CN107382358A - 一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土。所述混凝土按质量份数计由以下组分组成：骨料70～79份；矿渣16～20份；掺合料0～4份；添加剂0～0.08份；激发剂3～6份；水3～4份。本发明还公开了所述透水碱矿渣混凝土的制备方法。本发明使用碱矿渣为胶凝材料，通过对水玻璃、矿渣和碎石组分的优化制备透水混凝土；相对于目前透水混凝土的抗压强度偏低、耐久性不佳难以在重荷载路面使用，本发明得到具有一定透水率、抗压强度高、耐磨性好的透水碱矿渣混凝土；且本发明的透水混凝土抗剥离能力好，长期使用性能优异。

Description

一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的繁荣和发展，城镇化进程加快，不透水路面、硬化地面越老越多的替代了自然原生态的透水层，这对生态环境以及城市道路交通环境造成的影响十分显著。在雨季，城市地下排水管道负荷重，降雨量稍大则易出现城市内涝，造成城市居民人口的交通和出行不便，路面积水也会产生行车路滑和夜间眩光等问题，而且雨水通过城市管道排放一定程度上会造成地下水资源流失以及给河流带来非点源污染。城市不透水地面由于白天吸热晚上放热而引起城市热到效应。

透水混凝土由水泥浆体包裹间断级配的粗骨料胶结形成，具有较大的连通孔隙，雨水能够迅速渗透，由此透水混凝土可以吸收地表径流、净化水体、补充地下水，改善地表土壤的生态环境，吸声降噪，改善城市道路交通条件。

目前用硅酸盐水泥制备的透水混凝土普遍存在抗压强度低，使用过程中容易发生开裂造成骨料剥离和飞散等问题，长期使用性能不佳，需要采用聚合物乳液、有机高分子材料以及矿物掺合料等进行改性，但目前这些技术措施对透水混凝土性能提升效果十分有限，所以急需开发一种制备高强、耐久且环保的透水混凝土技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土及其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，所述混凝土按质量份数计由以下组分组成：

骨料 70～79份

矿渣 16～20份

掺合料 0～4份

添加剂 0～0.08份

激发剂 3～6份

水 3～4份。

优选的，所述激发剂为水玻璃，模数为1.0～2.0。

优选的，所述骨料为单粒级玄武岩碎石、石灰岩碎石的一种或几种，两种碎石直径为5～10mm，表观密度为2800～3300kg/m³，吸水率小于2％。

优选的，所述矿渣为水淬高炉矿渣，其比表面积为300～550m²/kg，密度为2.85～2.95g/cm³，碱度系数M0＝0.95～1.05。碱度系数为所述矿渣的化学成分中CaO、MgO的质量和与SiO₂、Al₂O₃的质量和的比值。

优选的，所述掺合料为硅灰、粉煤灰的一种或几种，所述添加剂为聚丙烯纤维、纤维素醚的一种或几种。

2、一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土的制备方法，包括如下步骤：

1)按配比准备原材料；

2)将步骤1)所选碱激发剂和水混合均匀，待溶液冷却至30℃以下后使用；

3)将全部的骨料以及步骤2)所得溶液的50％倒入搅拌机搅拌30s；

4)向步骤3)所得润湿的骨料中加入矿粉、掺合料、添加剂，搅拌至骨料表面包裹一层粉料；

5)向步骤4)所得混合料中加入剩余的步骤2)所得溶液，继续搅拌60s，得到透水混凝土拌合物；

6)浇筑：采用表面抹平机将拌合物压实、抹平；

7)养护：浇筑后对透水碱矿渣混凝土进行保湿养护，养护时间不少于7d。

本发明的有益效果在于：本发明使用碱矿渣为胶凝材料，通过对水玻璃、矿渣和碎石组分的优化制备透水混凝土；相对于目前透水混凝土的抗压强度偏低、耐久性不佳难以在重荷载路面使用，本发明得到具有一定透水率、抗压强度高、耐磨性好的透水碱矿渣混凝土；且本发明的透水混凝土抗剥离能力好，长期使用性能优异。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

每立方米透水碱矿渣混凝土原材料用量为：5～10mm单粒级玄武岩碎石1649kg、碱矿渣412kg、水玻璃91kg、水78kg，其中碱矿渣水泥全部由矿渣组成。制备透水碱矿渣混凝土时，先将水玻璃与水混合均匀得到激发剂溶液，待溶液冷却至大约30℃后将全部的碎石与50％的溶液投入搅拌机混合30s，使骨料表面被润湿，随后将矿渣加入搅拌机混合60s，最后将剩余的50％溶液倒入搅拌机混合60s，然后出机浇筑成型，覆膜养护24h后脱模，标养28d后进行强度、透水性试验。

实施例2

与实施例1基本相同，区别仅在于：所述矿渣的质量的5％被硅灰替代，制备混凝土前先将硅灰与矿渣搅拌得到均匀混合的粉料。

实施例3

与实施例1基本相同，区别仅在于：所述矿渣的质量的0.1％被聚丙烯纤维替代，制备混凝土前先将聚丙烯纤维与矿渣搅拌得到均匀混合的粉料。

实施例4

透水混凝土原料(重量份)：每立方米透水碱矿渣混凝土原材料用量为：5～10mm单粒级玄武岩碎石1649kg、矿渣329kg、水玻璃73kg、水62kg。

实施例5

与实施例4基本相同，区别仅在于：所述矿渣水泥质量的5％被硅灰替代，制备混凝土前先将硅灰与矿渣搅拌得到均匀混合的粉料。

实施例6

与实施例4基本相同，区别仅在于：所述矿渣质量的0.1％被聚丙烯纤维替代，制备混凝土前先将聚丙烯纤维与矿渣搅拌得到均匀混合的粉料。

以上实施例中所使用的水玻璃模数为1.20。

性能测试

对实施例1～6制备得到的透水碱矿渣混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度(测试标准普通混凝土力学性能试验方法)、透水性能进行测试。

抗压、劈裂抗拉强度的测试参照标准GB50081-2002普通混凝土力学性能试验方法。透水性测试参照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面应用技术规程》附录A进行。

所制备的透水混凝土具体性能见表1。

表1、透水碱矿渣混凝土性能

从以上实施例可综合得出，本发明使用碱矿渣为胶凝材料，通过对水玻璃、矿渣和碎石组分的优化制备透水混凝土；其透水率、抗压强度高、耐磨性好，并且对透水混凝土的抗剥离能力进行测试，其抗剥离能力好，长期使用性能优异。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，其特征在于，所述混凝土按质量份数计由以下组分组成：

骨料 70～79份

矿渣 16～20份

掺合料 0～4份

添加剂 0～0.08份

激发剂 3～6份

水 3～4份。

2.根据权利要求1所述一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，其特征在于，所述激发剂为水玻璃，模数为1.0～2.0。

3.根据权利要求1所述一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，其特征在于，所述骨料为单粒级玄武岩碎石、石灰岩碎石的一种或几种，两种碎石直径为5～10mm，表观密度为2800～3300kg/m³，吸水率小于2％。

4.根据权利要求1所述一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，其特征在于，所述矿渣为水淬高炉矿渣，其比表面积为300～550m²/kg，密度为2.85～2.95g/cm³，碱度系数M0＝0.95～1.05。

5.根据权利要求1所述一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土，其特征在于，所述掺合料为硅灰、粉煤灰的一种或几种，所述添加剂为聚丙烯纤维、纤维素醚的一种或几种。

6.权利要求1～5任一项所述一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按配比准备原材料；

2)将步骤1)所选碱激发剂和水混合均匀，待溶液冷却至30℃以下后使用；

3)将全部的骨料以及步骤2)所得溶液的50％倒入搅拌机搅拌30s；

4)向步骤3)所得润湿的骨料中加入矿粉、掺合料、添加剂，搅拌至骨料表面包裹一层粉料；

5)向步骤4)所得混合料中加入剩余的步骤2)所得溶液，继续搅拌60s，得到透水混凝土拌合物；

6)浇筑：采用表面抹平机将拌合物压实、抹平；

7)养护：浇筑后对透水碱矿渣混凝土进行保湿养护，养护时间不少于7d。