CN107902964A - 一种增强透水混凝土净化性能的改良方法 - Google Patents

一种增强透水混凝土净化性能的改良方法 Download PDF

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徐雪玲
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Abstract

本发明公开了一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，包括：准备改良净化材料；根据生态透水混凝土的目标空隙率，确定透水混凝土的配合比；称取相应的骨料、水泥、水、增强剂和减水剂；称取准备的改良净化材料，将生态透水混凝土的部分成分按比例替换为改良净化材料；将替换后的骨料、总用水量30％—70％的水进行一次搅拌混合；然后将替换后的水泥与增强剂投入，进行二次搅拌；投入减水剂以及剩余的水，进行三次搅拌后获得搅拌料；将获得的搅拌料，分多层装料，每层装料后插捣多次，最后手工抹平，试件成型；取制得的透水混凝土试件，常温下静置后拆模，放入标准养护室养护；通过本方法制得的增强透水混凝土达到更好地净化污水效果。

Description

一种增强透水混凝土净化性能的改良方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别是一种增强透水混凝土净化性能的改良方法。
背景技术
随着我国城市化的深入，许多水域、草地等天然透水地面被大面积密实性铺装代替，生态环境被破坏，污染情况日益严重。而透水混凝土作为一种大空隙新兴道路材料，不仅能够快速渗透路面径流雨水达到防止路面积水，还能有效地去除道路径流中污染物。
透水混凝土因其充分的储渗能力而成为净化材料的良好载体，它不仅可以让雨水流入地下，而且还能为地下水提供有效的补充手段，更能有效的阻滞径流中存在的污染物，从而净化水质。透水混凝土在防治径流污染以及城市雨水管理方面的卓越表现，受到国内外材料工程、道路工程等领域的关注。
陶粒又被称为发泡石或者膨胀土，内部含有丰富孔隙，在高温煅烧下形成，有着稳定的化学性能，过水速率快。陶粒内部的丰富孔隙系统，配合上其较高的比表面积，使得其达到很好的吸附作用；除此以外，陶粒表面可以生长大量的微生物有着很强的吸附能力，掺加在透水混凝土中可以明显地改善其吸附能力。
硅藻土的主要成分是二氧化硅，颗粒表面含有许多各种类别的羟基，其中所蕴含的的羟基数目越多，它的整体吸附能力也就越强。为了改善硅藻土的吸附能力，可以对硅藻土进行磨细和加热等各种工业步骤。硅藻土在600-800℃的高温下进行煅烧并研磨，其最终细度达到200目，可适用于净化过滤污染物等多种工业要求。
国内外对透水混凝土的各项性能已有相关研究，但在增强透水混凝土净化性能、透水混凝土与改良净化材料结合的研究很少。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，以解决常规透水混凝土对道路径流污染物净化性能无针对性以及净化性能不明显的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，包括以下步骤：
步骤1、准备改良净化材料，所述改良净化材料为陶粒或硅藻土；
步骤2、选定生态透水混凝土：根据生态透水混凝土的目标空隙率，经过多次试配后，确定透水混凝土的配合比；称取相应的骨料、水泥、水、增强剂和减水剂；
步骤3、称取步骤1准备的改良净化材料，将生态透水混凝土的部分成分按比例替换为改良净化材料；
步骤4、将步骤3替换后的骨料、总用水量30％—70％的水进行一次搅拌，均匀混合；然后将替换后的水泥与增强剂投入，进行二次搅拌；紧接着投入减水剂以及剩余的水，进行三次搅拌，充分搅拌后获得搅拌料；
步骤5、将步骤4获得的搅拌料，分多层装料，每层装料后插捣多次，并保证间距、力度均匀一致，最后手工抹平，试件成型；
步骤6、取步骤5制得的透水混凝土试件，常温下静置后拆模，放入标准养护室养护。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
(1)通过本发明的方法，可通过结合不同种类以及比例的改良净化材料，达到调整透水混凝土的渗透系数和空隙率的目的，以适应不同的应用环境；
(2)通过本方法制得的增强透水混凝土对某种或者某些污染物的去除性能，达到更好地净化污水效果；
(3)通过本方法制得的增强透水混凝土可减少透水混凝土中水泥以及骨料碎石的用量，并达到减轻透水混凝土密度的目的，提高经济效益。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明的增强透水混凝土净化性能的改良方法的流程图；
图2为空隙率与净化材料掺量关系的改良试验结果图；
图3为渗透系数与净化材料掺量关系的改良试验结果图；
图4为固态悬浮物去除率与净化材料掺量关系的改良试验结果图；
图5为COD去除率与净化材料掺量的关系的改良试验结果图；
图6为氨氮去除率与净化材料掺量的关系的改良试验结果图；
图7为总氮去除率与净化材料掺量的关系的改良试验结果图；
图8为总磷去除率与净化材料掺量的关系的改良试验结果图。
具体实施方式
为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1，本发明的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，包括以下步骤：
步骤1、准备改良净化材料，所述改良净化材料为陶粒或硅藻土；
优选的，为达到较好的吸附污染物效果，所述陶粒粒径为4.75-9.50mm，硅藻土细度为200目；
步骤2、选定生态透水混凝土：根据生态透水混凝土的目标空隙率，经过多次试配后，确定透水混凝土的配合比；称取相应的骨料、水泥、水、增强剂和减水剂；
优选的，目标空隙率为20％，以满足透水混凝土的强度以及渗透性能要求。
步骤3、称取步骤1准备的改良净化材料，将生态透水混凝土的部分成分按比例替换为改良净化材料：
使用陶粒按体积替代骨料，替换率≤30％，或使用硅藻土按质量替代水泥，替换率≤30％；
步骤4、将步骤3替换后的骨料、总用水量30％—70％的水进行一次搅拌，均匀混合；然后将替换后的水泥与增强剂投入，进行二次搅拌；紧接着投入减水剂以及剩余的水，进行三次搅拌，充分搅拌后获得搅拌料；
优选的，所述一次搅拌、二次搅拌、三次搅拌均采用双卧轴强制式搅拌机；一次搅拌的搅拌时间为30s，二次搅拌、三次搅拌的搅拌时间均为60s；为搅拌过程顺利进行，两次投入的用水各占总用水量的50％。
步骤5、将步骤4获得的搅拌料，分多层装料，每层装料后插捣多次，并保证间距、力度均匀一致，最后手工抹平，试件成型；
优选的，分3层装料，插捣次数≥30次。
步骤6、取步骤5制得的透水混凝土试件，常温下静置后拆模，放入标准养护室养护。
优选的，为得到满足强度要求生态透水混凝土，静置时间≥24h，养护环境为温度20±2℃，相对湿度95％RH以上。
实施例1.
本发明的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，包括以下步骤：
步骤1、准备陶粒作为改良净化材料；
步骤2、选定生态透水混凝土目标空隙率为20％，称取骨料14.787kg，水泥3.3174kg，水0.8892kg，增强剂0.1026kg，减水剂0.0128kg；
步骤3、称取陶粒，按体积替代一定比例的骨料，替换率分别为0％、10％、20％、30％。
步骤4、将步骤3替换后的骨料、陶粒、水泥、50％的水进行一次搅拌30s，均匀混合；然后将水泥与增强剂投入，进行二次搅拌60s；紧接着投入减水剂以及剩余的50％水，进行三次搅拌60s，充分搅拌后获得搅拌料。
上述搅拌均通过双卧轴强制式搅拌机进行搅拌。
步骤5、将步骤4获得的搅拌料，分三层装料，每层装料后插捣30次，并保证间距、力度均匀一致，最后手工抹平，试件成型；
步骤6、取步骤5制得的透水混凝土试件，常温下静置24h后拆模，放入标准养护室养护，养护环境为温度20±2℃、相对湿度95％RH以上。
实施例2.
本实施例中将实施例1中的净化材料替换为硅藻土，步骤3中的陶粒新替换骨料，变成硅藻土按质量替代水泥，替换率分别为0％、10％、20％、30％，其他步骤一致，此处具体步骤过程不再赘述。
在制得透水混凝土试件后，取试剂：Zn(NO3)2试剂、Pb(NO3)2试剂0.2677g、NH4Cl试剂0.1900g、C6H12O6试剂8.0235g、KH2PO4试剂0.1656g以及路面沉积土14.4525g投入清水中，配置成30L实验室制备污水。
将制备的污水通过透水混凝土试件，通过重铬酸盐法、过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法、紫外分光光度法以及重量法分别测定净化后污水中的COD、TN、TP、NH3-N以及SS含量，得出污染物去除率。
实验结果如图2-8所示，通过将陶粒作为改良净化材料增强透水混凝土净化性能，试验结果表明：随着陶粒掺加量的增大，生态透水混凝土的渗透系数和空隙率都呈现出上升趋势；而对于掺加了硅藻土的生态透水混凝土，渗透系数和空隙率都呈现出下降趋势，且两者呈良好的线性关系。随着硅藻土掺加量的增加，透水混凝土空隙率和渗透系数呈现出整体下降趋势，对固态悬浮物的去除能力最高提升可达28.98％，对COD的去除效果亦是提升明显；污水中氨氮的去除效果随着陶粒和硅藻土掺量的增加呈现出上升趋势，净化材料的掺加对污水中氨氮的去除有着有效的促进作用，最高提升可达12.84％；污水中总氮的去除率随着净化材料的掺加而提升，陶粒和硅藻土自身多孔特性对总氮的去除效果起主导作用；透水混凝土对污水中总磷的去除效果随着陶粒的掺加而逐步提升，陶粒本身对总氮的去除有着良好的促进作用。

Claims (7)

1.一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、准备改良净化材料，所述改良净化材料为陶粒或硅藻土；
步骤2、选定生态透水混凝土：根据生态透水混凝土的目标空隙率，经过多次试配后，确定透水混凝土的配合比；称取相应的骨料、水泥、水、增强剂和减水剂；
步骤3、称取步骤1准备的改良净化材料，将生态透水混凝土的部分成分按比例替换为改良净化材料；
步骤4、将步骤3替换后的骨料、总用水量30％—70％的水进行一次搅拌，均匀混合；然后将替换后的水泥与增强剂投入，进行二次搅拌；紧接着投入减水剂以及剩余的水，进行三次搅拌，充分搅拌后获得搅拌料；
步骤5、将步骤4获得的搅拌料，分多层装料，每层装料后插捣多次，并保证间距、力度均匀一致，最后手工抹平，试件成型；
步骤6、取步骤5制得的透水混凝土试件，常温下静置后拆模，放入标准养护室养护。
2.根据权利要求1所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤1中所述陶粒粒径为4.75-9.50mm，硅藻土细度为200目。
3.根据权利要求2所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤2中目标空隙率为20％。
4.根据权利要求1或3所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤3使用陶粒按体积替代骨料时，替换率≤30％；使用硅藻土按质量替代水泥时，替换率≤30％。
5.根据权利要求1或3所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤4中一次搅拌、二次搅拌、三次搅拌均采用双卧轴强制式搅拌机；一次搅拌的搅拌时间为30s，二次搅拌、三次搅拌的搅拌时间均为60s；两次投入的用水各占总用水量的50％。
6.根据权利要求5所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤5装料分3层，插捣次数≥30次。
7.根据权利要求6所述的一种增强透水混凝土净化性能的改良方法，其特征在于，步骤6的静置时间≥24h，养护环境为温度20±2℃，相对湿度95％RH以上。
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