CN107805024A - 一种c25级抗冻融透水混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种C25级抗冻融透水混凝土，包括如下质量比的组分：胶凝材料:粗骨料:水:细骨料:减水剂:引气剂:纤维＝(350～440):(1320～1500):(85～110):(0～120):(0～35.2):(10.5～26.4):(0.9～1.5)；所述胶凝材料为强度高于PO42.5的水泥。本发明以强度高于PO42.5的水泥为胶凝材料，通过控制各组分的配合比，得到强度高、透水性好且抗冻融的混凝土。实验结果表明，本发明提供的C25级抗冻融透水混凝土强度可达30.5MPa，冻融质量损失率低至2.7％，孔隙率达18％。

Description

一种C25级抗冻融透水混凝土
技术领域
本发明涉及工程材料技术领域，特别涉及一种C25级抗冻融透水混凝土。
背景技术
随着我国生产力水平的不断提高，经济发展水平逐渐增强。近年来，我国城市建设发展十分迅猛，城市化进程不断加快，但是环境问题却不断加重，逐渐引起了人们的重视。2016年我国提出了建设海绵城市这一构想，旨在改善人们的居住环境。建设海绵城市最重要的一环是透水混凝土的使用。透水混凝土是一种不掺或者掺少量细骨料的一种混凝土，其目的是要形成贯通的孔洞可以使水迅速通过混凝土排走，不形成积水，以有效缓解城市内涝，而且雨水可以下渗到土壤中，对地下水资源的补充起到非常积极的作用。并且由于混凝土中孔隙的存在，可以很好的吸收噪音，缓解城市热岛效应。
由于缺少了大部分细骨料的存在，透水混凝土的强度较低，目前，大部分研究学者配制的透水混凝土的抗压强度在C20-C25之间，部分学者配制的C30级的透水混凝土强度较高，但透水系数和孔隙率较低，无法真正用于工程实践。此外，在我国北方，由于其地理位置的原因，混凝土会受到冻融问题的困扰，大部分混凝土因冻融作用的存在而失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种C25级抗冻融透水混凝土。本发明提供的C25级抗冻融透水混凝土强度为C25级，且在冻融环境具有良好的透水性。
本发明提供了一种C25级抗冻融透水混凝土，包括如下质量比的组分：
胶凝材料:粗骨料:水:细骨料:减水剂:引气剂:纤维＝(350～440):(1320～1500):(85～110):(0～120):(0～35.2):(10.5～26.4):(0.9～1.5)；
所述胶凝材料为强度高于PO42.5的水泥。
优选的，所述C25级抗冻融透水混凝土中胶凝材料的总量为350kg/m3以上。
优选的，所述胶凝材料包括PO52.5、PO62.5和PO72.5中的一种或多种。
优选的，所述粗骨料的粒径为5～15mm。
优选的，所述粗骨料为碎石和/或钢渣。
优选的，所述细骨料的细度模数为2.3～3.0。
优选的，所述细骨料包括河砂和/或中砂。
优选的，所述纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种。
优选的，所述纤维的长度为12～56mm。
优选的，所述C25级抗冻融透水混凝土的水胶比为0.25～0.3。
本发明提供了一种C25级抗冻融透水混凝土，包括如下质量比的组分：胶凝材料:粗骨料:水:细骨料:减水剂:引气剂:纤维＝(350～440):(1320～1500):(85～110):(0～120):(0～35.2):(10.5～26.4):(0.9～1.5)；所述胶凝材料为强度高于PO42.5的水泥。本发明以强度高于PO42.5的水泥为胶凝材料，通过控制各组分的配合比，得到强度高、透水性好且抗冻融的混凝土。实验结果表明，本发明提供的C25级抗冻融透水混凝土强度可达30.5MPa，冻融质量损失率低至2.7％，孔隙率达18％。
具体实施方式
本发明提供了一种C25级抗冻融透水混凝土，包括如下质量比的组分：胶凝材料:粗骨料:水:细骨料:减水剂:引气剂:纤维＝(350～440):(1320～1500):(85～110):(0～120):(0～35.2):(10.5～26.4):(0.9～1.5)，优选为(360～420):(1350～1450):(90～105):(10～100):(5～20):(15～25):(1～1.3)，更优选为(380～400):(1380～1420):(95～100):(30～80):(10～15):(18～22):(1.1～1.2)。在本发明中，所述各组分的配合比使混凝土具有较高的强度等级，在恶劣冻融环境的透水性好。
在本发明中，所述胶凝材料为强度高于PO42.5的水泥，优选包括PO52.5、PO62.5和PO72.5中的一种或多种。本发明对所述胶凝材料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述胶凝材料选择强度高于PO42.5的水泥能够提高混凝土的强度。
在本发明中，所述C25级抗冻融透水混凝土中胶凝材料的总量优选为350kg/m3以上，更优选为350～440kg/m3，最优选为380～420kg/m3。在本发明中，所述胶凝材料的总量在上述范围内能够进一步提高混凝土的强度。
在本发明中，所述粗骨料的粒径优选为5～15mm，更优选为8～12mm，最优选为9～11mm。在本发明中，所述粗骨料优选为碎石和/或钢渣。在本发明中，所述碎石优选包括石灰岩、玄武岩和再生骨料中的一种或多种。本发明对所述粗骨料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的粗骨料即可。
在本发明中，所述细骨料的细度模数优选为2.3～3.0，更优选为2.6。在本发明中，所述细骨料优选包括河砂和/或中砂。本发明对所述细骨料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述河砂和中砂的颗粒大小均匀程度好，能够与胶凝材料相配合，使混凝土达到更好的强度和透水性。
在本发明中，所述细骨料在混凝土中的质量含量优选为0～8％，更优选为1～6％，最优选为2～4％。在本发明中，所述细骨料的含量在上述范围内能够在保证混凝土强度的同时进一步提高透水性。
在本发明中，所述纤维优选为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种。在本发明中，所述纤维的长度优选为12～56mm，更优选为20～50mm，最优选为30～40mm。本发明对所述纤维的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述纤维作为连续增强材料，提高了混凝土的强度。
在本发明中，所述减水剂优选包括聚羧酸系减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺减水剂中的一种或多种。在本发明中，所述减水剂的减水率优选为25％以上，更优选为30～50％，最优选为35～40％。本发明对所述减水剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述减水剂能够在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量，减小水胶比，水胶比越小，混凝土中可冻水的含量减少，对混凝土结构的损害越小。
在本发明中，所引气剂优选包括松香及其热聚物类引气剂、烷基苯磺酸盐类引气剂和脂肪醇磺酸盐类引气剂中的一种或多种。本发明对所述引气剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述引气剂的减水率优选为6％以上，更优选为8～15％，最优选为10～12％。在本发明中，所述引气剂的引气量优选为3％以上，更优选为4～7％，最优选为5～6％。在本发明中，所述引气剂能够改善混凝土拌合物的和易性、保水性和粘聚性，提高混凝土流动性，减小水胶比，水胶比越小，混凝土中可冻水的含量减少，对混凝土结构的损害越小。
在本发明中，所述C25级抗冻融透水混凝土的水胶比优选为0.25～0.3，更优选为0.26～0.28。在本发明中，所述水胶比是指混凝土中的水与胶凝材料的质量比。
在本发明中，所述C25级抗冻融透水混凝土的孔隙率优选为10～20％，更优选为12～18％，最优选为14～15％。在本发明中，所述孔隙率是通过控制各组分的配比得到的，孔隙率在上述范围内保证了C25级抗冻融透水混凝土具有良好的透水性。
本发明对所述C25级抗冻融透水混凝土的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备组合物的方法即可。在本发明中，所述C25级抗冻融透水混凝土的制备优选包括以下步骤：
(1)将细骨料、粗骨料、纤维和胶凝材料混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料与减水剂、引气剂和水混合，得到C25级抗冻融透水混凝土。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的C25级抗冻融透水混凝土进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
水泥：某水泥厂生产的PO.42.5普通硅酸盐水泥。
细骨料：河砂和中砂，细度模数2.36。
粗骨料：天然石灰岩碎石，使用前对碎石进行冲洗，并将其放置至饱和面干，然后筛选粒径在5～10mm间的连续级配骨料，同时符合(JGJ52-2006)《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中的各项规定。
水：普通自来水。
减水剂：某外加剂厂所生产的高效聚羧酸减水剂，减水率≥25％。
引气剂：某外加剂厂所生产的高效引气剂，减水率≥6％，含气量≥3％。
纤维：纤维为普通的聚丙烯纤维，纤维长度为25～50mm。
表1实施例1中C25级抗冻融透水混凝土配合比
配合比(kg/m3) 水泥 粗骨料 水 砂 纤维 减水剂 引气剂 水胶比
重量(kg) 372.72 1425 93.18 123.9 0.9 2.61 0.25 0.25
按照表1中的配合比将细骨料、粗骨料、纤维和胶凝材料混合，得到混合物料；将混合物料与减水剂、引气剂和水混合，得到C25级抗冻融透水混凝土。
冻融试验：本试验操作参考(GBT50082-2009)《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，采用某公司生产的快速冻融试验机，进行快速冻融试验。
本实施例制备的C25级抗冻融透水混凝土强度为27.6MPa，孔隙率为15％，冻融质量损失率为4％。
实施例2:
采用与实施例1中相同的原料和方法，按照表2的配合比制备得到C25级抗冻融透水混凝土。
表2实施例2中C25级抗冻融透水混凝土配合比
配合比(kg/m3) 水泥 粗骨料 水 砂 纤维 减水剂 引气剂 水胶比
重量(kg) 350 1433 77 91 0.7 3.1 0.2 0.22
本实施例制备的C25级抗冻融透水混凝土强度为25.4MPa，孔隙率为18％，冻融质量损失率为3.5％。
实施例3:
采用与实施例1中相同的原料和方法，按照表3的配合比制备得到C25级抗冻融透水混凝土。
表3实施例3中C25级抗冻融透水混凝土配合比
配合比(kg/m3) 水泥 粗骨料 水 砂 纤维 减水剂 引气剂 水胶比
重量(kg) 443 1420 124.04 0 0.9 4.4 0.3 0.28
本实施例制备的C25级抗冻融透水混凝土强度为30.5MPa，孔隙率为11％，冻融质量损失率为2.7％。
由以上对比例和实施例可以看出，本发明提供的C25级抗冻融透水混凝土强度高，可用于恶劣冻融环境，且透水性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种C25级抗冻融透水混凝土，包括如下质量比的组分：
胶凝材料:粗骨料:水:细骨料:减水剂:引气剂:纤维＝(350～440):(1320～1500):(85～110):(0～120):(0～35.2):(10.5～26.4):(0.9～1.5)；
所述胶凝材料为强度高于PO42.5的水泥。
2.根据权利要求1所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述C25级抗冻融透水混凝土中胶凝材料的总量为350kg/m3以上。
3.根据权利要求1或2所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述胶凝材料包括PO52.5、PO62.5和PO72.5中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述粗骨料的粒径为5～15mm。
5.根据权利要求1或4所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述粗骨料为碎石和/或钢渣。
6.根据权利要求1所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述细骨料的细度模数为2.3～3.0。
7.根据权利要求1或6所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述细骨料包括河砂和/或中砂。
8.根据权利要求1所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种。
9.根据权利要求1或8所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述纤维的长度为12～56mm。
10.根据权利要求1所述的C25级抗冻融透水混凝土，其特征在于，所述C25级抗冻融透水混凝土的水胶比为0.25～0.3。
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