透水砖透水率检测方法(透水砖和透水板的区别)

0 前言随着我国城市建设面积的扩大，城市化进程的不断加快，道路越来越多，城市中不透水的面积迅速增大，因此城区出现了越来越多的积水、内涝和热岛效应等问题。
为了解决这些问题，"海绵城市"的概念和透水材料便应运而生了。
透水砖（板）作为一种重要的透水材料，广泛地应用在各种广场、人行道等荷载要求较小路面[1]的透水铺装，具有良好的透水性能。
目前，透水砖（板）透水性能检测的主要依据是GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》附录C透水系数测试方法和DBJ/T 13-104-2018《透水砖（板）路面应用技术规程》附录B透水率试验方法。
其中GB/T 25993-2010中透水系数试验是基于达西定律的定水头法，而DBJ/T 13-104-2018中透水率则是基于质量守恒定律的落水头法[2]。
透水系数和透水率同为衡量透水砖（板）透水性能的指标，但目前关于二者之间联系的研究很少。
本文通过对透水系数和透水率试验进行比较分析，以研究两种试验方法的不同之处以及存在的联系。
1试验部分1.1试验样品和试验方法（1）试验样品：本试验采用同一厂家生产的相同材质不同厚度的透水板作为试验样品，透水板的生产厂家为甲厂，透水系数为A级，规格型号分别为500mm×250 mm×50 mm、500mm×250 mm×60 mm、500mm×250 mm×70 mm、500mm×250 mm×80 mm、500mm×250 mm×90 mm。
（2）仪器设备：本试验中所使用主要仪器为透水系数测试装置及透水率测试装置。
其中透水系数测试装置为自制，透水率测试装置的生产厂家为沧州方圆，规格为3000 mL。
1.2试样的制备及试验方案（1）透水板试样依据GB/T 25993-2010和DBJ/T 13-104-2018的试验要求进行制备。
（2）试验方案：对不同厚度的透水板各4块先后采用小型透水率测试装置和大型透水系数测试装置进行试验；然后在对应的每块透水板取一组三个芯样采用透水系数测试装置进行试验。
透水率试验采用的透水板路面建筑构造如图1所示，试验方法采用DBJ/T 13-104-2018附录B进行。
透水系数试验方法采用GB/T 25993-2010附录C进行。
透水系数和透水率试验装置分别如图2和图3所示。
图1 透水板路面建筑构造示意图1-透水板面层；2-30mm厚中粗砂及土工布；3-150mm厚透水水泥混凝土基层；4-100mm厚级配碎石底基层；5-土基图2 透水系数试验装置示意图1-供水系统；2-溢流口；3-溢流水槽；4-支架；5-试样；6-量筒；7-水位差；8-透水圆筒小型透水率测试装置大型透水率测试装置2 测试结果及讨论透水系数和透水率的试验结果如表1所示。
表1透水率和透水系数试验结果从表1中的试验过程和试验结果可以得到以下分析：（1）透水系数和透水率试验方法的比较透水系数试验是基于达西定律的定水头法，测试的是透水砖（板）本身的透水性能。
透水系数的测试需要对样品钻芯取样并进行真空饱水处理，然后将处理好的样品放置于透水系数测试装置中采用无气水进行试验，每组试验将耗费至少100L的无气水，较为费时费力。
透水率试验是基于质量守恒定律的落水头法[2]，测试的是路面铺装现场包括透水砖（板）和基层在内整个路面建筑构造的透水性能。
透水率的试验无需进行取芯、真空饱水步骤，试验过程仅需耗费3L左右的自来水，因此试验方法较为简便、快速，能在透水砖（板）铺装好后直观地衡量其透水性能。
（2）样品厚度对透水系数和透水率试验结果的影响从表中数据可以看到，对于同种材质的透水砖（板），随着样品厚度的增加，其透水系数和透水率的试验结果都逐渐增大。
（3）透水率试验结果与测试装置的关系考虑到透水砖（板）尺寸较小时，大型透水率测试装置的底座内径大于样品宽度，试验过程中水会在透水砖（板）接缝处侧漏，导致测试结果的失真，故DBJ/T 13-104-2018中增加了小型透水率测试装置。
从表中数据可以看到对于同一块透水砖（板），采用大型透水率测试装置测试的透水率结果比采用小型透水率测试装置测试的结果大。
这主要是因为大型透水率测试装置底座内径较大，其与透水砖（板）的接触面积也更大，单位时间内透水量就会更多。
因此，在比较不同透水砖（板）透水率大小时应采用相同的透水率测试装置进行试验。
（4）透水系数和透水率之间的关系将表1中透水系数平均值作为横坐标，小型透水率测试装置和大型透水率测试装置测试的透水率平均值作为纵坐标绘制透水系数-透水率曲线，如图4所示。
图4透水系数-透水率曲线从图4中可以看到，对于同一种材质的透水砖（板），透水率的测试结果随着透水系数的增大而增大。
因此，可以通过透水率测试结果的高低来定性判断不同透水砖（板）透水系数的高低。
此外从图4中还可以看到，随着透水系数的增大，透水率增大的幅度逐渐降低。
这主要是因为透水率测试的是整个路面建筑构造的透水性能，而本试验中透水率测试均采用相同透水性能的基层材料和建筑构造，因此透水率的增大幅度会逐渐降低。
3 结论（1）透水率试验比透水系数试验的操作更简单、高效，能在透水砖（板）铺装好后直观地衡量其透水性能。
（2）同种材质的透水砖（板）的厚度越大，其透水系数和透水率的试验结果也越大。
（3）对于同一块透水砖（板），采用大型透水率测试装置测试的透水率结果比采用小型透水率测试装置测试的结果大。
（4）对于同一种材质的透水砖（板），透水率的测试结果随着透水系数的增大而增大，且透水率增大的幅度逐渐减少。
参考文献：[1]于永霞.水混凝土在海绵城市建设中的应用研究[D].淮南:安徽理工大学,2016.[2]郑木莲.多孔混凝土的渗透系数及测试方法[J].交通运输工程学报,2006; 6(4):41-46.本文作者：黄蕴青