化透水磚的生產及鋪設，是非常有必要的。

一、海綿城市的內涵

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

二、透水性鋪裝的分類

透水性鋪裝，就是在城市的道路、地面上鋪設具有透水性能的新型材料，比如透水磚，以此達到既不會降低道路地面的強度及耐久性，又能提升城市排水蓄水的目的。同時，透水性鋪設能夠從多個方面對城市的生態環境進行優化，既能有效改善城市土壤的質量，也能減少城市的污染，還能節約大量的人力財力，是當下城市必須引進的新型建設技術。當下的透水性鋪設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構，將透水材料進行連鎖式的鋪裝，由于連接處會產生小縫隙，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，極具觀賞性。比如在城市公園區域，經常能見到上述鋪設小道，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、小區道路等區域[2]。

（二）整體鋪裝

整體鋪裝則是將材料進行整體的系統性鋪裝，利用材料自身的高透水性達到排水快、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。比如在運動跑道上使用環氧樹脂微孔透水鋪裝；在學校區域使用海綿透水磚等等。整體鋪裝通常會運用于城市街道、大型公共場所等地，為城市基礎建設添力。

透水性鋪裝所運用到的材料多種多樣，因透水磚是當下眾多材料中材料成本及維修成本較低、操作較簡易且應用較廣，有著極大的研究價值，故而下文主要對透水磚的設計和鋪設進行研究，以期推動透水磚在海綿城市建設中的應用。

三、透水磚設計要素

（一）透水形式

透水效果主要通過兩種形式得以實現：

1、間隙透水磚通常借助接頭設計，以使得磚體之間產生一個空隙，而水就能夠從空隙中及時排除。在實際的運用中，當兩相鄰的透水磚與空隙作為中心受到外部壓力被壓縮時，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，可能會導致磚體外觀被破壞。采取接頭設計，可有效增強整個磚體乃至設施的抗壓能力。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生大約6mm寬度的接頭。

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

（二）抗壓強度及尺度

在設計過程中，對于透水磚強度及尺度的把控也是極其重要的，倘若與工程預期的要求出現偏差，那么極有可能造成極大的浪費，更影響整個工程的質量。因而，在設計時，必須根據預期的工程需要，進行磚塊最佳強度及尺度的評估，并運用計算機進行檢測核算，必要時還可進行模擬鋪裝，發現問題及時進行改進，保障尺度能滿足建設的需要。例如，如果透水磚是用作路面的鋪設，考慮到實際使用中難免車輛等承壓需求。混凝土路面磚國家標準（GB28635-2012）4.2規定：厚度尺寸為60-150mm。BESSER混凝土成型設備的實踐中，6cm至8cm厚度的透水磚即可達到30MPa-60MPa抗壓強度，且符合自動鋪裝機使用條件，能有效降低鋪裝的人工成本。因此根據不同應用場景，綜合工程經濟性要素選擇適合的抗壓強度和尺度，以保障鋪裝的荷載效果[3]。

四、透水磚鋪裝設計原則

（一）材料與生產的生態設計

當下，我國正大力弘揚綠色發展理念，城市建設更是應當從綠色的角度出發。以往對于污染的防治一般都是在污染末端進行，即污染已經產生在進行治理，這顯然已經滿足不了我國當下綠色發展的需求。因此，必須從生產的源頭進行污染的防治，有效降低工業生產給生態環境帶來的破壞。產品在生產、使用至報廢的整個生命周期內，在生產階段是最好預防污染的，因此在透水磚的生產時必須秉承生態設計的原則。因此，在透水磚的生產階段，可以采取以下措施進行生態設計：第一，充分利用廢棄資源。在整個城市建設過程中，每天都會產生大量的廢棄材料，對于這些材料如果不妥善處理，就會造成巨大的污染。因此，在透水磚的生產階段，可以嘗試將廢棄的材料進行利用，比如用建筑廢料、鋼渣來作為透水磚的骨料，以此實現對資源的循環利用。第二，改進制磚方法，利用新型的液壓干法。傳統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，具有良好的生態效益。第三，創新性的使用臺振+模振一體化技術。傳統磚塊的面層若進行二次加工，所使用水磨等工藝會產生廢水，而使用臺振+模振一體化技術生產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節。這三種方法都能從污染源頭進行防治，有效減少污染，除了以上方法外，還應當在生態設計的基礎上，不斷探索，對生態技術不斷改進優化[4]。

（二）人性化設計

透水磚作為城市基礎設施建筑的重要組成部分，其最終設計目標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，在進行透水磚的設計時，必須充分聽取群眾的意見，進行人性化的設計。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行設計。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，通過對以往實施施工時常遇到的磚塊問題，結合安裝人員的設計建議，對透水磚進行合理化的設計，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，畢竟磚塊的目標就是讓群眾對城市更加滿意。在設計前，通過問卷調查、實地采訪的形式，充分了解居民對于透水磚的建議及要求。設計時，兼顧居民及安裝人員兩者的需求，在設計完成時，還可以將樣本以圖片等形式交由檢驗，對于存在的問題及時進一步改進。確保透水磚在設計時能滿足人民的需求，達到人性化設計的效果。

（三）透水磚設計實踐

在透水磚的設計過程中，不能夠一味的在設計室進行理論上的設計，更應當注重對設計的實踐檢驗。因此，在設計前，必須對以往的透水磚類型及效果進行充分的研究，了解各種透水磚的優勢及缺點，從以往的設計上吸取經驗。同時，還必須考慮到透水磚使用的環境，對鋪裝地區進行考察，了解其的環境特點，對透水磚功能的要求等等，并做好詳細的記錄工作。設計時，必須從實際的角度從發，以滿足功能要求為基礎進行設計。在設計完成之后，還必須進行初步的實踐，可以對一部分地區進行鋪裝，通過實驗等方式對鋪裝后的效果進行檢驗。如果效果好，則可加大工作力度，及時完成透水磚的鋪裝。倘若效果不甚理想，及時的從實踐中探索原因，對透水磚的設計進行改進優化。實踐是檢驗效果的最佳途徑，對于透水磚設計而言也是如此，必須以實踐來不斷改進，使透水磚的設計能通過實踐的考驗。

五、結束語

透水性鋪裝，在城市中越來越常見，在未來也必將實現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品，必須高度重視其生產工藝，對于設計的要點進行嚴格把控，遵循生態化設計、人性化設計及進行設計實踐等原則，以此生產出效益高、效果佳的優質透水磚，促進我國城市向海綿城市發展。