Проницаемый бетон для дорожных покрытий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Увеличение площади застройки, зон парковки для автомобилей, в комплексе с незначительными вкладами в дренажные системы города, приводят к увеличению количества воды на улицах многих Российских городов и подтопление отдельных районов во время ливневых дождей. В Саратове данная ситуация, в том числе, связана с холмистой местностью на которой располагается город. Активное освоение - застройка возвышенностей города, вырубка деревьев, только способствует развитию негативных последствий после сильных дождей. Саратов имеет очень плотную сложившуюся застройку города, которая во многом представлена частными жилыми домами. В процессе развития города жилы малоэтажные зоны сменяются многоэтажными, с увеличением плотности населения, а значит и количества автомобилей на данной территории, что приводит к значительному покрытию территории асфальтовым покрытием для организации парковочных мест и автостоянок.

Применение проницаемого бетона позволяет наиболее эффективно и с максимальной отдачей от своих инвестиций использовать земельные участки, выделяемые под застройку, в том числе в сложившихся городских районах. Реализация данной технологии возможна, в том числе, в процессе развития муниципальной программы «Формирование современной городской среды муниципального образования «Город Саратов» на 2017 год, Постановление от 24 мая 2017 года № 1060. Данная программа разработана с целью повышения уровня комплексного благоустройства в части улучшения состояния дворовых территорий многоквартирных домов, включая покрытия тротуаров, внутриквартальных проездов, автомобильных парковок, благоустройства и озеленения зон отдыха, а также благоустройства общественных пространств (места массового посещения, наиболее посещаемые территории общего пользования) муниципального образования «Город Саратов».

Преимуществом проницаемого бетона является малая плотность при хорошей прочности, отличается тем, что имеет 15 - 25% пор в своей структуре после затвердевания, что позволяет пропускать поток в 200 литров воды в минуту на каждый квадратный метр площади, при этом данные показатели не предельны и пропускная способность может быть существенно выше. Учеными из компании Lafarg Tarmac разработаны составы асфальтобетонных покрытий с пропускной способностью до 4000 литров воды в минуту, фактически не оставляя луж [3,4]. Покрытие помогает предотвратить загрязнение стоков, что обычно происходит с непроницаемыми тротуарами, потому что процесс фильтрации также способствует очищению воды. Когда вода проходит через открытые ячейки тротуара, аэробные бактерии в пустотах помогают расщеплять вредные вещества и химикаты. Кроме монолитной технологии укладки проницаемого бетона, также активно развиваются технологии получения тротуарных плит из проницаемого бетона.

Безусловно затраты на производство дорожных покрытий из проницаемого бетона выше, за счет более толстого слоя по сравнению с обычным бетоном или асфальтом, однако затраты окупаются за счет увеличения срока службы дорожного покрытия и отсутствия необходимости в реконструкции дренажной системы города. Применение проницаемого бетона в место традиционных бордюров, желобов, ливнеприемников, трубопроводов и резервуаров-накопителей может в разы сэкономить затраты на развитие и содержание дренажной системы. Проекты, которые используют пористый бетон, как правило, не нуждаются в ливневой канализации, связевых модулях, что исключает затраты на установку подземных трубопроводов и ливневых стоков, а также на их облуживание. К тому же проницаемые бетонные поверхности имеют гораздо более высокую степень отражения, чем на пример, асфальт, а значит, не позволяет подниматься температуре в городе в летние жаркие дни, а также потенциальную экономию до 31% стоимости начальной энергии и технического обслуживания данных покрытий по освещению [1,2].

При проектировании проницаемых покрытий необходимо учитывать возможность их засорения и сложность обслуживания в зимнее время [8]. Применение каменной соли и песчаных смесей в зимнем периоде, которые приводят к засорению пор. Данная проблема решается путем мойки под давлением в весенне-летний период с восстановлением до 90% проницаемости от первоначального состояния, при этом следует отметить, что даже забитый песком проницаемый бетон исполняет свою изначальную функцию, однако скорость пропуска воды значительно падает.

Проницаемость определяет способность материала сопротивляться воздействию увлажнения и замерзания, влиянию различных атмосферных факторов и агрессивных сред.

Проницаемость зависит от общей пористости, структуры пор, свойств вяжущего и заполнителей, вида флюида. Для гидротехнических бетонов наибольшее значение имеет водонепроницаемость.

Бетон является капиллярно-пористым материалом, пронизанным сеткой мельчайших пор и капилляров размером до 10-5 мм. Микропоры и капилляры размером более 10-5 мм доступны для фильтрации воды, которая происходит вследствие перепада давлений.

Макропористость бетона уменьшается при понижении В/Ц, увеличении степени гидратации цемента, уменьшении воздухововлечения в бетонную смесь, при использовании химических добавок, уплотняющих структуру бетона.

Проницаемость бетона можно оценить коэффициентом проницаемости, который измеряется количеством воды В, прошедшей через 1 см2 образца в течение 1 часа при постоянном давлении:

где А - площадь образца, см2; t - время, ч; p1 и p 2 - градиент давления.

Повысить макропористость бетона для улучшения его проницаемости возможно также путем производства без мелкого заполнителя. Однако, отсутствие мелкого заполнителя, приводящее к повышению пористости негативно скажется на прочностных характеристиках системы. Одним из способов повышения прочностных показателей цементных композиций является применение высокодисперсных добавок. Полученные положительные результаты в ранее проведенных научных исследованиях по изучению и разработке композиционных материалов на основе цементных вяжущих [5,6] дают предпосылки о том, что при применение современных технологий и добавок возможно получать высококачественные материалы с повышенными физико-механическими характеристиками и долговечностью. Опыт производства высококачественных бетонов показал, что их стоимость в значительной мере зависит от стоимости высокоэффективных органоминеральных добавок. Полученные экспериментальные данные [6,7] свидетельствуют, что применение разработанных модификаторов позволяет получать высококачественные бетоны, в том числе и проницаемый бетон, а применение местного и техногенного сырья позволяет снизить и себестоимость.

Применение высокоэффективных добавок при производстве проницаемого бетона не только повышают физико-механические характеристики композитов, но и увеличивают срок службы дорожного покрытия, таким образом, при грамотном подходе к разработке, проектированию урбанистического пространства, дорожное покрытие, а также стоянки и тротуары прослужат много лет с минимальным обслуживанием. Предложенная инновационная технология хорошо зарекомендовала себя в современном градостроительстве и активно развивается в европейских странах и Северной Америке.

Список литературы

проницаемость бетон пористый

1. Шефер, В., Ван К., Сулейман M., Кеверн Д. Разработка проницаемых покрытий в холодном климате / Национальный центр технология бетонных тротуаров, заключительный отчет, февраль 2006 года.

2. Теннис П., Леминг М., Эйкерс Д. Проницаемый тротуарный бетон / Ассоциация портландцемента, 2004.

3. http://www.tarmac.com/topmix-permeable/

4. http://www.concretenetwork.com/pervious/installation-tips.html

5. Страхов, А.В. Повышение гидрофобности пенобетона углеродсодержащими наполнителями [Электронный ресурс] / А.В. Страхов, Ю.Г. Иващенко, Д.Ю. Багапова // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2016. - № 2 (16). - с. 5.

6. Ivashenko, Y.G. Nanophase Formation of Portland Cement in the Presence of Disaccharides [Electronic resource] / Y.G. Ivashenko, E. Shoshin, D. K. Timokhin // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1516-1524. Библиогр.: с. 1524 (12 назв.). 2nd Intern. Conf. on Industrial Engineering (ICIE-2016). Загл. с титул. экрана. URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/18777058/150. DOI: 10.1016/j.proeng. 2016.07.100.

7. Фомина, Н.Н. Исследование влияния комплексной добавки суперпластификатора и микрокремнезема на свойства цементных композитов / Н.Н. Фомина, /И.С. Алексеенко, Д.С. Царапкин // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2016. № 1 (15). С. 54-59.

8. Зимнее бетонирование / И.Л. Павлова, М.П. Кочергина, М.Р. Муракаев // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе : сб. науч. тр. по материалам V Междунар. науч.-практ. конф., г. Саратов, 11 мая 2017 г. / СГТУ. Саратов, 2017. С. 272-274.

Размещено на Allbest.ru