CN106186875B - 一种海绵城市透水水泥混凝土路面及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海绵城市透水水泥混凝土路面，该路面包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料为：水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、具有羟基玻璃化温度为‑40‑0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸‑丙烯酸酯‑磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂、水、所述透水混凝土结构层的原料为：镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂、水。本发明还公开了该透水水泥混凝土路面的制造方法，该水泥混凝凝土路面透水性好，抗压强度和抗折强度大，耐磨性好，防滑性能优异。

Description

一种海绵城市透水水泥混凝土路面及其制造工艺
技术领域：
本发明涉及建筑材料技术领域，具体的涉及一种海绵城市透水水泥混凝土路面。
背景技术：
随着我国经济的发展，城市规模的扩大和结构的变化，城镇地表逐步被钢筋混凝土房屋、大型基础设施、各种不透水的场地和透水性极差的混凝土路面所覆盖。其中混凝土路面所占比例越来越大，对社会和生态环境产生了许多负面影响，尤其是城市内涝、地下水位下降、热岛效应等问题日益突出。透水混凝土铺装作为低影响开发(LowImpactDevelopment，简称LID)措施之一，可以达到用雨水补充地下水资源；减少路面径流，预防城市内涝的发生；减少路面径流携带的污染物，减轻河道水体污染等目的。透水混凝土铺装对改善城市的自然环境和维护生态平衡等具有重要的现实意义，是一种与自然环境相协调的绿色基础设施。
透水混凝土的特点是采用单粒级粗骨料作为骨架。水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成骨架——具有孔隙结构的多孔混凝土材料，由于集料级配特殊，形成了蜂窝状结构。
但是透水混凝土的蜂窝状结构，使其抗压、抗折性能较差；透水混凝土表面孔隙率大，容易受到空气、阳光和水的侵蚀，且其孔隙率达，易被颗粒阻塞，维护成本高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种海绵城市透水水泥混凝土路面，该路面透水性好，抗折强度和抗压强度大，耐磨抗滑。
本发明的另一个目的是提供该海绵城市透水水泥混凝土路面的制造工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥330-360kg/m3，河砂1500-1800kg/m3，
膨胀珍珠岩27-30kg/m3，硅粉42-45kg/m3，
复合早强激发剂2-5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶10-20kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5-8kg/m3，
减水剂4-5kg/m3，分散剂2-6kg/m3，水85-90kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青10-20kg/m3，亲水性环氧树脂15-28kg/m3，
钢渣2000-2100kg/m3，可再分散性乳液15-20kg/m3，
植物纤维5-15kg/m3，瓜子片10-15kg/m3，
减水剂3-6kg/m3，表面活性剂1-2kg/m3，水50-60kg/m3。
作为上述技术方案的优选，一种海绵城市透水水泥混凝土路面，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥355kg/m3，河砂1660kg/m3，
膨胀珍珠岩30kg/m3，硅粉42kg/m3，
复合早强激发剂3.5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶16kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5kg/m3，
减水剂4kg/m3，分散剂4.5kg/m3，水85kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青20kg/m3，亲水性环氧树脂27kg/m3，
钢渣2000kg/m3，可再分散性乳液17.5kg/m3，
植物纤维13kg/m3，瓜子片11kg/m3，
减水剂4kg/m3，表面活性剂2kg/m3，水60kg/m3。
作为上述技术方案的优选，所述二烯系橡胶凝胶的粒径大小为20-30nm。
作为上述技术方案的优选，所述透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层的原料中的减水剂均为聚羧酸高效减水剂、木质素减水剂、萘系高效减水剂中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述可再分散性乳液是由可再分散性乳胶粉和水以重量比为1:(6-7)复配而成。
作为上述技术方案的优选，所述硅粉的粒径大小为50-80nm。
作为上述技术方案的优选，所述分散剂为聚丙烯磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱的混合物，二者质量比为1:2。
作为上述技术方案的优选，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、石油磺酸钠、Gemini类表面活性剂的一种或几种混合。
一种海绵城市透水水泥混凝土路面的制造工艺，包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌20-50min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明合理选择透水混凝土结构层、透水水泥混凝土面层的材料组分和各组分的含量，使得面层和结构层的结合性好，透水性能优异，具有优异的抗冲刷性、平整度高，且耐磨防滑性能佳；
本发明制造的透水混凝土路面简单易行，连续孔隙率高达30-40％，不易堵塞，可以有效消除路面积水，提高路面交通的舒适性、安全性，也可以有效减低路面交通噪音和保护环境的作用。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥330kg/m3，河砂1500kg/m3，
膨胀珍珠岩27kg/m3，硅粉42kg/m3，
复合早强激发剂2kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶10kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5kg/m3，
减水剂4kg/m3，分散剂2kg/m3，水85kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青10kg/m3，亲水性环氧树脂15kg/m3，
钢渣2000kg/m3，可再分散性乳液15kg/m3，
植物纤维5kg/m3，瓜子片10kg/m3，
减水剂3kg/m3，表面活性剂1kg/m3，水50kg/m3。
其制造工艺包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌20min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
实施例2
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥360kg/m3，河砂1800kg/m3，
膨胀珍珠岩30kg/m3，硅粉45kg/m3，
复合早强激发剂5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶20kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物8kg/m3，
减水剂5kg/m3，分散剂6kg/m3，水90kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青20kg/m3，亲水性环氧树脂28kg/m3，
钢渣2100kg/m3，可再分散性乳液20kg/m3，
植物纤维15kg/m3，瓜子片15kg/m3，
减水剂6kg/m3，表面活性剂2kg/m3，水60kg/m3。
其制造工艺包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌50min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
实施例3
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥355kg/m3，河砂1660kg/m3，
膨胀珍珠岩30kg/m3，硅粉42kg/m3，
复合早强激发剂3.5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶16kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5kg/m3，
减水剂4kg/m3，分散剂4.5kg/m3，水85kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青20kg/m3，亲水性环氧树脂27kg/m3，
钢渣2000kg/m3，可再分散性乳液17.5kg/m3，
植物纤维13kg/m3，瓜子片11kg/m3，
减水剂4kg/m3，表面活性剂2kg/m3，水60kg/m3。
其制造工艺包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌30min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
实施例4
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥340kg/m3，河砂1600kg/m3，
膨胀珍珠岩28kg/m3，硅粉43kg/m3，
复合早强激发剂3kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶14kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物6kg/m3，
减水剂4.3kg/m3，分散剂3.5kg/m3，水87kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青14kg/m3，亲水性环氧树脂20kg/m3，
钢渣2050kg/m3，可再分散性乳液16kg/m3，
植物纤维8kg/m3，瓜子片12kg/m3，
减水剂4kg/m3，表面活性剂1.4kg/m3，水53kg/m3。
其制造工艺包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌35min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
实施例5
一种海绵城市透水水泥混凝土路面，包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥350kg/m3，河砂1700kg/m3，
膨胀珍珠岩29kg/m3，硅粉44kg/m3，
复合早强激发剂4kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶18kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物7kg/m3，
减水剂4.7kg/m3，分散剂5kg/m3，水88kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青17kg/m3，亲水性环氧树脂25kg/m3，
钢渣2100kg/m3，可再分散性乳液18kg/m3，
植物纤维13kg/m3，瓜子片14kg/m3，
减水剂5kg/m3，表面活性剂1.8kg/m3，水56kg/m3。
其制造工艺包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌40min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。

Claims (7)

1.一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，该路面包括透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥330-360kg/m3，河砂1500-1800kg/m3，
膨胀珍珠岩27-30kg/m3，硅粉42-45kg/m3，
复合早强激发剂2-5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶10-20kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5-8kg/m3，
减水剂4-5kg/m3，分散剂2-6kg/m3，水85-90kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青10-20kg/m3，亲水性环氧树脂15-28kg/m3，
钢渣2000-2100kg/m3，可再分散性乳液15-20kg/m3，
植物纤维5-15kg/m3，瓜子片10-15kg/m3，
减水剂3-6kg/m3，表面活性剂1-2kg/m3，水50-60kg/m3；
其中，所述二烯系橡胶凝胶的粒径大小为20-30nm；
所述硅粉的粒径大小为50-80nm。
2.如权利要求1所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，所述透水水泥混凝土面层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
水泥355kg/m3，河砂1660kg/m3，
膨胀珍珠岩30kg/m3，硅粉42kg/m3，
复合早强激发剂3.5kg/m3，
具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶16kg/m3，
丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物5kg/m3，
减水剂4kg/m3，分散剂4.5kg/m3，水85kg/m3；
所述透水混凝土结构层的原料和每立方米混凝土的重量配合比为：
镁粉改性沥青20kg/m3，亲水性环氧树脂27kg/m3，
钢渣2000kg/m3，可再分散性乳液17.5kg/m3，
植物纤维13kg/m3，瓜子片11kg/m3，
减水剂4kg/m3，表面活性剂2kg/m3，水60kg/m3。
3.如权利要求1所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，所述透水混凝土结构层和透水水泥混凝土面层的原料中的减水剂均为聚羧酸高效减水剂、木质素减水剂、萘系高效减水剂中的一种。
4.如权利要求1所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，所述可再分散性乳液是由可再分散性乳胶粉和水以重量比为1:(6-7)复配而成。
5.如权利要求1所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱的混合物，二者质量比为1:2。
6.如权利要求1所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、石油磺酸钠、Gemini类表面活性剂的一种或几种混合。
7.如权利要求1至6任一所述的一种海绵城市透水水泥混凝土路面的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将路面基底清理，夯实地基；
(2)将镁粉改性沥青、亲水性环氧树脂、钢渣、可再分散性乳液、植物纤维、瓜子片、减水剂、表面活性剂和水混合，在强制式搅拌机中搅拌20-50min，得到透水混凝土结构材料，将制备好的材料采用摊铺机摊铺在路面基底上，压实，形成透水混凝土结构层；
(3)将水泥、河砂、膨胀珍珠岩、硅粉、复合早强激发剂、具有羟基玻璃化温度为-40-0℃的二烯系橡胶凝胶、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、减水剂、分散剂和水混合搅拌均匀制备成透水水泥混凝土面层材料，并将该材料用摊铺机摊铺在步骤(2)制得的透水混凝土结构层上，同时采用平板振动机振动密实，碾压成型，得到透水水泥混凝土路面，在20-25℃下，保湿养护7-10天。
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