CN105819886A - 一种透水混凝土的制备与维修方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透水混凝土制备与维修方法，所述方法以高性能混凝土材料为载体（配比为：水泥25～40重量份、硅粉5～15重量份、粉煤灰5～20重量份、集料20～50重量份、矿粉0～2重量份、减水剂1～2重量份、纤维0～2重量份、水7～10重量份），采用包括预埋成孔构件、模具挤出成孔及模具挤孔成型等在内的多种物理成孔方法，构造直通孔洞，实现透水功能，并以高压水或气体为清堵介质，沿堵塞路径逆向（自下而上）的清堵路径为清堵机制。本发明提供的一种透水混凝土制备及维修方法具有原理简单、操作简易、过程可控等特点，为解决透水混凝土强度低、易松散、易堵塞、难维修的技术瓶颈提供了有效方法。

Description

一种透水混凝土的制备与维修方法

技术领域

本发明涉及一种透水混凝土制备和维修养护方法，尤其涉及一种透水性能佳、强度高、耐久性好且维修养护简易、维修效果佳的透水混凝土制备与维修方法，属于混凝土技术领域。

背景技术

透水混凝土是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，与传统混凝土相比具有显著的行车与生态环境优点。在行车安全与舒适性上，其具有的良好的防滑、防水雾、防眩光以及降噪等特点，能极大地提高行车的安全性和舒适性；从生态和环境效益来看，①它是一个十分有效的收集雨水或使其回渗到地下的方法，有利于维持地下水资源的生态平衡，防止地表沉降；②它使多种生物，特别是以微生物为主体的动、植物群更容易栖息生长，延续自然生物链，而非透水地面阻断了类似的生物链；③它可以吸收汽车、交通以及环境的其他噪声，改善听觉环境；④它可以吸收太阳热和环境其他热源放出的热量，在环境温度降低时又将热量放出，缓解“热岛效应”。

目前，公知的透水混凝土的透水性能是通过胶凝材料与水拌合后包裹特定粒径的粗集料形成多孔堆积骨架结构而实现的，普遍存在强度低、易堵塞、维修难等技术瓶颈。近年来，随着透水混凝土生态环境优点的日益凸显，国内外学者在克服透水混凝土技术瓶颈上做了大量的研究。例如，CN101190833A公开了一种透水混凝土及其制备方法，该专利提供的透水混凝土的配方由水泥、骨料、减水剂和粘合剂等组成；CN101857403A公开了一种透水混凝土，其配方由水泥、乳胶粉等组成。但是，由于此类方法制备的透水混凝土各骨料之间有效接触面积减少，在外力作用下，易产生应力集中，即使在荷载不大的情况下，透水混凝土也会沿薄弱处开裂，使得透水混凝土发生不可修复破坏。此外，申请号201210512060.2发明，其配方：水泥、骨料、大孔树脂、胶黏剂，制备出强度在30MPa以上、透水系数达12mm/s的透水混凝土。但是，采用树脂等有机类胶结材料亦存在成本昂贵、易老化问题。综上所述，当下方法制备的透水混凝土仍存在强度低、易松散、易堵塞、难维修等问题，极大地降低了透水混凝土的服务质量、使用寿命和其推广应用范围。

发明内容

为了解决上述透水混凝土强度低、易松散、易堵塞、难维修的技术瓶颈，本发明提供了一种新型透水混凝土制备和维修养护方案。制备的透水混凝土不仅拥有优良的透水性能，而且还具备高强、耐久、易维修养护等优点，提出的维修养护方案简易且高效，能适应各类工程应用要求，对推进我国“海绵城市建设”、维护生态平衡和实现可持续发展有重要现实意义。

本发明所述一种透水混凝土的制备方法，所述透水混凝土性能满足：抗压强度≥50MPa,透水系数≥10mm/s，抗冻等级≥F25。为实现目标，所采用的技术方案是：一种透水混凝土的制备及维修方法，其特征在于：

A、本发明的一种透水混凝土原材料由以下重量份组成：水泥25～40重量份、硅粉5～15重量份、粉煤灰5～20重量份、集料20～50重量份、矿粉0～2重量份、减水剂1～2重量份、纤维0～2重量份、水7～10重量份；

B、本发明的一种透水混凝土制备方法为：将上述材料按量称取；充分搅拌均匀至可流动状态后，浇筑于模具中；成孔，构造连通孔洞；待孔洞成型稳定后，脱模，并进行质量检测控制和后处理，最后养护至规定龄期。其中，孔洞成型包括确定孔径、孔形、孔倾斜角度、孔排列方式，孔洞成型采用机械成孔方法，包括预埋成孔构件（说明书附图图1）、模具挤出成孔、模具挤孔成型，在混凝土上构造贯穿于上下表面或者竖、横向间相互连通（图2）的直通孔洞；质量检测内容包括孔洞有效直径、连通性、孔壁的光滑性以及孔洞有效连通率；后处理包括孔洞连通性改善和使用硅溶胶等其他防水材料对孔洞进行的防水与耐久性处理；

C、本发明的透水混凝土（图2）透水原理为：水体在透水混凝土表面集聚后，经由竖向排水孔（5）汇聚至横向排水孔（6），最终沿横向排水孔（6）排出，形成直接高效的透水路径（7）；

D、本发明的一种透水混凝土维修方法（图3）为：高压水或气体从横向排水孔（6）进入，沿横向排水孔（6）经由竖向排水孔（5）或从横向排水孔（6）一端至另一端，形成与堵塞路径（7）相反的清堵路径（8），堵塞物被高压水或气体带出孔洞。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用的原材料及配合比设计不同于传统透水混凝土单一粗集料以及集料裹浆的方法，相比之下高性能混凝土材料原材料及配合比方法理论更为成熟完善，操作简单、成本可控，性能更优；

2、本发明透水混凝土采用物理方式构造连通孔洞实现透水功能的透水原理，较传统透水混凝土随意且难控的孔洞形态，本发明制备的透水混凝土孔洞通直性更好、透水路径更短、孔隙率更低且透水效率更高，从而实现透水性能与力学性能、耐久性的均衡；

3、本发明制备的透水混凝土孔洞直通，较传统混凝土不易发生堵塞；采用与堵塞路径相反的清堵路径，且堵塞空间直通与传统透水混凝土迂回曲折的堵塞空间相比，清堵难度更低，清堵效果更为高效，能有效的解决透水混凝土维修难、维修效率低、维修效果差等一系列问题；

4、本发明针对目前透水混凝土普遍存在的强度低、易松散、易堵塞、难维修等对透水混凝土性能、服务质量、使用寿命及推广应用有较大影响的问题提出的一种物理成孔解决方法和维修方案，该方法在保证透水混凝土透水功能（透水系数≥10mm/s）要求的同时，透水混凝土抗压强度≥50MPa，抗冻等级≥F25，能有效解决目前透水混凝土因自身性能差而难以大范围推广的难题，可广泛用于广场、人行道、道路隔离带、停车场，并能应用于重载交通、重交通等复杂条件下；

5、本发明提供的一种透水混凝土制备和维修养护方法，对于提供更舒适安全的出行环境、维持和改善地下水资源状况、缓解和解决噪音问题及热岛效应提供了更为有利的技术保障，符合“海绵城市”及“两型社会”建设需求，具有良好的市场前景。

附图说明

图中：1—模板，2—竖向排水孔成孔预埋件，3—横向排水孔成孔预埋件，4—混凝土体，5—竖向排水孔，6—横向排水孔，7—透水路线，8—清堵路线；

图1为本发明一种成孔方法示意图；

图2为本发明制备的透水混凝土示意图；

图3为本发明透水及清理维修方案示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实例一：

高性能混凝土材料制备：称取52.5普通硅酸盐水泥30重量份、硅粉6重量份、粉煤灰8重量份、集料45重量份、矿粉1重量份、纤维0.1重量份，混合拌匀，同时，将1重量份高效减水剂与10重量份水兑匀，在搅拌机中加入部分水与减水剂混合液体与全部固体材料低速搅拌2-3min，在搅拌过程中加入剩余水与减水剂混合液体后，再高速搅拌约3min至混合物具备良好的流动性；

成孔设计与模具组装：本实施例中确定竖向孔洞及横向孔洞均为圆形，直径分别为3mm和8mm，采用矩形阵列排列方式；

浇筑成型：将混凝土拌合物倒入组装好的成型成孔模具中，养护5-8小时待强度形成且孔洞稳定后，拆除模板和成孔构件，并继续养护至规定龄期；

质量检测控制与后处理：养护至标准龄期后，通过外观观测、测量、通气、通水等对透水混凝土孔洞的有效直径、连通性、孔壁的光滑性以及孔洞有效连通率进行检测和控制；使用略小于孔洞的杆件、高压气体或水对孔洞质量进行改善提高，使用硅溶胶等防水材料对孔洞进行刷拭以达到防水与耐久的要求；

养护：脱模前采用标准养护，脱模后采用常温浸水养护。

图2是本实施例的轴二测图。

本实施例提供的透水混凝土技术指标：有效连通孔隙率为3.216%，28d抗压强度53.23MPa，透水系数18.58mm/s,抗冻等级F25。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项方法的人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种透水混凝土的制备与维修方法，制备方法特征在于：以高性能混凝土材料为载体，采用物理成孔方法，构造按设计要求的直通孔洞，实现透水功能并获得良好的力学与耐久性能；维修方法特征在于：以高压水或气体为清堵介质，沿堵塞路径逆向（自下而上）的清堵路径，实现快速、高效的维修效果。

2.按权利要求1所述的透水混凝土制备方法，特征在于：采用材料由以下组分及重量份数组成：水泥25～40重量份、硅粉5～15重量份、粉煤灰5～20重量份、集料20～50重量份、矿粉0～2重量份、减水剂1～2重量份、纤维0～2重量份、水7～10重量份。

3.按权利要求1所述的透水混凝土制备方法，特征在于，采用包括预埋成孔构件（图1）、模具挤出成孔及模具挤孔成型在内的多种物理成孔方法，构造贯穿于混凝土上下表面或者竖、横向间相互连通（图2）的直通孔洞；其中孔洞直径、排列、数量、类型按设计要求进行多样选择。

4.按权利要求1所述的透水混凝土维修方法，特征在于（图3），将高压水或气体接入横向排水孔（6），高压水或气体从横向排水孔（6）进入，沿横向排水孔（6）经由竖向排水孔（5）或从横向排水孔（6）一端至另一端，形成与堵塞路径（7）相反的（自下而上）清堵路径（8），堵塞物被高压水或气体带出孔洞。