基于海绵城市建设的透水砖生产工艺分析

姜健 黄志涛 姜益志

江华新型建筑材料有限公司 江苏 苏州 215500

引言：步入新发展阶段，我国的城市化进程进一步加快，城市的规模越来越大，伴随而来的是愈加艰难的城市建设管理。在城市众多基础设施建设中，排水系统是极为重要的一种，尤其是对于沿海地区、雨水丰沛的城市更是如此。当遇到强降雨，倘若排水系数差，排水效率低，那么就很可能引发城市的内涝，给群众的财产与人身安全带来巨大的威胁。为此，建设海绵城市是迫在眉睫的重担，必须打造高效排水、蓄水的新城市。而在海绵城市的建设中，透水砖是性价比较高的基础材料，通过铺设透水砖能有效提升城市排水的效率，对于防止城市内涝有着巨大的应用价值。因此，对透水砖的生产工艺进行分析，不断改进优化透水砖的生产及铺设，是非常有必要的。

一、海绵城市的内涵

随着我国现代化建设的不断发展，海绵城市概念的出现，对提升现代化城市建设有着重要作用。海绵城市，顾名思义，就是将城市打造成像海绵一般能够强有力的吸水、储水甚至净水。海绵城市，能够从容的应对洪涝等自然灾害，尤其在处理水上极具弹性，既能高效排水蓄水，又能在需要水时将储存的水资源进行利用，具有绿色环保的效益。与传统的管道排水相比，海绵城市更重视向自然渗透，自然排水蓄水发展。通过在城市道路上铺设透水砖、利用下沉式绿地等方法，有效增强城市控制水的能力，更使得城市建设更加绿色，让城市自由地呼吸，符合当下绿色发展的要求。海绵城市，能够在遇到小雨时不出现积水，遇到暴雨时不出现内涝，城市水体系统不出现黑臭现象，是未来城市发展的必然趋势[1]。

二、透水性铺装的分类

透水性铺装，就是在城市的道路、地面上铺设具有透水性能的新型材料，比如透水砖，以此达到既不会降低道路地面的强度及耐久性，又能提升城市排水蓄水的目的。同时，透水性铺设能够从多个方面对城市的生态环境进行优化，既能有效改善城市土壤的质量，也能减少城市的污染，还能节约大量的人力财力，是当下城市必须引进的新型建设技术。当下的透水性铺设主要分为以下两大类：

（一）面层铺装

面层铺装是指利用透水材料的切块结构，将透水材料进行连锁式的铺装，由于连接处会产生小缝隙，故而能够有效提升排水性能。一般用于面层铺装的材料有间隙透水砖、鹅卵石、植草砖等等，面层铺装通常能以各种图案呈现，极具观赏性。比如在城市公园区域，经常能见到上述铺设小道，观赏性和使用效果都极好。一般来说，块状铺装适用于公园、停车场、小区道路等区域[2]。

（二）整体铺装

整体铺装则是将材料进行整体的系统性铺装，利用材料自身的高透水性达到排水快、蓄水多的功能。常见的整体铺装材料有碎石、木屑、透水基层、透水混凝土、海绵城市透水砖、新型仿石PC透水砖等。比如在运动跑道上使用环氧树脂微孔透水铺装；在学校区域使用海绵透水砖等等。整体铺装通常会运用于城市街道、大型公共场所等地，为城市基础建设添力。

透水性铺装所运用到的材料多种多样，因透水砖是当下众多材料中材料成本及维修成本较低、操作较简易且应用较广，有着极大的研究价值，故而下文主要对透水砖的设计和铺设进行研究，以期推动透水砖在海绵城市建设中的应用。

三、透水砖设计要素

（一）透水形式

透水效果主要通过两种形式得以实现：

1、间隙透水砖通常借助接头设计，以使得砖体之间产生一个空隙，而水就能够从空隙中及时排除。在实际的运用中，当两相邻的透水砖与空隙作为中心受到外部压力被压缩时，则力就会由该砖上翼缘承受，且在空隙处容易受到更大的压力，可能会导致砖体外观被破坏。采取接头设计，可有效增强整个砖体乃至设施的抗压能力。在使用中，特别需要注意对于其尺寸的把控。接头的间隔距离要求通常还是比较大的，以—种偏移图案的方式以产生大约6mm宽度的接头。

2、对粒径不一的骨料进行组合，添加特殊配比的化学剂与胶凝材料 ，通过台模振一体的物理液压工艺，以生产透水率不低于3mm/s的透水材料，同时亦具备高保水性，高防滑性，高吸噪性的应用效果。

（二）抗压强度及尺度

在设计过程中，对于透水砖强度及尺度的把控也是极其重要的，倘若与工程预期的要求出现偏差，那么极有可能造成极大的浪费，更影响整个工程的质量。因而，在设计时，必须根据预期的工程需要，进行砖块最佳强度及尺度的评估，并运用计算机进行检测核算，必要时还可进行模拟铺装，发现问题及时进行改进，保障尺度能满足建设的需要。例如，如果透水砖是用作路面的铺设，考虑到实际使用中难免车辆等承压需求。混凝土路面砖国家标准（GB28635-2012）4.2规定：厚度尺寸为60-150mm。BESSER混凝土成型设备的实践中，6cm至8cm厚度的透水砖即可达到30MPa-60MPa抗压强度，且符合自动铺装机使用条件，能有效降低铺装的人工成本。因此根据不同应用场景，综合工程经济性要素选择适合的抗压强度和尺度，以保障铺装的荷载效果[3]。

四、透水砖铺装设计原则

（一）材料与生产的生态设计

当下，我国正大力弘扬绿色发展理念，城市建设更是应当从绿色的角度出发。以往对于污染的防治一般都是在污染末端进行，即污染已经产生在进行治理，这显然已经满足不了我国当下绿色发展的需求。因此，必须从生产的源头进行污染的防治，有效降低工业生产给生态环境带来的破坏。产品在生产、使用至报废的整个生命周期内，在生产阶段是最好预防污染的，因此在透水砖的生产时必须秉承生态设计的原则。因此，在透水砖的生产阶段，可以采取以下措施进行生态设计：第一，充分利用废弃资源。在整个城市建设过程中，每天都会产生大量的废弃材料，对于这些材料如果不妥善处理，就会造成巨大的污染。因此，在透水砖的生产阶段，可以尝试将废弃的材料进行利用，比如用建筑废料、钢渣来作为透水砖的骨料，以此实现对资源的循环利用。第二，改进制砖方法，利用新型的液压干法。传统的砖块制作方式大多需要燃烧大量的煤炭资源，对空气造成了巨大的污染，而利用液压干法，能够从源头降低煤炭的燃烧，具有良好的生态效益。第三，创新性的使用台振+模振一体化技术。传统砖块的面层若进行二次加工，所使用水磨等工艺会产生废水，而使用台振+模振一体化技术生产的透水砖能够有效从源头避免二次加工所带来的废水等易污染环节。这三种方法都能从污染源头进行防治，有效减少污染，除了以上方法外，还应当在生态设计的基础上，不断探索，对生态技术不断改进优化[4]。

（二）人性化设计

透水砖作为城市基础设施建筑的重要组成部分，其最终设计目标就是为广大人民群众提供便利，满足日益增加的对美好生活的需求。因此，在进行透水砖的设计时，必须充分听取群众的意见，进行人性化的设计。一方面，考虑到施工难度及施工效率，必须从安装人员的角度进行设计。透水砖的大小、重量对于安装人员而言，都是影响工作效率的重要因素，通过对以往实施施工时常遇到的砖块问题，结合安装人员的设计建议，对透水砖进行合理化的设计，以减轻安装人员的工作量，提高安装的效率。另一方面，还必须兼顾居民对于砖块的需求，毕竟砖块的目标就是让群众对城市更加满意。在设计前，通过问卷调查、实地采访的形式，充分了解居民对于透水砖的建议及要求。设计时，兼顾居民及安装人员两者的需求，在设计完成时，还可以将样本以图片等形式交由检验，对于存在的问题及时进一步改进。确保透水砖在设计时能满足人民的需求，达到人性化设计的效果。

（三）透水砖设计实践

在透水砖的设计过程中，不能够一味的在设计室进行理论上的设计，更应当注重对设计的实践检验。因此，在设计前，必须对以往的透水砖类型及效果进行充分的研究，了解各种透水砖的优势及缺点，从以往的设计上吸取经验。同时，还必须考虑到透水砖使用的环境，对铺装地区进行考察，了解其的环境特点，对透水砖功能的要求等等，并做好详细的记录工作。设计时，必须从实际的角度从发，以满足功能要求为基础进行设计。在设计完成之后，还必须进行初步的实践，可以对一部分地区进行铺装，通过实验等方式对铺装后的效果进行检验。如果效果好，则可加大工作力度，及时完成透水砖的铺装。倘若效果不甚理想，及时的从实践中探索原因，对透水砖的设计进行改进优化。实践是检验效果的最佳途径，对于透水砖设计而言也是如此，必须以实践来不断改进，使透水砖的设计能通过实践的考验。

五、结束语

透水性铺装，在城市中越来越常见，在未来也必将实现城市全方位覆盖透水性铺装，使城市成为真正的海绵城市。作为透水性铺装核心材料的透水砖系列产品，必须高度重视其生产工艺，对于设计的要点进行严格把控，遵循生态化设计、人性化设计及进行设计实践等原则，以此生产出效益高、效果佳的优质透水砖，促进我国城市向海绵城市发展。