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第16章 建筑节能基本知识(15)

(2)微表处:用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)采用聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水,在常温下,按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。

微表处技术是近年来在稀浆封层基础上开发的,微表处以其开放交通快、抗滑性能卓越、可修复车辙、使用寿命长等技术优点,在欧美发达国家广泛使用。微表处技术对我国来说是新工艺、新技术,有许多问题还需要深入研究。微表处主要用于高速公路及一级公路的预防性养护以及填补轻度车辙,也适用于新建公路的抗滑磨耗层。

这两种材料的使用,在乳化沥青(130℃)或改性乳化沥青制备好后,不需要重复加热,即可拌制混合料的粗细骨料,可以节省能源;而且从装料、配和、拌和、摊铺,自始至终在常温条件下操作,改善施工条件,利于环保;采用改性稀浆封层、改性微表处可以延长施工季节;采用改性乳化沥青粘度比热沥青低,工作度好,便于拌和与喷洒,不出现油包与泛油现象。而且低温季节很少出现开裂,高温季节不出现推移、波浪,综合效益好。

2.应用前景

稀浆混合料是一种新型的常温路面材料,且节能、环保、综合效益好。由于稀浆流动性好,可以很好地渗入基层材料的空隙中去,与基层料牢固地结合,用于上封层时使路面更加密实,具有良好的防水和耐磨性能,所以稀浆封层可作为新筑沥青路面的上、下封层。稀浆封层也可作为水泥混凝土路面和桥面的维修养护材料。

(三)玻璃钢夹砂管新材料

1.简述

玻璃钢夹砂管全称为玻璃纤维增强塑料夹砂管,是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以不饱和聚酯树脂、环氧树脂等为基体材料,以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料按一定工艺方法制成的管道,具有金属管材无法比拟的优越性。具有轻质、耐腐蚀、寿命长、在正常的埋地情况下,50年以上不会损坏。此外,该管还具有优异的水力学特性,其粗糙率和摩擦阻力小,糙率系数n≤0.0084,因而大大减少了水头损失,提高了过水能力,可以选用较小的管径,减少管线工程的投资费用。

2.应用前景

玻璃钢管是一种新型管道,是目前国内外逐渐推广使用的一种柔性复合材料(树脂、纤维、砂等)管道。这种管道地上或地下敷设,可用于压力或重力水输送系统。具有重量轻、刚度好、输送液体阻力小、能保证供水水质、抗化学和电腐蚀等特点。具有安装方便、使用寿命长、综合费用适中、操作简单、维护成本低等特点,被广泛应用于给、排水工程中。

(四)高密度聚乙烯管新材料

1.简介

高密度聚乙烯管(HDPE)为热塑性管材。它的基础原料是聚乙烯树脂,同时加入一些添加剂,包括:抗氧剂、紫外线稳定剂、着色剂。高密度聚乙烯管有耐化学性、抗冲击、耐老化、重量轻、容易施工、耐磨性等一系列优点。还特别在造价和节能上有一定的优越性,该管流通性优越内表面光滑,摩擦小,排水速度快,流量大;经济性原材料价位低,施工、管理维修费用低,环境影响低是无毒性材料,对土地无害,并且完全能再生使用。

2.应用前景

我国所生产的管材以高密度聚乙烯为主要原料、经热成型机缠绕复合而成,并在生产过程中无废水、废气、烟尘排放,无振动,车间内噪声80dB在以下,厂房外噪声在60dB以下,对环境无污染。还有该管材内外壁平整光滑,规格区间大,具有耐腐蚀性强、重量轻、安装简便、通流量大、寿命长年、基础需求较低等优点,可替代高能耗质水泥、铸铁、陶瓷等材料制作的管材,广泛用于市政建设等领域的排水、排污管道。

(五)预应力钢筒混凝土管新材料

1.简介

预应力钢筒混凝土管(PCCP)是兼有钢管和混凝土管优点的优质新型管材。管材价格比钢管低廉,内壁光滑、水力性能好、施工方便等特点,该管使用寿命比钢管高一倍以上,一般设计使用寿命为50年以上(美国给水协会耐腐蚀委员会的研究认为,可以用100年),则具有较高的积极性。

2.应用前景

PCCP管是目前世界上广泛使用的大口径、高工压优质管材。兼具钢管的良好抗拉、抗渗性能和混凝土管的良好抗压、耐腐蚀等诸多优点,其应用前景广阔。

(六)软式弹性透水软导管新材料

1.简介

软式弹性透水软导管是一种新型地下排水材料,软式透水管是一种具有过滤、透(排)水双重作用的新型管材。它克服了排水管材的诸多弊病,不怕地质、地理温度变化而发生断裂,并可达到排放洁净水的效果,不会对环境造成二次污染,属于新型环保产品。它利用“毛细”

现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一气呵成,具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。其施工简便,无接头,对地质、地形无特殊要求,任何需要用暗排水的地方都可以随心所欲地使用。

2.软式透水软管产品材料

本实用新型软管的管壁为三层结构,由内壁向外壁依次为:

(1)内衬钢线:高强力螺旋弹簧骨架,外被覆聚氯乙烯(PVC)或其他材料作保护层;(2)过滤层:以透水性土工织物及合成纤维为管壁包裹材料组成;包覆于无纺布上的合成纤维过滤层。

(3)透水和被覆材料:经纱使用高强力尼龙纱,纬使用特殊纤维,各层之间粘接。而形成的以渗透性土工织物及合成纤维为管壁包裹材料组成的一种复合土工合成管材。

3.产品性能及作用

原理:软式弹性透水导管的排水原理是通过包覆于弹簧钢丝之上的非织造布及耐腐蚀、高强力合成纤维长丝组成的渗水复合层的过滤作用,使各种细碎石、粘土、细砂土、微粒有机物质等阻于排水管之外,而对工程有害的渗透水在压力的作用下,通过渗透复合层进入渗水导管内,然后由导管排走,实现渗、排水的功能,达到排放洁净水的目的。

软式透水软管产品作用:将本实用新型管埋于地下后,土层内的多余的水通过管壁渗入管内排出,而泥沙及杂物被挡在管外,既有效地排除了多余的水、又可避免水土流失,特别适用于挡土墙、运动场、高尔夫球场、公园、隧道等场合的土层排水。保护土体和建筑物不会因产生渗透变形而损坏。

优点:

(1)孔隙直径小,全方位透水,渗透性能好。

(2)抗拉耐压强度高,使用寿命长。

(3)耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。

(4)整体连续性好,接头少,接头衔接方便。

(5)重量轻,施工方便,不用打孔。

(6)质地柔软,与土结合性好。

(7)价格低廉。

4.应用前景

软式透水管这种新型管材,由于不会对环境造成二次污染,属于新型环保产品,被广泛应用于土木、交通、水利、民建矿工、环境保护等建设项目的地下集排水工程。该产品克服了传统塑料盲沟的缺点,具有开孔率高、抗压性能强、排水量大、耐久性好等优点,因而受到工程界的普遍好评。

(七)新型桥梁支座——盆式橡胶支座桥梁支座的研究发展方向为:改善材料,提高强度和抗腐蚀、抗老化性能;减少摩擦系数;简化构造;降低支座的结构高度;提高经济和使用性能;安装和更换方便等。近年来,针对这些目标进行改进的新型支座有:优质钢辊轴支座、改进防锈焊接支座、板式橡胶支座和盆式橡胶支座,其中板式橡胶支座和盆式橡胶支座新型桥梁支座的代表。

板式橡胶支座是一种面支承支座,桥梁中只采用加劲的合成橡胶支座,它是在人工合成氯丁橡胶中夹以刚性加劲层(薄钢板、带孔薄钢板、钢丝网等)构成,以加劲层阻止橡胶侧向膨胀,提高其抗压刚度,利用橡胶支座的压缩差异和剪切变形来适应上部结构支承端的转角与水平位移。这种支座可兼作固定和活动支座之用,构造简单,结构高度很小(1.4~8.5cm),安装方便,适用面广,可用于斜桥、弯桥;吸震好,适用于地震区;用钢量省,造价低廉;置换方便等。

它是一种较完善的支座型式,20世纪60年代以来,采用日广;其主要缺点为抗臭氧、抗氧化、抗低温(低于-30℃)能力差。

盆式橡胶支座。是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座,系用聚四氟乙烯、氯丁橡胶、不锈钢(或镀铬钢)滑板和钢材组合而成。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点,且重量轻,结构紧凑,构造简单,建筑高度低,加工制造方便,节省钢材,降低造价等优点,是适宜于大跨桥梁使用的较理想的支座。

盆式橡胶支座的安装注意事项:

(1)建议在墩、台顶面设置支座垫石。

(2)盆式支座安装前应拆箱作全面检查及进行清洁。除去油污,特别是不锈钢与填充物。

(3)氟乙烯板的相对滑移面应用丙酮或酒精仔细擦洗干净,支座其他各件也应擦洗干净,支座内不得涂刷防锈油。

(4)支座除标高必须符合设计要求外,为确保支座的使用性能,须保证三个方向的平面水平。

(5)支座上、下各部件纵横向必须对中,或由于安装时温度与设计温度不同,支座纵向上下各部件错开的距离必须与计算值相等。

(6)支座中心线与主梁中心线应重合或保持平行。

(7)连续桥梁实行体系转换时,必须在支座和硫磺水泥浆块之间采取隔热措施,以免损坏填充四氟乙烯板和橡胶块。

三、采用节能减排新技术、新工艺、新材料、新设备

(一)层布式钢纤维混凝土路面施工

1.简介

钢纤维混凝土是将钢纤维掺入普通混凝土中制得的一种复合混凝土,是一种力学性能优良的新型材料。它能显着提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度和抗疲劳性,在路面工程中应用可以明显减薄厚度,改善路用性能。

2.应用前景

根据钢纤维对混凝土的增强改性机理,在素混凝土路面结构中掺入钢纤维后,其抗弯拉强度大幅提高,抗冲击、耐疲劳性能进一步改善,这将使混凝土路面使用性能改善,完好率提高,维修费用降低,并使混凝土路面使用寿命延长,其效益显着。

(二)碾压混凝土路面施工

1.简介

随着水泥混凝土路面施工工艺的不断发展,80年代中后期兴起的碾压混凝土(RCC)路面,目前在我国开始推广。这种路面强度高、工程投资省、施工进度快,但平整度、抗滑性和耐磨性等表面功能不足,只能适用于二级及其以下等级的公路,难以在高等级路面结构上一展风采。目前,改善其表面功能的办法是在碾压混凝土(RCC)路面上加铺普通水泥混凝土或沥青混凝土面层(即复合式路面)。这里主要介绍碾压混凝土路面的性能及施工方法。

2.技术特点

(1)施工工艺设备简单,占用劳动力少,劳动强度低,能实现快速施工作业,提高工程进度,具有良好的经济性和实用性。

(2)用水量少,采用振动碾压增加了密实性,能达到较高的强度,具有良好的抗渗性、抗冻性(掺粉煤灰降低抗冻性)、抗蚀性。同时,由于水灰比小,养生时间较短,只需7d即可开放交通,社会效益、经济效益好。

(3)碾压混凝土路面可不设纵缝和少设缩缝,能减少以往路面板接缝处板下冲蚀、唧泥、脱空乃至断裂、错台等病害,延长使用寿命。

(4)采用双层复合路面结构时,不仅平整度、耐磨性、抗滑性、行车舒适性等满足要求,而且下层混凝土对集料的要求不严格,可采用非规格集料,可掺加粉煤灰、煤渣及织物碎料等,大大减少水泥用量(可采用低等级水泥),降低工程造价,节省工程投资。

3.应用前景

碾压混凝土施工方便、快速开发交通,且节约水泥,在国内外都有巨大的应用空间,目前主要应用于货场、港口码头、停车场等大面积广场工程。而其与沥青混凝土路面结合后所形成的复合式路面,解决了平整度问题,具有更大的应用前景。

(三)复合式路面结构施工

1.简介

复合式路面通常由垫层、基层和面层三部分组成。面层为水泥混凝土复合板或水泥混凝土板(CC)及板上沥青混凝土层(AC)所组成的路面结构称为复合式路面。水泥混凝土包括:

普通水泥混凝土(PCC)、碾压水泥混凝土(RCC)、钢筋混凝土(JRC)及连续配筋混凝土(CRC)等。而沥青路面作为一种高级路面被广泛应用于公路与城市道路,但沥青价格的不断上涨,使沥青路面投资增加,直接影响了公路的可持续发展。因此,在水泥混凝土路面上加铺沥青层,即修筑水泥混凝土与沥青混凝土(PCC-AC)复合式路面结构,不仅可减少沥青用量(与柔性路面相比),又可弥补刚性路面的不足。这样刚柔相济,大大改善了路面的使用性能。

2.施工要点

(1)RCC与AC层间粘结技术

RCC-AC复合式路面结构中,AC层为功能层,常常比较薄,因此,必须研究实际生产中所用粘结材料及用量对层间粘结性能的影响。

层间粘结方式有:乳化沥青;乳化沥青+矿粉;热沥青;热沥青+矿粉;乳化沥青+石屑;热沥青+石屑;橡胶沥青等七种。

层间抗剪强度受温度、剪切速率、竖向压力、粘层油种类、粘层油用量、材料性质及施工等因素的影响。实施中应结合实际,从技术与经济两方面选用粘结方式,以确保层间有足够的粘结强度。

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