CN107151117B - 一种透水混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水混凝土，按重量份数计，包括以下组分，粗集料1500‑1700份；水泥300‑550份；水90‑120份；外加剂30‑80份；介孔材料50‑150份；增强纤维150‑220份。本发明具有以下优点和效果：第一，透水混凝土内介孔材料、增强纤维以及水泥混合后在粗集料颗粒内形成胶结层，胶结层内的增强纤维通过介孔材料连接，形成网状结构，提高透水混凝土的强度；第二，粗集料颗粒表面胶结层内的网状结构，使得透水混凝土在高温下具有较高的力学性能，提高透水混凝土的耐高温性能；第三，粗集料采用单一粒级，使透水混凝土具有优异的透水性能，排水降噪，调节地表温湿度等生态功能，保护环境，达到了透水性好、生态环保、强度高、耐高温、应用范围广的效果。

Description

一种透水混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种透水混凝土。
背景技术
透水混凝土是一种经过特殊工艺制作而成的具有连续性孔隙的生态环保型混凝土，既有一定的强度，又有一定的透气透水性。透水混凝土已被广泛应用于道路工程、市政工程和园林工程，并取得了较好的社会效益、环境效益和生态效益。透水混凝土铺筑的路面具有良好的排水和降噪能力，并且具有调节地表温湿度等生态功能，已被许多国家广泛应用。
透水混凝土的特点是采用单粒级粗骨料，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，形成骨料孔隙结构的多孔混凝土材料，透水混凝土内部含有较多孔隙，因此具有良好的透水性，但同时强度比普通混凝土低，限制了透水混凝土的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种透水混凝土，具有高强度的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种透水混凝土，按重量份数计，包括以下组分，粗集料1500-1700份；水泥300-550份；水90-120份；外加剂30-80份；介孔材料50-150份；增强纤维150-220份。
通过采用上述技术方案，透水混凝土中采用粗集料、水泥、水等基本材料之外，加入介孔材料和增强纤维。介孔材料和增强纤维与水泥、水等混合后包裹在粗集料表面，形成胶结层，起到连接作用。根据国际纯粹与应用化学联合会规定，介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料，介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构灯特点。增强纤维进入或部分进入到介孔材料内，被吸附在介孔材料内，介孔材料起到连接节点的功能，使得增强纤维在胶结层内形成网状结构。当透水混凝土受力时，增强纤维有从介孔材料内脱离的趋势，介孔材料和增强纤维之间的吸附力阻碍增强纤维脱离介孔材料，提高混凝土的强度，达到了透水性高、强度高的效果。
本发明的进一步设置为：所述增强纤维为纳米碳纤维、钢纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，纳米碳纤维、钢纤维具有高弹性模量，加入到透水混凝土内提高透水混凝土的抗冲击性能、抗拉强度、刚性和韧性。尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维也能起到提高透水混凝土的强度。介孔材料、增强纤维、水泥、水在粗集料颗粒之间形成胶结层后，胶结层内的增强纤维形成网状结构，在遭受高温时，网状结构限制了透水混凝土在温度急剧变化和高温环境下产生的体积变化，使透水混凝土在高温下具有较好的力学性能，缓解高温下透水混凝土性能的裂劣化，还能起到防止混凝土爆裂的作用，避免在炎热的夏季透水混凝土性能降低、爆裂等。
本发明的进一步设置为：所述介孔材料为硅基介孔材料。
通过采用上述技术方案，介孔材料包括硅基介孔材料和非硅系介孔材料，硅基介孔材料孔道规则，对增强纤维具有良好的吸附性能。
本发明的进一步设置为：所述粗集料为粒径在5-10mm之间的人工碎石。
通过采用上述技术方案，粗集料一般分为单一粒级、间断配级和连续配级，本申请选用单一粒级的人工碎石，提高透水混凝土的透水性能。
本发明的进一步设置为：所述外加剂包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅、纳米碳酸钙加入到透水混凝土内，第一，能提高透水混凝土的强度，第二，纳米二氧化硅、纳米碳酸钙加入到透水混凝土内后，扩散到介孔材料内时同时接触到介孔材料和增强纤维，提高介孔材料和增强纤维之间的连接强度。
本发明的进一步设置为：所述外加剂包括消石灰。
通过采用上述技术方案，在透水混凝土内加入消石灰，增加水泥浆的粘性。
本发明的进一步设置为：所述透水混凝土还包括20-50份外掺料，所述外掺料为粉煤灰、矿粉中的一种。
通过采用上述技术方案，透水混凝土内加入外掺剂，提高透水混凝土的强度。
本发明的进一步设置为：所述透水混凝土制作方法如下，称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
通过采用上述技术方案，先将介孔材料、增强纤维、水混合后，搅拌均匀，促进增强纤维吸附到介孔材料内的孔道内，再加入水泥、粗集料、外加剂后，搅拌均匀后，得到透水混凝土。
综上所述，本发明具有以下有益效果：第一，透水混凝土内介孔材料、增强纤维以及水泥混合后在粗集料颗粒内形成胶结层，胶结层内的增强纤维通过介孔材料连接，形成网状结构，提高透水混凝土的强度；第二，粗集料颗粒表面胶结层内的网状结构，使得透水混凝土在高温下具有较高的力学性能，提高透水混凝土的耐高温性能；第三，粗集料采用单一粒级，使透水混凝土具有优异的透水性能。
具体实施方式
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种透水混凝土，包括粗集料、水泥、水、外加剂、介孔材料、增强纤维。按重量份数计，以上各组分参照表1。其中，粗集料选用粒径5-10mm之间的人工碎石。介孔材料选用硅基介孔材料，增强纤维选用纳米碳纤维。外加剂为消石灰。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
混凝土抗压强度测试：参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度的等级，并在表1中列出检验结果。
混凝土高温性能测试：将透水混凝土制作边长为150mm的立方体试块，标准养护28d后取出自然干燥，分别进行目标为25℃、100℃、200℃的高温试验，将立方体试块在目标温度下恒温处理3小时后，冷却，高温前后试块均在常温自然含水状态用电子天平称重，计算出质量损失率，同时测量出立方体试块高温处理后的立方体抗压强度。
实施例2：一种透水混凝土，与实施例1的不同之处在于，外加剂为25份纳米二氧化硅和25份纳米碳酸钙。参照实施例1进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
实施例3：一种透水混凝土，与实施例2的不同之处在于，透水混凝土中加入30份外掺剂。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂、外掺剂，搅拌后得到透水混凝土。参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
实施例4：一种透水混凝土，包括粗集料、水泥、水、外加剂、介孔材料、增强纤维。按重量份数计，以上各组分参照表1。其中，粗集料选用粒径5-10mm之间的人工碎石。介孔材料选用硅基介孔材料，增强纤维选用钢纤维。外加剂包括30份消石灰、20份纳米碳酸钙、60份纳米二氧化硅。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
实施例5：一种透水混凝土，包括粗集料、水泥、水、外加剂、介孔材料、增强纤维。按重量份数计，以上各组分参照表1。其中，粗集料选用粒径5-10mm之间的人工碎石。介孔材料选用硅基介孔材料，增强纤维选用尼龙纤维。外加剂包括10份消石灰、10份纳米碳酸钙、10份纳米二氧化硅。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
实施例6：一种透水混凝土，包括粗集料、水泥、水、外加剂、介孔材料、增强纤维。按重量份数计，以上各组分参照表1。其中，粗集料选用粒径5-10mm之间的人工碎石。介孔材料选用硅基介孔材料，增强纤维选用聚丙烯纤维。外加剂包括20份消石灰、20份纳米碳酸钙、20份纳米二氧化硅。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
实施例7：一种透水混凝土，包括粗集料、水泥、水、外加剂、介孔材料、增强纤维。按重量份数计，以上各组分参照表1。其中，粗集料选用粒径5-10mm之间的人工碎石。介孔材料选用硅基介孔材料，增强纤维选用聚乙烯纤维。外加剂包括20份消石灰、20份纳米碳酸钙、20份纳米二氧化硅。
透水混凝土的制备方法如下：称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
对比例1：一种透水混凝土，与实施例1的不同之处在于，透水混凝土内不包括增强纤维。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
对比例2：一种透水混凝土，与实施例1的不同之处在于，透水混凝土内不包括介孔材料。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
对比例3：一种透水混凝土，与实施例1的不同之处在于，透水混凝土内不包括介孔材料和增强纤维。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
对比例4：一种透水混凝土，与实施例1的不同之处在于，透水混凝土制备方法如下，称取配方量的介孔材料、增强纤维、水、水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
参照实施例1中的方法进行混凝土抗压强度测试和混凝土高温性能测试，并将结果在表1中列出。
表1

Claims (7)

1.一种透水混凝土，按重量份数计，包括以下组分，
粗集料 1500-1700份；
水泥 300-550份；
水 90-120份；
外加剂 30-80份；
介孔材料 50-150份；
增强纤维 150-220份；
所述透水混凝土制作方法如下，称取配方量的介孔材料、增强纤维、水，搅拌均匀后，再投入配方量的水泥、粗集料、外加剂，搅拌后得到透水混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述增强纤维为纳米碳纤维、钢纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述介孔材料为硅基介孔材料。
4.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述粗集料为粒径在5-10mm之间的人工碎石。
5.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述外加剂包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述外加剂包括消石灰。
7.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述透水混凝土还包括20-50份外掺料，所述外掺料为粉煤灰、矿粉中的一种。
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