CN103204648A - 高强纤维透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水和石子，还包括有高强工程纤维，所述高强工程纤维为水泥重量的3％以上，且小于混凝土总重量的8‰，及其制备方法。本发明高强纤维透水混凝土，是将普通透水混凝土和纤维透水混凝土技术有机的相结合，产生一种高强度、耐冻融的新型抗冻透水混凝土技术，这种技术应用在北方严寒地区可以大大提高施工质量使道路的维护和返修率大大减低，保障了路面的持久性和安全性。

Description

高强纤维透水混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路建筑技术领域，尤其是道路铺设材料，特别是一种高强纤维透水混凝土，及其制备方法。

背景技术

现有透水混凝土技术为无砂混凝土技术，也就是说在水泥、石子(骨料)、砂这三项基本构成混凝土的原材料中剔除了砂，使预拌出得混凝土出现孔隙而达到透水效果，但正因为如此，石子骨料之间的孔隙会导致混凝土结构发生改变，使得透水混凝土不能适应气温较低、水分易结冰、产生冻融的地方，会造成膨胀开裂等混凝土路面质量问题。

发明内容

本发明针对不足，提出一种高强纤维透水混凝土，透水性强，且在发生冻融时不易出现膨胀断裂的现象。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水和石子，还包括有高强工程纤维，所述高强工程纤维为水泥重量的3％以上，且小于混凝土总重量的8‰。

优选的，所述高强工程纤维的直径为0.5～0.8mm。

优选的，所述高强工程纤维为聚丙烯工程纤维。

优选的，该混凝土还包括有助磨剂或分散剂。

优选的，所述助磨剂或分散剂小于混凝土总重量的2‰。

优选的，所述水泥、石子、外加剂、水和高强工程纤维的重量比为410∶1520∶10∶120∶15。

优选的，所述高强工程纤维与助磨剂或分散剂的重量比为10∶1。

一种如上述高强纤维透水混凝土的制备方法，包括以下过程：

①、先将外加剂、高强工程纤维和石子按比例加入混凝土搅拌机，搅拌20～40秒；

②、向步骤①混合物中将水分为2～3次加入，继续搅拌1.5～2分钟。

优选的，向步骤①中加入助磨剂或分散剂。

与现有技术相比，本发明在原有材料水灰比、骨料灰料比不变的情况下添加高强工程纤维，其掺量应大于水泥量的3％且低于混凝土总量的8‰，在掺入高强工程纤维的同时会出现混凝土起球，抱团等聚会现象，因此需加入少量助磨剂帮助纤维分散。

在使用高强纤维透水混凝土铺设的道路，因为混凝土成网状立体结构则大大提高了透水混凝土的抗冻融性，使透水混凝土能够在比较寒冷的地区保持完好，从而提高了透水混凝土道路的质量，减少了工程返修和维护的成本和人工。

本发明高强纤维透水混凝土，是在现有透水混凝土道路技术基础上改进而来，以水泥、石子、水为主要原料配以混凝土外加剂预拌为具有一定透水能力的混凝土原料，铺设于土层之上，经振捣、压实、抹面、养护等工艺制成透水混凝土路面，高强纤维透水混凝土路面在原有原材料预拌过程中掺入定量的高强工程纤维和助磨剂，再进行铺设的技术。

本发明高强纤维透水混凝土，是将普通透水混凝土和纤维透水混凝土技术有机的相结合，产生一种高强度、耐冻融的新型抗冻透水混凝土技术，这种技术应用在北方严寒地区可以大大提高施工质量使道路的维护和返修率大大减低，保障了路而的持久性和安全性。

1.本发明将现有透水混凝土技术和纤维透水混凝土技术相结合，在不增加人工，不改变施工工艺的情况下完成施工，简便快捷。

2.本发明大大提高透水混凝土路面的抗冻融能力，提高了工程质量。

3.本发明解决了透水混凝土在北方地区不能大力推广的问题，经试验路面可以经受北方地区的气候环境的考验，使透水混凝土环保，节能，保护水资源的功能更为明显，有利于设计规划部门的决策和环保理念的实施。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水、石子和高强工程纤维，所述高强工程纤维为水泥重量的3％以上，且小于混凝土总重量的8‰。

还可包括有助磨剂或分散剂，所述助磨剂或分散剂小于混凝土总重量的2‰。

其中，水泥、石子、外加剂、水和高强工程纤维的重量比为410∶1520∶10∶120∶15。

配制顺序：首先用高速分散机按常规方法制备出外加剂，然后用混凝土搅拌机按照各原料的配比，先将外加剂、高强纤维、助磨剂和碎石搅拌约30秒后，使其初步混合，再将规定量的水分2～3次加入继续进行搅拌约1.5～2分钟，搅拌混匀即可。

搅拌要求：视搅拌均匀程度，可适当延长机械搅拌的时间，但不宜过长时间的搅拌。

本发明的高强纤维透水混凝土，可添加于路面上下两层：面层和底层；

面层：一般情况下为整体混凝土质量0.2～0.5％，助磨剂1‰；在高寒地区如(哈尔滨冻土层3m，极端气温-38℃时添加整体混凝土质量1.0～1.5％，助磨剂2‰)面层添加可防止路面开裂、石子脱粒及贯穿性裂纹。

底层：与面层掺量基本相同，由于底层设计厚度为面层混凝土厚度的3～5倍，因此高强纤维和助磨剂的掺量会根据道路厚度而增加。底层添加可防止底层下土基软化，膨胀，冻胀给道路造成的破坏。

实施例1

一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水、石子和高强工程纤维，其中各原料的配比(按质量计Kg/立方)：

高强纤维∶水泥∶碎石∶外加剂∶水＝15∶410∶1520∶10∶120。

实施例2

一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水、石子、高强工程纤维和助磨剂，其中各原料的配比(按质量计Kg/立方)：

高强纤维∶助磨剂∶水泥∶碎石∶外加剂∶水＝15∶1.5∶410∶1520∶10∶120。

上述实施例混凝土的实际制备步骤为：

1、搅拌

高强纤维透水混凝土不能采用人工搅拌，采用普通混凝土搅拌机械进行搅拌，搅拌时按物料的规定比例及投料顺序将物料投入搅拌机，将规定量的水分2～3次加入继续进行搅拌约1.5～2分钟。视搅拌均匀程度，可适当延长机械搅拌的时间，但不宜过长时间的搅拌。

2、摊铺、浇筑成型

浇筑分为两个阶段：

2.1摊平：将混凝土均匀摊铺在工作面上，其松铺系数为1.1，用靠尺找准平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振动器整平；

2.2压实：用带震动的圆形滚筒压实。

高强纤维透水混凝土属干性混凝土料，其初凝快，摊铺必须及时，防止混凝土水分流失加速水泥凝结。在浇筑时不得采用强烈振捣或夯实，否则将会使水泥浆沉积，破坏混凝土结构均匀性，并在底部形成不透水层。最后用抹合拍平，抹合不能有明水。排水坡度有设计要求的路面，应按设计要求施工。

3、养护

高强纤维透水混凝土由于存在大量孔隙，易失水，干燥很快，所以早期养护非常重要。浇筑后用塑料簿膜覆盖表面，以保持水分。也可采用洒水养生，所有养生期不得少于7d，使其在养护期内强度逐渐的提高。

洒水养生，透水混凝土在浇注后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面，应直接从上往下淋水。透水混凝土湿养时间不少于7天。

养护时间应根据施工温度而定，一般养护期为14～21天，高温时不少于14天，低温时不少于21天，2℃以上施工，养生期不少于28天。

上述实施例的搅拌制作工序中，混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，水的用量应该严格按照公司所规定的配比分次加入；检查混凝土拌合物的均匀性时，应该在搅拌卸料的过程中，从卸料流的1/4至3/4之间部位采取试样，进行检查，其检查结果密度，两次测试值的相对误差不应该大于0.8％；单位体积混凝土中粗骨料含量两次测试值的相对误差不应该大于5％；混凝土的拌合物的稠度应该在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每一工作班不应该少于一次，评定时应以浇筑地点的测试值为准。在检测坍落度时，还应该观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。根据工程的需要还应该检测混凝土拌合物的其它指标。

上述实施例高强纤维透水混凝土的铺装方法如下：

1.素土夯实层：平整地基土，压路机压实，压实度应小于等于93％大于90％；

2.级配碎石层：碎石的最大粒径应小于0.7倍的基层厚度，且不超过50mm。厚度不小于100mm，压实度大于90％小于等于93％；

3.找平层：细碎石小于6mm，厚度不小于30mm；

4.支设模板(立模)：首先须按设计要求进行立模及区域立模工作，模板须保证强度，模板上边缘标高须与透水混凝土设计表面标高一致，周边物体遮挡保护，防止污染面层。立模中须注意标高、垂直度、泛水坡度等的问题。

5.预设膨胀缝：当路面宽度小于6m时，在浇铸透水混凝土之前，如施工面与路缘石建筑物边沿，检查井、花池等相连接时，先将道路两侧路缘石等内侧预设膨胀材料(在低于设计标高55mm处粘贴5mm厚50mm宽的泡沫条，其下用柔性材料隔断)；当宽度大于6m，纵向可分幅铺设，并将泡沫条粘贴于模板上，水平项可结合缩缝设置，每3条设置一条膨胀缝，广场铺设时，可结合艺术设计网案留置膨胀缝。

6.底层为本色透水混凝土层：根据工程实际应用的需要(要承载的重量和车型)设计不同的厚度；

7.面层为彩色透水混凝土层：根据设计进行铺装，厚度一般不低于3公分。

考虑成本，可将面层分为两层，即表层为彩色透水混凝土或素色水泥喷涂彩色保护剂，下层为素色透水混凝土。

面层透水混凝土应与底层混凝土同步浇注，两层摊铺时间间隔不超过2h，基层混凝土在间隔期内应覆膜保水。第一次浇注完成后应与样块或样板段进行色彩对比，合格后方可继续施工。

使用高强纤维透水混凝土铺设路面回弹弯沉测试结果如下：

表1回弹弯沉检测结果(-2℃)    单位：mm

实施例	L
		实施例1	0.08
实施例2	0.09

表2冻胀观测结果

表3抗冻性结果

由实际沉降观测结果可看出，透水混凝土冻胀值在3mm左右，与其它类型人行步道冻胀4mm左右区别不大，路面未出现裂缝不均匀沉降等现象，该透水性混凝土抗冻性得到提高。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强纤维透水混凝土，包括水泥、外加剂、水和石子，其特征在于：还包括有高强工程纤维，所述高强工程纤维为水泥重量的3％以上，且小于混凝土总重量的8‰。

2.如权利要求1所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：所述高强工程纤维的直径为0.5～0.8mm。

3.如权利要求1或2所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：所述高强工程纤维为聚丙烯工程纤维。

4.如权利要求1或2所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：该混凝土还包括有助磨剂或分散剂。

5.如权利要求4所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：所述助磨剂或分散剂小于混凝土总重量的2‰。

6.如权利要求1所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：所述水泥、石子、外加剂、水和高强工程纤维的重量比为410∶1520∶10∶120∶15。

7.如权利要求4所述的高强纤维透水混凝土，其特征在于：所述高强工程纤维与助磨剂或分散剂的重量比为10∶1。

8.一种如权利要求1所述高强纤维透水混凝土的制备方法，包括以下过程：

①、先将外加剂、高强工程纤维和石子按比例加入混凝土搅拌机，搅拌20～40秒；

②、向步骤①混合物中将水分为2～3次加入，继续搅拌1.5～2分钟。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：向步骤①中加入助磨剂或分散剂。