CN106830972A - 一种高强度细骨料透水混凝土及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度透水混凝土及其用途，强度等级为C35～C40，由以下重量份的原料制成：水泥100‑192份，矿粉0‑60份，水29‑54份，细骨料408‑536份，外加剂1.00‑2.79份；细骨料的粒径为1.18‑2.36mm。本发明的混凝土配方中细骨料比表面积较粗骨料比表面积大，能使细骨料与骨料之间的接触点增加，在胶凝材料的胶结作用下提高透水混凝土的强度，同时，增加混凝土的均匀性及表面观感。

Description

一种高强度细骨料透水混凝土及其用途

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高强度细骨料透水混凝土及其用途，其强度等级为C35～C40。

背景技术

随着我国新型城镇化建设的发展和水生态环境的恶化，近年我国城市内涝频现，引发了国内对城市水危机的新一轮关注和对传统城市排水系统建设的反思热潮。因此，住房和城乡建设部正式提出了海绵城市的概念，发布相关指南，出台相应的建设政策及计划，旨在改善我国传统城市建设水生态的问题。海绵城市建设已经提上日程，倍受重视。

透水混凝土是一种连续孔隙混凝土，具有一定强度的同时还具有透水特性。采用透水混凝土的路面能解决雨水和地下水之间回补和释放，是海绵城市建设的重要途径之一，能够极好地改善地面环境。

研究和应用透水混凝土是目前及未来的必然趋势。目前许多研究者纷纷研制出不同类型及强度等级的透水混凝土，透水混凝土工程也不断出现。然而，现有透水混凝土普遍存在原材料成本高、孔隙分布不均匀、强度不高、离散严重，且混凝土面层不美观等缺点，影响了透水混凝土产品的使用和推广。

导致上述缺陷的原因有：

1、原材料成本高的原因：透水混凝土与普通混凝土的最大区别是连续孔隙，前者连续孔隙率8％-25％不等，而后者是相对密实的整体，连续孔隙率几乎为0。因此，透水混凝土在大孔隙率的同时能保证一定强度，尤其是抗压强度要求在40MPa以上的前提下就需要选用更高强度的胶凝材料，包括选用高强度的52.5水泥，硅灰及超细矿粉；选用粘结剂/增强剂，如乳胶粉、纤维素醚等，因此成本高。

2、孔隙分布不均匀、强度不高、离散严重的原因：现有透水混凝土受“无砂大孔”观念的影响，选用的骨料粒径最大为5mm、10mm甚至是25mm及31.5mm，骨料粒径过大，容易造成透水混凝土孔隙的大小、数量分布不均匀，导致强度不高，离散严重。用于实际工程中容易因孔隙不均造成力学薄弱点，引起工程质量。

3、面层不美观的原因：大骨料透水混凝土表面孔隙尺寸较大，即使施工较均匀，也容易在其表面留下大孔，影响观感。同时，大孔的出现容易遭到力学破坏，缩短工程使用寿命。

发明内容

为了克服现有的透水混凝土在成本、强度、孔隙均匀性和面层美观度等方面的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种高强度透水混凝土，强度为C35～C40，28d抗压强度≥43.3MPa，透水系数≥0.7mm/s。

本发明的另一目的在于提供上述透水混凝土的用途。

本发明采用的技术方案：

一种高强度透水混凝土，由以下重量份的原料制成：

水泥：100-192份

矿粉：0-60份

水：29-54份

细骨料：408-536份

外加剂：1.00-2.79份。

所述细骨料的粒径为1.18-2.36mm，石粉含量或含泥量≤2.0％，MB(亚甲蓝)值＜1.0；

所述的水泥为42.5级以上水泥，其强度富余系数≥1.15，其他指标满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥标准》要求；

所述的矿粉为S95级矿粉，比表面积≥400kg/m³，流动度比≥95％，烧失量≤3.0％；

所述的外加剂为奈系或聚羧酸减水剂，减水率为20％以上。

本发明的透水混凝土可应用于路面施工中。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明选用的骨料粒径为1.18-2.36mm，克服了传统的“无砂大孔”透水混凝土的技术偏见(即认为不采用粒径小的骨料方能制成透水混凝土)。本发明中细骨料比表面积较粗骨料比表面积大，能使细骨料与骨料之间的接触点增加，在胶凝材料的胶结作用下提高透水混凝土的强度，同时，增加混凝土的均匀性及表面观感。

(2)本发明透水混凝土，其强度等级为C35～C40，胶凝材料可选用42.5级水泥和普通S95矿粉，不需要采用价格昂贵的硅灰或超细矿粉及增强剂/胶结料，生产成本显著降低，利于透水混凝土的使用及推广；28d抗压强度≥43.3MPa，透水系数≥0.7mm/s，满足了透水混凝土的工程要求。

(3)本发明使用的原材料全为商品混凝土常规材料，价格低廉，材料易得，且都为纯无机材料，对地下水无污染，也利用了矿粉等工业废渣，减少了工业固废的排放，具有明显的经济效益及社会效益、环境效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所用的原材料如下：

(1)水泥：华润红水河牌P·O42.5级水泥，其强度富余系数≥1.15；

(2)矿粉：广西柳州强实S95级矿粉，比表面积≥400kg/m³，流动度比≥95％，烧失量≤3.0％；

(3)细骨料：广西南宁产的机制砂经过筛分所得，粒径为1.18-2.36mm，石粉含量≤2.0％，MB值＜1.0；

(4)外加剂：广西红墙新材料有限公司产的CSP-11(低浓型)聚羧酸减水剂，减水率≥20％；

(5)水：市政自来水。

实施例

本发明的透水混凝土，其配方如表1所示：

表1.C35-C40细骨料透水混凝土配方

将上述配比等比例换算成45L混凝土原料，在额定容积为60L的小型混凝土搅拌机搅拌，步骤为：(1)每次拌和前先按15L的配比等比例把水泥、骨料、水和外加剂组合物在搅拌机中涮膛；(2)开动搅拌机，将45L配合比中的细骨料、水泥、矿粉依次投入搅拌机干拌30s，再将水(外加剂混于水中)徐徐加入，水和外加剂全部加入后，继续搅拌3.5min；(3)将拌合物从搅拌机中卸出，倒在拌板上，做拌合物的各项性能实验或成型试件，成型方法依据DB/11/T775-2010《透水混凝土路面技术规程》规定的方法成型。(4)成型完毕后试件立即覆盖薄膜并至于养护室带模养护24-48h脱模，脱模后继续放置于混凝土标准养护室养护至规定龄期。试验结果如表2所示。

表2.C35-C40细骨料透水混凝土实施例各项性能结果

从表2可见，本发明制备的透水混凝土其强度和透水性能满足设计要求，可用于人行道、公园、广场、小区停车场、小区车行道、轻型荷载车道等路面。

对比例

为了能更好反映本发明的效果，进行了对比试验。对比例骨料的粒径为2.5-5mm和5-10mm两种，混凝土的原料配比与实施例3和6一致，成型方法、养护等均与实施例一致。每个对比例成型强度(试模100×100×100)和透水系数试件1组(3个)，对比其透水系数及强度离散性，试验结果如表3所示：

表3.采用不同粒径骨料的透水混凝土各项性能结果对比

由表3可见，相比于对比例，采用粒径范围1.18-2.36mm的细骨料的透水混凝土其强度更高，透水性能相当，强度和透水性的均匀性好，体现在标准偏差小；性能优越的同时降低了生产成本，提高美观感。

产生上述效果的原因是：

(1)使用粒径为1.18-2.36mm的细骨料，较传统骨料粒径小。使混凝土内部有效连续孔的孔径较小且拌合物拌和后分布更加均匀，强度离散度不高，工程应用时薄弱点显著减少，提高混凝土的寿命。

(2)较小的骨料比表面积增大，骨料与骨料之间通过胶凝材料的连接点随之增多，即使仅使用42.5等级的水泥和普通矿粉(非超细矿粉)而不使用增强料/胶结料时，混凝土的强度也能得到保证。因此能显著降低混凝土的生产成本。

(3)较小的骨料粒径使混凝土表面即使因施工产生少量骨料遗漏的缺陷时，表面仍然平整美观。而传统粒径骨料若因施工不佳时，表面出现缺陷的概率大大增加，严重时石子掉落，路面等工程质量将受到影响。

(4)本发明C35和C40细骨料透水混凝土，28d抗压强度分别≥43.3MPa和49.6MPa，透水系数≥2.3mm/s和0.7mm/s，用于路面时能有效应对大暴雨等恶劣环境，缓解内涝等灾害。同时，使用的水泥、矿粉等均属于无机材料，对地下水无任何污染。

综上，说明本发明较现有技术起到良好的效果，混凝土强度和透水系数满足要求。且原材料易得，能显著降低混凝土的生产成本。混凝土孔径较小，隙分布均匀，表面美观平整，混凝土能达到更好的性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高强度透水混凝土，其特征在于是由以下重量份的原料制成：

水泥：100-192份

矿粉：0-60份

水：29-54份

细骨料：408-536份

外加剂：1.00-2.79份；

所述细骨料的粒径为1.18-2.36mm。

2.根据权利要求1所述的高强度透水混凝土，其特征在于：所述的细骨料，石粉含量或含泥量≤2.0％，MB值＜1.0。

3.根据权利要求1所述的高强度透水混凝土，其特征在于：所述的水泥为42.5级以上水泥，其强度富余系数≥1.15。

4.根据权利要求1所述的高强度透水混凝土，其特征在于：所述的矿粉为S95级矿粉，比表面积≥400kg/m³，流动度比≥95％，烧失量≤3.0％。

5.根据权利要求1所述的高强度透水混凝土，其特征在于：所述的外加剂为奈系或聚羧酸减水剂，减水率为20％以上。

6.权利要求1-5任一项所述的透水混凝土在路面施工中的应用。