CN106167380A - 一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，是一种生态环保型透水材料。防堵塞透水混凝土路面具有三层孔（基层、次面层和表面层）梯度层复合结构，公开了各层透水混凝土组份及其配合比，其中透水表面层能够过滤降雨中杂质的多孔结构，形成有效防止细小的颗粒阻塞路面的透水混凝土。本发明透水混凝土采用废弃材料铁尾矿作骨料，是一种新型的建筑材料，有利于缓解环境污染，并带来巨大的社会经济和生态效益。

Description

一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材领域，是一种生态环保型透水材料，具体涉及一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法。

背景技术

透水路面具有很多其它路面材料所不具有的特性，主要是良好的透水性及保水性。与普通混凝土的集料组成相比，透水混凝土采用单一级配组成集料和水泥拌合，在形成大量的贯通孔作为透水通道和具有透水功能的同时，也会导致其力学性能下降。为了防止堵塞，作为路面材料的透水混凝土一般都采用面层加基层的双层透水结构，面层一般厚度在80mm左右，具有3mm以下的孔径，使得通过雨水中较大的颗粒能够被阻挡，但是一些细小的颗粒仍然可以进入透水通道，使用一段时间后将其堵塞，失去透水功能。

为了增加透水材料的强度和施工性能，一些高成本的胶凝材料和外加剂，如可再分散胶粉和活性微粉被采用在透水混凝土的配方中，使透水混凝土的成本比普通混凝土高出许多，因此导致了透水混凝土在具体应用时的推广阻力较大，和普通混凝土路面材料相比时竞争力不高。

在现有双层透水混凝土结构的基础上，发明了一种具有三层孔结构（基层、次面层和表面层）的透水路面材料，其中的透水表面层通过相转变方式获得能够过滤降雨中杂质的多孔结构，但其在具体应用时较难加工，因此很有必要再开发一种方便施工和空隙形成的表面层组成配方和施工工艺，并加工出能够防阻塞的透水混凝土路面铺装和进行应用示范。

本发明骨料有别于普通材料透水混凝土，是一种新型的建筑材料。从尾矿治理的角度来看，有利于缓解环境污染，并带来巨大的社会经济和生态效益。由此可见，开展铁尾矿基透水混凝土的研究有重大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是开发利用铁尾矿制备三层孔结构的透水混凝土路面，其中透水表面层能够过滤降雨中杂质的多孔结构，形成有效防止细小的颗粒阻塞路面的透水混凝土。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的防堵塞透水混凝土路面具有三层孔结构（基层、次面层和表面层），透水混凝土路面基层、次面层采用52.5号和42.5号的硅酸盐水泥或普硅水泥作为胶凝材料，采用粉煤灰、硅灰、矿渣微粉等作为火山灰反应掺合材料，采用聚乙烯醇PVA、纤维素醚CMC、纤维素醚HPMC、乳胶粉、可分散胶粉等作为改性材料，采用聚丙烯短纤维（PPF）或木质素短纤维作为增强材料，采用铁尾矿作为集料，采用聚羧酸高效减水剂;所述的透水混凝土路面基层、次面层按质量份数配合比：胶凝材料10-21份、掺合材料2-6份、改性材料2-4份、增强材料0.03-0.08份、铁尾矿62-81份、聚羧酸高效减水剂0.18-0.49份、水4.2-8.1份;所述的透水混凝土路面表面层采用环氧树脂、聚丁二烯树脂等有机胶凝材料，采用铁尾矿砂作为细集料，采用聚丙烯纤维作为增强材料，采用粒状过滤材料作为植入性过滤填料，采用彩色混凝土专用着色剂作颜料;所述的透水混凝土路面表面层按质量份数配合比：有机胶凝材料2.7-5.0份、铁尾矿砂77-92份、固化剂0.5-1.9份、增强材料0.03-0.08份、过滤填料0.05-0.1份、颜料0.4-1.5。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的透水混凝土基层厚度为40-200mm，铁尾矿为粒径4.75～9.5mm单级配石子。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的透水混凝土次面层厚度为30-50mm，铁尾矿为粒径2.4～4.75mm单级配砂。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的透水混凝土表面层厚度为10-20mm，铁尾矿为粒径0.5~1.0mm 的细颗粒。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的植入性过滤填料为无机过滤材料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的透水混凝土路面制作工艺为：

1）整平道路，按照透水混凝土路面基层配合比制备材料，将搅拌好的透水水泥混凝土先均匀布料在模板中，将其表面碾压平或振压平作为透水路面基层；

2）按照透水混凝土路面次面层配合比制备材料，待基层透水混凝土凝结前将次面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；

3）按照透水混凝土路面表面层配合比制备材料，待次面层透水混凝土凝结前将表面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；并在其上铺上塑料薄膜保水，表面层透水混凝土凝固后，然后在彩色表面层喷涂同色的保护剂；养护28天后即完成防阻塞的透水混凝土路面。

与现有技术相比本发明所达到的有益效果是：

1）所制备的透水混凝土路面是以废渣铁尾矿为骨料，骨料有别于普通透水性混凝土，是一种新型的建筑材料。

2）透水混凝土的表面层孔隙采用植入无机过滤填料法获得，透水、防阻塞、耐磨三重功能，该方法将会突破目前透水混凝土的阻塞瓶颈，且施工简单，具有很强的创新性和实用性。

3）透水混凝土的基层、次面层采用短纤维、高分子聚合物、活性微粉等进行复合增强，采用三层孔梯度层复合，可以通过提高基层的强度，直接适用于机动车行驶道路路面，使透水混凝土的使用范围拓宽。

4）开发利用铁尾矿制作透水混凝土可以大大降低混凝土成本，解决造价问题，同时兼顾透水砖抗压强度、透水性能及表面堵塞问题。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的防堵塞透水混凝土路面具有三层孔结构（基层、次面层和表面层），透水混凝土路面基层、次面层采用52.5号和42.5号的硅酸盐水泥或普硅水泥作为胶凝材料，采用粉煤灰、硅灰、矿渣微粉等作为火山灰反应掺合材料，采用聚乙烯醇PVA、纤维素醚CMC、纤维素醚HPMC、乳胶粉、可分散胶粉等作为改性材料，采用聚丙烯短纤维（PPF）或木质素短纤维作为增强材料，采用铁尾矿作为集料，采用聚羧酸高效减水剂;所述的透水混凝土路面基层、次面层按质量份数配合比：胶凝材料10-21份、掺合材料2-6份、改性材料2-4份、增强材料0.03-0.08份、铁尾矿62-81份、聚羧酸高效减水剂0.18-0.49份、水4.2-8.1份;所述的透水混凝土路面表面层采用环氧树脂、聚丁二烯树脂等有机胶凝材料，采用铁尾矿砂作为细集料，采用聚丙烯纤维作为增强材料，采用粒状过滤材料作为植入性过滤填料，采用彩色混凝土专用着色剂作颜料;所述的透水混凝土路面表面层按质量份数配合比：有机胶凝材料2.7-5.0份、铁尾矿砂77-92份、固化剂0.5-1.9份、增强材料0.03-0.08份、过滤填料0.05-0.1份、颜料0.4-1.5。

所述的透水混凝土基层厚度为40-200mm，铁尾矿为粒径4.75～9.5mm单级配石子，所述的透水混凝土次面层厚度为30-50mm，铁尾矿为粒径2.4～4.75mm单级配砂，所述的透水混凝土表面层厚度为10-20mm，铁尾矿为粒径0.5~1.0mm 的细颗粒，所述的植入性过滤填料为无机过滤材料。

所述的透水混凝土路面制作工艺为：1）整平道路，按照透水混凝土路面基层配合比制备材料，将搅拌好的透水水泥混凝土先均匀布料在模板中，将其表面碾压平或振压平作为透水路面基层；2）按照透水混凝土路面次面层配合比制备材料，待基层透水混凝土凝结前将次面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；3）按照透水混凝土路面表面层配合比制备材料，待次面层透水混凝土凝结前将表面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；并在其上铺上塑料薄膜保水，表面层透水混凝土凝固后，然后在彩色表面层喷涂同色的保护剂；养护28天后即完成防阻塞的透水混凝土路面。

表1列示了本发明铁铁尾矿防堵塞透水混凝土配合比；

表2列示了本发明铁尾矿的技术指标；

表3列示了本发明铁尾矿防堵塞透水混凝土各项性能试验数据。

表1铁尾矿防堵塞透水混凝土配合比(kg/m3)

表2 铁尾矿的技术指标

表3 铁尾矿防堵塞透水混凝土各项性能试验数据

与现有技术相比本发明所达到的有益效果是：1）所制备的透水混凝土路面是以废渣铁尾矿为骨料，骨料有别于普通透水性混凝土，是一种新型的建筑材料。2）透水混凝土的表面层孔隙采用植入无机过滤填料法获得，透水、防阻塞、耐磨三重功能，该方法将会突破目前透水混凝土的阻塞瓶颈，且施工简单，具有很强的创新性和实用性。3）透水混凝土的基层、次面层采用短纤维、高分子聚合物、活性微粉等进行复合增强，采用三层孔梯度层复合，可以通过提高基层的强度，直接适用于机动车行驶道路路面，使透水混凝土的使用范围拓宽；4）开发利用铁尾矿制作透水混凝土可以大大降低混凝土成本，解决造价问题，同时兼顾透水砖抗压强度、透水性能及表面堵塞问题。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，其特征在于：所述的防堵塞透水混凝土路面具有三层孔结构（基层、次面层和表面层），透水混凝土路面基层、次面层采用52.5号和42.5号的硅酸盐水泥或普硅水泥作为胶凝材料，采用粉煤灰、硅灰、矿渣微粉等作为火山灰反应掺合材料，采用聚乙烯醇PVA、纤维素醚CMC、纤维素醚HPMC、乳胶粉、可分散胶粉等作为改性材料，采用聚丙烯短纤维（PPF）或木质素短纤维作为增强材料，采用铁尾矿作为集料，采用聚羧酸高效减水剂;

所述的透水混凝土路面基层、次面层按质量份数配合比：胶凝材料10-21份、掺合材料2-6份、改性材料2-4份、增强材料0.03-0.08份、铁尾矿62-81份、聚羧酸高效减水剂0.18-0.49份、水4.2-8.1份;

所述的透水混凝土路面表面层采用环氧树脂、聚丁二烯树脂等有机胶凝材料，采用铁尾矿砂作为细集料，采用聚丙烯纤维作为增强材料，采用粒状过滤材料作为植入性过滤填料，采用彩色混凝土专用着色剂作颜料;

所述的透水混凝土路面表面层按质量份数配合比：有机胶凝材料2.7-5.0份、铁尾矿砂77-92份、固化剂0.5-1.9份、增强材料0.03-0.08份、过滤填料0.05-0.1份、颜料0.4-1.5。

2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的透水混凝土基层厚度为40-200mm，铁尾矿为粒径4.75～9.5mm单级配石子。

3.根据权利要求1所述的一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的透水混凝土次面层厚度为30-50mm，铁尾矿为粒径2.4～4.75mm单级配砂。

4.根据权利要求1所述的一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的透水混凝土表面层厚度为10-20mm，铁尾矿为粒径0.5~1.0mm 的细颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的植入性过滤填料为无机过滤材料。

6.根据权利要求1所述的一种铁尾矿防堵塞透水混凝土路面及其制备方法，所述的透水混凝土路面制作工艺为：

1）整平道路，按照透水混凝土路面基层配合比制备材料，将搅拌好的透水水泥混凝土先均匀布料在模板中，将其表面碾压平或振压平作为透水路面基层；

2）按照透水混凝土路面次面层配合比制备材料，待基层透水混凝土凝结前将次面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；

3）按照透水混凝土路面表面层配合比制备材料，待次面层透水混凝土凝结前将表面层材料摊铺，将其表面碾压或振压平；并在其上铺上塑料薄膜保水，表面层透水混凝土凝固后，然后在彩色表面层喷涂同色的保护剂；养护28天后即完成防阻塞的透水混凝土路面。