CN107445652A - 一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法，所述透水混凝土由以下重量百分比的物质组成：水泥20～25%，粗骨料26～36%，再生细骨料15～30%，粉煤灰5～10%，减水剂0.1～0.5%和水12.8～19.5%；其中，所述再生细骨料为平均粒径为0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料。泡沫陶瓷具有气孔率高、透水性好、防火等级高、吸水率低、强度高、良好的耐久性和耐候性等优异特性。使用高气孔率的泡沫陶瓷废料作为细骨料，不仅能够显著提高透水混凝土的强度，而且与粗骨料配合，使得形成的透水混凝土具有多级孔隙（粗骨料‑粗骨料孔隙、粗骨料与细骨料孔隙及细骨料内部孔隙），透水性能优异，适合海绵城市使用。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，针对我国出现城市内涝、非点源污染的现象，“海绵城市”建设理念应运而生，即希望我们的城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设遵循生态优先原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。
透水混凝土是符合“海绵城市”理念的一种重要的绿色建筑材料。目前，透水混凝土已被广泛应用于护坡、停车场、人行道、轻载道路等领域。透水混凝土通常由粗骨料、水泥和水拌制而成，它不含有细骨料，粗骨料表面包覆一层水泥浆相互粘结成空穴均匀的蜂窝状结构，粗骨料之间形成孔隙，单一粗骨料之间的孔隙率较大，虽然透水性较好，但较大的孔隙率导致透水混凝土的强度明显不足，因此，急需一种透水性好且强度高的透水混凝土。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高强度的泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土，由以下重量百分比的物质组成：
水泥20～25%，粗骨料26～36%，再生细骨料15～30%，粉煤灰5～10%，减水剂0.1～0.5%和水12.8～19.5%；其中，所述再生细骨料为平均粒径为0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料。
泡沫陶瓷具有气孔率高、透水性好、防火等级高、吸水率低、强度高、良好的耐久性和耐候性等优异特性。而泡沫陶瓷废料由于没有严格的分类管理标准、质量控制不严格等原因，多以堆积存放或道路填充等方式处理和利用，这种低附加值的利用方式不仅占据有限空间，同时造成资源浪费，并对环境构成了巨大危害。将泡沫陶瓷废料作为透水混凝土的再生细骨料，不仅能够显著提高透水混凝土的强度，而且与粗骨料配合，形成的透水混凝土具有多级孔隙（粗骨料—粗骨料孔隙、粗骨料—细骨料孔隙及细骨料内部孔隙），孔隙尺度的梯度变化提供了一定的保水性，且同样的高孔隙率仍然使得混凝土具有优异的透水性能。泡沫陶瓷与混凝土的线膨胀系数相近，使本发明制备的透水混凝土能够在热胀冷缩情况下不开裂、不变形，明显提高强度，更适合海绵城市使用。
利用泡沫陶瓷废料作为细骨料制备透水混凝土，不仅可以变废为宝、高附加值利用固体废料，而且在保证优异透水性能前提下能够显著提高透水混凝土的强度，促进透水混凝土的推广与应用，经济效益与社会效益显著。
作为优选，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量百分比的物质组成：
水泥20～22%，粗骨料26～30%，再生细骨料25～30%，粉煤灰9～10%，减水剂0.1～0.2%和水12.8～14.9%。
更优选的，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量百分比的物质组成：
水泥20%，粗骨料26%，再生细骨料30%，粉煤灰9%，减水剂0.1%和水14.9%。
作为优选，所述粗骨料为天然粗骨料或建筑垃圾制备的再生粗骨料；所述粗骨料即可以是天然碎石或卵石，也可以是废砖、瓦、混凝土等一种或多种建筑垃圾经过破碎筛分级配而成的再生粗骨料；
所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；
所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本发明还提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法，所述方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；其中，所述再生细骨料由泡沫陶瓷废料制备得到；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
作为优选，所述再生细骨料的制备方法为：首先利用破碎机对泡沫陶瓷废料进行破碎，然后利用筛分机对破碎后的泡沫陶瓷废料进行筛分，收集粒径为0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料得到再生细骨料。
本发明实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：
（1）由于泡沫陶瓷具有气孔率高、透水性好、防火等级高、吸水率低、强度高、良好的耐久性和耐候性等优异特性。本发明使用高气孔率的泡沫陶瓷废料作为细骨料，不仅能够显著提高制备的透水混凝土的强度，而且细骨料能够与粗骨料配合，使形成的透水混凝土具有多级孔隙（粗骨料—粗骨料孔隙、粗骨料—细骨料孔隙及细骨料内部孔隙），透水性能优异，适合海绵城市使用。
（2）泡沫陶瓷与混凝土的线膨胀系数相近，两者的相容性好，采用泡沫陶瓷作为细骨料制备的透水混凝土能够在热胀冷缩情况下不开裂、不变形，显著提高透水混凝土的强度，促进透水混凝土的推广与应用。
（3）本发明利用泡沫陶瓷废料制备透水混凝土，可以变废为宝、高附加值利用泡沫陶瓷废料，实现了资源的循环再生利用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量分数的物质组成：
水泥22%、粗骨料30%、再生细骨料25%、粉煤灰10%、减水剂0.2%和水12.8%；其中，所述粗骨料为天然碎石，所述再生细骨料为平均粒径为0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本实施例提供的泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按上述重量比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
本实施例制得的泡沫陶瓷废料透水混凝土，28天抗压强度为33.9MPa，透水系数(25℃)3.4mm/s，连续孔隙率为15.2%，体积密度为1540kg/m3，25次冻融循环后抗压强度损失率为9.1%。
实施例2
本实施例提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量分数的物质组成：
水泥25%、粗骨料36%、再生细骨料15%、粉煤灰7%、减水剂0.4%和水16.6%；其中，所述粗骨料为天然卵石，所述再生细骨料为平均粒径为5.0mm的泡沫陶瓷废料，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本实施例提供的泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按上述重量比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
本实施例制得的泡沫陶瓷废料透水混凝土，28天抗压强度为30.7MPa，透水系数(25℃)3.8mm/s，连续孔隙率为18.0%，体积密度为1450kg/m3，25次冻融循环后抗压强度损失率为8.4%。
实施例3
本实施例提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量分数的物质组成：
水泥20%、粗骨料26%、再生细骨料30%、粉煤灰9%、减水剂0.1%和水14.9%；其中，所述粗骨料为废砖、瓦和混凝土建筑垃圾经过破碎筛分级配而成的再生粗骨料，所述再生细骨料为平均粒径为1.0mm的泡沫陶瓷废料，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本实施例提供的泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按上述重量比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
本实施例制得的泡沫陶瓷废料透水混凝土，28天抗压强度为35.6MPa，透水系数(25℃)3.6mm/s，连续孔隙率为16.5%，体积密度为1630kg/m3，25次冻融循环后抗压强度损失率为8.6%。
实施例4
本实施例提供一种泡沫陶瓷废料透水混凝土及其制备方法，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量分数的物质组成：
水泥24%、粗骨料30%、再生细骨料21%、粉煤灰5%、减水剂0.5%和水19.5%；其中，所述粗骨料为废砖建筑垃圾经过破碎筛分级配而成的再生粗骨料，所述再生细骨料为平均粒径为3.0mm的泡沫陶瓷废料，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
本实施例提供的泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按上述重量比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
本实施例制得的泡沫陶瓷废料透水混凝土，28天抗压强度为32.5MPa，透水系数(25℃)3.2mm/s，连续孔隙率为13.8%，体积密度为1750kg/m3，25次冻融循环后抗压强度损失率为9.8%。
透水混凝土特有的骨架孔隙结构，使水泥浆体对骨料的黏结面积减少，骨料间的接触点减少，混凝土内部总的黏结力和机械咬合力均有所降低。对于以普通硅酸盐水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的透水混凝土，内部通常含有10%左右的连通孔隙，相应的体积密度通常为1800～2500kg/m3，28天抗压强度为15～30MPa，透水系数(25℃)能够满足不小于3.0mm/s，25次冻融循环后抗压强度损失率一般大于10%。本发明中利用泡沫陶瓷废料作为细骨料制备的泡沫陶瓷废料透水混凝土，其28天抗压强度可达35.6MPa，透水系数(25℃)为3.8mm/s，连续孔隙率为18.0%，体积密度为1450kg/m3，25次冻融循环后抗压强度损失率小于10%。本发明在保证优异透水性能的前提下显著提高了透水混凝土的强度，有效促进了透水混凝土的推广与应用，同时消耗了泡沫陶瓷废料，经济效益、环境效益与社会效益显著。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (5)
1.一种泡沫陶瓷废料透水混凝土，其特征在于，由以下重量百分比的物质组成：
水泥20～25%，粗骨料26～36%，再生细骨料15～30%，粉煤灰5～10%，减水剂0.1～0.5%和水12.8～19.5%；其中，所述再生细骨料为平均粒径0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷废料透水混凝土，其特征在于，所述泡沫陶瓷废料透水混凝土由以下重量百分比的物质组成：
水泥20%，粗骨料26%，再生细骨料30%，粉煤灰9%，减水剂0.1%和水14.9%。
3.根据权利要求1或2所述的一种泡沫陶瓷废料透水混凝土，其特征在于，
所述粗骨料为天然粗骨料或建筑垃圾制备的再生粗骨料；
所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；
所述水泥为普通硅酸盐水泥。
4.一种泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行：
S01：将水泥、粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、减水剂和水按比例混合搅拌均匀，得到混凝土拌合料；其中，所述再生细骨料由泡沫陶瓷废料制备得到；
S02：将所述混凝土拌合料浇注入模，养护后得到泡沫陶瓷废料透水混凝土。
5.根据权利要求4所述的一种泡沫陶瓷废料透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述再生细骨料的制备方法为：
首先利用破碎机对泡沫陶瓷废料进行破碎，然后利用筛分机对破碎后的泡沫陶瓷废料进行筛分，收集粒径为0.5～5.0mm的泡沫陶瓷废料，即得再生细骨料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171208 |