Wodoprzepuszczalny beton

Utwardzane, bitumiczne lub brukowane ciągi komunikacyjne są jednym z najszerzej stosowanych osiągnięć starożytnej i nowoczesnej inżynierii na świecie. Rozwiązania te są na tyle głęboko wkomponowane w codzienny krajobraz otaczający człowieka, że często nie jesteśmy w stanie wyobrazić sobie codziennego funkcjonowania bez tych cudów inżynierii lądowej.

Niestety nie ma rozwiązań idealnych, które w żadnym stopniu nie oddziaływałyby na środowisko naturalne.

Współczynnik spływu wód opadowych z dróg, parkingów bitumicznych oraz bruków kamiennych bądź klinkierowych oscyluje w graniach od 0,90 do 0,75. Dla terenów zielonych wartość ta mieści się w granicach od 0,00 do 0,20. Im większa wartość tego współczynnik  tym większa objętość wód odpadowych bądź roztopowych spływa po powierzchni danego terenu. W łatwy sposób zauważyć można, że najwięcej wód opadowych spływa po powierzchniach szczelnych takich jak wyżej przytoczone nawierzchnie bitumiczne. Spływająca woda opadowa najczęściej trafia do systemu kanalizacji deszczowej bądź ogólnospławnej, gdzie kierowana jest do oczyszczalni ścieków bądź po wstępnym podczyszczeniu (kanalizacja deszczowa) do odbiornika np. rzeki.

A gdyby tak zagospodarowywać wody opadowe w miejscu ich wystąpienia bez odprowadzenia dalej?

Retencjonowanie wody w celu skutecznego przeciwdziałania skutkom zmian klimatu stanowiło główny cel w projekcie realizowanym przez członków koła naukowego “For&Against”, który zakłada stworzenie koncepcji zrównoważonego osiedla domów jednorodzinnych. W projekcie zakłada się wykorzystanie betonu wodoprzepuszczalnego do wykonania podjazdów przed budynkami oraz ścieżek komunikacyjnych  na terenie osiedla.

Beton wodoprzepuszczalny, który inaczej nazywany jest betonem jamistym, to rodzaj betonu kruszywowego o strukturze otwartej. Cała magia betonu przepuszczalnego drzemie właśnie w jego strukturze, którą stanowią w bardzo dużej ilości puste przestrzenie, przez które może swobodnie przepływać woda. Wolne przestanie w betonie mogą stanowić nawet do 30% całej jego objętości. Wydajność takiego betonu wynosi co najmniej 10 mm/s. W celu uzyskania wolnych przestrzeni na poziomie pozwalającym na natychmiastowe oraz efektywne odprowadzenie wody w głąb litosfery do produkcji betonu jamistego wykorzystuje się kruszywa o dużej frakcji od 8 do 16 mm. Im większa gradacja tym większa przepuszczalność wody, a im mniejsza tym większa wytrzymałość i szerokość zastosowania. Aby połączyć ze sobą pojedyncze ziarna kruszywa na etapie produkcji betonu dodawana jest specjalna gęsta pasta, która łączy ziarna pozostawiając wolne przestrzenie pomiędzy nimi.

 Wbrew temu co mogłoby się nasuwać rozpatrywany beton może posiadać wytrzymałość na ściskanie dochodzącą nawet do 20 MPa, co spokojnie pozwala na jego zastosowanie w ciągach komunikacyjnych pieszych, placach zabaw, siłowniach plenerowych, boiskach, tarasach lub podjazdach przed domami na samochody osobowe. Beton jest mrozoodporny, a więc nie trzeba się martwić zmianami w jego strukturze bądź ubytkami po okresie zimowym. Dodatkowo beton może być barwiony na różne kolory, co pozwala na wykorzystanie go jako części aranżacji ogrodu np. ścieżki lub jako elementu współgrającego z fasadą budynku np. podjazdy.

Zastosowanie betonu wodoprzepuszczalnego do budowy infrastruktury osiedla domów jednorodzinnych pozwoli na rezygnacje budowy kanalizacji deszczowej, zwiększy retencję wód opadowych i roztopowych na obszarze osiedla, co wpłynie na lepszy wzrost okolicznej roślinności oraz zmniejszenie ryzyka suszy hydrologicznej w danym regionie. Ponadto w obszarze samych budynków nie będą pojawiać się zastoiska wodne, które w normalnych warunkach mogą powodować degradację nawierzchni, powstawanie lodu w okresie zimowym oraz mogą powodować wchodzenie wody/wilgoci do wnętrz budynków poprzez podciągnie kapilarne źle odprowadzonej - zastałej przy budynku wody.

   W celu oceny skuteczności implementacji ciągów komunikacyjnych wykonanych z betonu wodoprzepuszczalnego w przeciwdziałaniu skutkom zmian klimatycznych, dla modelu osiedla w programie SWMM zaprojektowano chodnik składający się z 3 warstw, które przedswtaiono na poniższych zdjęciach:

Autor artykułu: Bartosz Bomba

^{Projekt finansowany ze środków budżetu państwa, przyznanych przez Ministra Edukacji i Nauki w ramach Programu ,,Studenckie Koła Naukowe Tworzą Innowacje’’ -SKN/SN/570090/2023.}