专利名称：集雨面材料及其施工方法技术领城本发明涉及一种用于收集雨水的集雨面材料及其施工方法。我国西北地区的甘肃、宁夏、陕西、内蒙古西部和北方部分干旱缺水地区，常年少雨干旱，降雨时空分布不均，如内蒙古清水河县多年平均降雨量只有400mm左右，水资源严重短缺，再加上当地农民生活贫困、居住分散，开发公用水源困难，使得这些地区农民祖祖辈辈靠挖水窖、水窑、集水池等方法，在汛期降雨时将有限的雨水通过集雨面汇集到水窖(窑、池)里，然后利用蓄积的雨水用于维持人畜生活和农业灌溉。显然，采取制作集雨面与水窖(窑、池)相结合方式收集、储存汛期雨水径流加以利用是缓解干旱缺水地区水资源紧缺的有效措施。目前通常采用的集雨面形式主要有混凝土集雨、瓦集雨面、片(块)石衬砌集雨面、土质集雨面、塑膜防渗集雨面等(张祖新，龚时宏，王晓玲.雨水集蓄工程技术.北京中国水利水电出版社，1999.16～17)。混凝土集雨面、瓦集雨面的集雨效率较高、强度较高，但制作成本较高，其中瓦集雨面一般在屋顶上；用于制作片(块)石衬砌集雨面的片(块)石不平整，往往对集雨效果产生较大影响；采用土质类集雨面，虽制作成本低廉，但集雨效率低，强度低，冬季易产生冻害，耐久性差；塑膜覆盖面虽集雨效率高，但易老化，耐久性差，怕人、畜践踏，一旦有损，集雨效果丧失快。
本发明的目的是要提供一种成本低且耐久性好的集雨面材料及其施工方法。为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括粉碎了的土料、水泥形成的混合物，其特征在于该混合物中还包括玻璃纤维。上述的集雨面材料中，土料的含水率为12％～17％，水泥占混合物质量或体积的7％～17％，玻璃纤维占混合物质量或体积的0.8‰～4‰。上述的集雨面材料中，其玻璃纤维的长度为2～9cm。上述的集雨面材料中，所述土料为轻壤土、粉质粘土、粉土。利用上述的集雨面材料进行施工的方法，包括采用人工或机械方法将所述混合物压实、洒水保持潮湿后成一定厚度的坚硬集雨面。
上述的施工方法中，集雨面的厚度为3～7cm，4～6cm效果最佳。
上述的施工方法中，采用人工或机械方法压实后，集雨面的干密度大于1.50g/cm3。
本发明具有施工方便、价格低廉等优点。由于玻璃纤维的加入，大大提高了材料的强度。采用本发明所提供的材料及其施工方法形成的集雨面具有一定强度和抗渗性，不怕人、畜践踏，其工程性能符合制作集雨面的要求，可作为干旱缺水地区建造水窖、水窑汇集雨水的集雨面。
实施例实例1，集雨面材料所含成份质量配合比为水泥∶轻壤土(含水率为13％)∶玻璃纤维＝67∶597∶1。
实例2，集雨面材料所含成份质量配合比为水泥∶轻壤土(含水率为15％)∶玻璃纤维＝101∶563∶1。
实例3，集雨面材料所含成份质量配合比为水泥∶轻壤土(含水率为16％)∶玻璃纤维＝87∶577∶1。
将实施例1配比的混合物铺放在拟施工现场，采用人工或机械方法将混合物压实成4～6cm的厚层，然后洒水保持潮湿，养护28到39天后即形成坚硬的集雨面，实测集雨面的干密度大于1.50g/cm3。当然实施例2或3也适用此法。人工压实可采用夯实法。
在上述实施例中土料用的是轻壤土，在实际生产中，还可以选用粉质粘土或粉土。
下面以实例3为例，详细说明本发明在实验室中的检测结果。
土料颗粒分析如表1所示。原材料特征和特性如表2所示。试件的制取方法如下试件模具的尺寸为7.07cm×7.07cm×7.07cm。试件采用机械挤压法成型。制试件时，在试件模内一边撒下配制好的水泥土混合料，一边放进散开的占水泥土中1.5‰(以质量分数计)的纤维。压力机以1.5～2.0kN/s的速度慢慢将混合料全部压入试模内，稳定30s后拆模，用塑料薄膜封盖严密，待2～3h后，进行试件编号，装入塑料袋密封，放在标准养护室内，让其靠自身成型水分养护。
将达到35d(35天)龄期的试件从标准养护室室温(20±3)℃，相对湿度95％以上中取出，用湿毛巾覆盖，防止水分散失，首先进行抗压破坏试验，检测其初始抗压强度(抗压破坏试验时，压力机以1.5～2.0kN/s的速度连续而均匀地加荷，直至试件破坏)为2.87MPa。
通过渗透试验，测得集雨面材料试件养护36d(36天)的渗透系数为2.0×10-7cm/s。
将达到35d(35天)龄期的试件从标准养护室中取出，将拟冻融的试件放入(20±3)℃的水槽中浸泡24h，取出供检测水饱和状态抗压强度的试件，其余试件放入冷冻设备，在-20～-28℃的气温中冻结96h(96小时)(气温未达到此温度前的时间不计在内)。冻结完毕后，取出供检测冻结状态抗压强度的试件，其余试件放入标准养护室中融化24h(24小时)。融化完毕后，取出供检测融化状态抗压强度的试件，其余试件放入烘箱烘至含水率为6％，取出检测干燥状态强度的试件。至此，为一次冻融循环。其后，如此反复进行。试验表明，该材料试件浸水24h(24小时)后，在-20～-28℃下冻结96h(96小时)，试件无裂痕，冻结抗压强度可达15.4Mpa。冻融循环三次后集雨面材料的渗透系数为4.7×10-7cm/s。这说明集雨面材料具有一定的抗渗性能、抗冻性。
表1土料颗粒分析表颗粒组成粒组名称 砂粒 粉粒粘粒 土名粒径/mm 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.10 0.10～0.050.05～0.01 0.01～0.005 ＜0.005 ＜0.001轻壤土相对含量/％ 0.48 1.42 21.10 30.10 32.90 3.8010.204.08d10＝0.0045；d60＝0.07；d30＝0.027；Cu＝15.5；Cc＝2.31表2原材料特征和特性表

该材料试件浸水24h(24小时)后，在-20～-28℃下冻结96h(96小时)，试件无裂痕，冻结抗压强度可达15.4Mpa。
玻璃纤维对水泥土的增强作用机理是在水泥土中掺入适量玻璃纤维后，随着水泥土固结硬化，水泥土与玻璃纤维间会产生一定的粘结力。检查破坏的玻璃纤维增强试件，表明试件破坏主要是由于玻璃纤维的被拉出或被拉断。这与纯水泥土试件的破坏情况不同。玻璃纤维增强试件在第一条裂缝出现后，如果玻璃纤维的拉出抵抗力(即玻璃纤维与水泥土的粘结力)大于出现裂缝处的荷载，则由玻璃纤维承受裂缝处的全部荷载。随着施加于试件上荷载的增大，玻璃纤维通过粘结应力把附加的应力传递给水泥土体。这时水泥土体会由于受到不断增加的荷载的作用，出现更多的裂缝。这种裂缝增多的过程将继续下去，直至玻璃纤维不是被拉断，就是由于脱去粘结力而被拉出。因此，适量参加玻璃纤维可以延迟水泥土微裂缝的扩展，提高水泥土的强度，改善水泥土的抗裂性能。
因此，采用集雨面材料制成的集雨面，具有一定的抗裂性，集雨面上裂缝较少，有利于集雨效果的提高。
因为集雨面材料的80％以上组成材料是采用施工现场的土料。实验表明，若将已经固化的集雨面材料粉碎后，并保持一定含水率，可使草木正常生长。所以，若根据需要将集雨面材料集雨面退还草木，不会造成环境危害。
最后应该说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。


本发明公开了一种集雨面材料及其施工方法，所采取的技术方案包括粉碎了的土料、水泥形成的混合物，其特征在于该混合物中还包括玻璃纤维；土料的含水率为12％～17％，水泥占混合物质量或体积的7％～17％，玻璃纤维占混合物质量或体积的0.8‰～4‰。采用人工或机械方法将所述混合物压实、养护后成厚度为3～7cm的坚硬集雨面，该集雨面的干密度大于1.50g/cm