CN108191335A - 一种透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述透水混凝土包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥200～300kg/m3，粗骨料1250～1350kg/m3，矿物掺合料150～280kg/m3，EVA乳液10～15kg/m3，增强剂5～10kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的1～2.5％；所述混凝土的水灰比为0.2～0.31；所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为(5～8)：(1～2)：(1～2)。本发明的透水混凝土具有透水效果好，抗压强度高以及抗冻融性能佳的优点。

Description

一种透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种透水混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
透水混凝土是采用水泥、水、胶结材料掺配骨料所组成的，并具有一定空隙率的混合材料。将其制成混凝土路面、护坡及其制品时，能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题；并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；同时，是保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料；其在人类生存环境的良性发展、城市雨水管理以及水污染防治等工作上，具有特殊的重要意义。
透水混凝土的透水原理在于它具有15～20％的空隙，能够使透水的速度达到31～52升/米/小时，及时地将路面水排至地面以下特定设置的排水管道中，合格的透水混凝土要求有一定的透水率、强度以及抗冻融循环性。
公开号为CN1762888A，名称为“一种透水性高强混凝土地面砖及其生产方法”的发明专利，公开的透水混凝土包括面层和底层，通过面层和底层的配方设计，既实现强度要求，有满足透水特性，但是，此类透水混凝土在温度为环境中施工时，混凝土的水化速度慢，当水的转化为固态的冰时，其体积随着增大，使混凝土产生内应力，造成骨料与水颗粒的相对位移内部水分向负温表面迁移，混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏，造成透水混凝土后期的强度不够，引起路面的塌陷。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中透水混凝土的抗冻融效果不好，导致结构破坏，影响其后期的强度的问题，提供一种新的透水混凝土，提高透水混凝土的强度，避免开裂，甚至塌陷的问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种透水混凝土，其特征在于：包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥200～300kg/m3，粗骨料1250～1350kg/m3，矿物掺合料150～280kg/m3，EVA乳液10～15kg/m3，增强剂5～10kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的1～2.5％；所述混凝土的水灰比为0.2～0.31；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为(5～8)：(1～2)：(1～2)。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述普通硅酸盐水泥为P·O 52.5。
进一步地，所述粗骨料为碎石；所述碎石的粒径为9～12mm。
进一步地，所述碎石的含泥量≤0.5％；针片状＜10％。
进一步地，所述矿物掺合料为固硫灰、矿渣中的至少一种。
进一步地，所述增强剂为增强剂PRC-1。
本发明的另一个目的是提供所述的透水混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按配方称取普通硅酸盐水泥、粗骨料、矿物掺合料加入搅拌机中，搅拌30～40min后，再先搅拌机内加入增强剂和复合型防冻剂，搅拌2～5min，得到粉末状组合物；
(2)按照水灰比和配方，向步骤(1)得到的粉末状组合物中加入水和EVA乳液，继续搅拌40～50min得到所述透水混凝土。
本发明的有益效果：
(1)本发明为了实现在寒冷环境中施工时，混凝土具有较高的强度，避免后期塌陷的目的，一方面，特定地选择粗骨料，而不是粗骨料和细骨料搭配使用，单一粒径的粗骨料，用于提供多个空隙，并配以矿物掺合料、胶凝材料和EVA乳液，得到具有特定结构组成的透水混凝土，提高其抗压强度；另一方面，通过选择复合型抗冻剂，来进一步加速水泥的水化，在结冰之前已经水化好，则可大大减少结冰的量，从而保证混凝土的强度。
具体来说，复合型抗冻剂具有早强、减水以及引气的作用，三乙醇胺具有促进水泥水化，强度迅速增长，混凝土尽快达到抵御冻害的能力，氨基磺酸盐用于降低用水量，在用水量变少的情况下，相对地提高了混凝土中水溶液的浓度，从而降低冰点，提高混凝土防早期冻害能力；木钠具有引气的作用，引入气泡对混凝土内冰晶膨胀力有一个缓冲和削弱的作用，减少膨胀破坏，另外，小气泡还可以阻断毛细孔的作用，使毛细孔总的可冰结水减少，进一步减少结冰的量，三种材料搭配使用从多个方向同时实现减少结冰，进而达到抗冻融能力，避免混凝土因体积变化而造成的开裂，以及长期使用后，造成的地面塌陷的问题。本发明的透水混凝土，和易性好，便于搅拌，制备简单，易于操作。
(2)本发明中，作为优选方案，普通硅酸盐水泥选择P·O 52.5，用作强度要求高的透水混凝土的基础胶凝材料，相较于P·O42.5，其强度更高。
(3)本发明中，作为优选方案，粗骨料为碎石；所述碎石的粒径为9～12mm，该粒径范围内的碎石，与普通硅酸盐水泥、矿物掺合料配合使用，以形成1mm以上的间隙，达到较好的透水性和较高的强度。
(4)本发明中，进一步优选的碎石的含泥量≤0.5％；针片状＜10％，含泥量过多，会影响混凝土后期的空隙大小和个数，从而严重影响透水效果；针片状控制在10％以内，以提高混凝土的强度，针片状的碎石，会使得混凝土总的空隙率变大，受力后容易被折断，从而降低混凝土的强度，另外，还会增加混凝土的摩擦力，使得搅拌过程中的和易性差，使包裹性、粘聚性变差，并倾向于一个方向排列，不容易振捣密实，加工性能差。
(5)本发明中，作为优选，矿物掺合料为固硫灰、矿渣中的至少一种，这两种掺合料具有胶凝性，参与胶凝材料的水化过程，同时，又来源于工业废弃物，可实现废物利用，减少废弃物占用空间，保护生态环境。
(6)本发明中，作为优选，增强剂选择增强剂PRC-1，可以提升相同配和比下透水混凝土的抗压强度，增加连通孔隙率和透水系数，同时增加新拌透水混凝土流动性和延长保持时间，有利于透水混凝土的预拌化生产，与其他原材料的作用相辅相成，整体上提高透水混凝土的抗压强度，从而避免开裂问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥200kg/m3，粗骨料1250kg/m3，矿物掺合料150kg/m3，EVA乳液10kg/m3，增强剂5kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的1％；所述混凝土的水灰比为0.2；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为5:1:1。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm范围内的大小碎石，其含泥量≤0.5％，针片状＜10％，矿物掺合料为固硫灰。
实施例2
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥300kg/m3，粗骨料1350kg/m3，矿物掺合料280kg/m3，EVA乳液15kg/m3，增强剂5～10kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的2.5％；所述混凝土的水灰比为0.31；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为4:1:1。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm，含泥量≤0.5％，针片状＜10％的碎石，矿物掺合料为矿渣中的至少一种。
实施例3
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥220kg/m3，粗骨料1300kg/m3，矿物掺合料210kg/m3，EVA乳液12kg/m3，增强剂8kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的2％；所述混凝土的水灰比为0.25；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为6：1：1。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm，含泥量≤0.5％，针片状＜10％的碎石，矿物掺合料为矿渣和固硫灰。
实施例4
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥300kg/m3，粗骨料1250kg/m3，矿物掺合料280kg/m3，EVA乳液14kg/m3，增强剂7kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的1.5％；所述混凝土的水灰比为0.26；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为5:2:1。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm，含泥量≤0.5％，针片状＜10％的碎石，矿物掺合料为固硫灰。
实施例5
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥260kg/m3，粗骨料1350kg/m3，矿物掺合料280kg/m3，EVA乳液15kg/m3，增强剂6kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的2.2％；所述混凝土的水灰比为0.28；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为7：1：1。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm，含泥量≤0.5％，针片状＜10％的碎石，矿物掺合料为固硫灰、矿渣的混合物，混合比例任意。
本实施例的透水混凝土的制备方法如下：
(1)按配方称取普通硅酸盐水泥、粗骨料、矿物掺合料加入搅拌机中，搅拌40min后，再先搅拌机内加入增强剂和复合型防冻剂，搅拌5min，得到粉末状组合物；
(2)按照水灰比和配方，向步骤(1)得到的粉末状组合物中加入水和EVA乳液，继续搅拌50min得到所述透水混凝土。
实施例6
一种透水混凝土，包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥220kg/m3，粗骨料1280kg/m3，矿物掺合料180kg/m3，EVA乳液13kg/m3，增强剂7kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的2.1％；所述混凝土的水灰比为0.31；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为5：1.5:1.5。
本实施例中，普通硅酸盐水泥为P·O 52.5，其强度更高；粗骨料选择粒径为9～12mm，含泥量≤0.5％，针片状＜10％的碎石，矿物掺合料为固硫灰。
本实施例的透水混凝土的制备方法如下：
(1)按配方称取普通硅酸盐水泥、粗骨料、矿物掺合料加入搅拌机中，搅拌30min后，再先搅拌机内加入增强剂和复合型防冻剂，搅拌2min，得到粉末状组合物；
(2)按照水灰比和配方，向步骤(1)得到的粉末状组合物中加入水和EVA乳液，继续搅拌40min得到所述透水混凝土。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：用氯化钠替代复合型防冻剂，用量不变
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于：用萘系减水剂替代复合型防冻剂，用量不变。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于：骨料还包括细骨料，细骨料的用量为粗骨料的三分之一，本实施例的骨料重量与实施例1的粗骨料重量相等。
实施例10
将实施例1～9的透水混凝土进行测试，结果如下：
由上表1对比可知，实施例1～7的抗冻性明显高于实施例8和9，即本发明的复合型防冻剂的效果明显高于单用的减水剂和防冻剂，另外，实施例1～7的透水系数明显高于实施例9，即本发明选择用单一的粗骨料，其透水性更好，同时又能达到一定的抗压强度，符合使用要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种透水混凝土，其特征在于：包括以下按重量配置的原料：普通硅酸盐水泥200～300kg/m3，粗骨料1250～1350kg/m3，矿物掺合料150～280kg/m3，EVA乳液10～15kg/m3，增强剂5～10kg/m3以及复合型防冻剂，所述复合型防冻剂的重量为混凝土总重量的1～2.5％；所述混凝土的水灰比为0.2～0.31；
所述复合型防冻剂为包括三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠，所述三乙醇胺、氨基磺酸盐和木钠的质量比为(5～8)：(1～2)：(1～2)。
2.如权利要求1所述的透水混凝土，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥为P·O 52.5。
3.如权利要求1所述的透水混凝土，其特征在于：所述粗骨料为碎石；所述碎石的粒径为9～12mm。
4.如权利要求3所述的透水混凝土，其特征在于：所述碎石的含泥量≤0.5％；针片状＜10％。
5.如权利要求1所述的透水混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料为固硫灰、矿渣中的至少一种。
6.如权利要求1所述的透水混凝土，其特征在于：所述增强剂为增强剂PRC-1。
7.如权利要求1～6任一项所述的透水混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按配方称取普通硅酸盐水泥、粗骨料、矿物掺合料加入搅拌机中，搅拌30～40min后，再先搅拌机内加入增强剂和复合型防冻剂，搅拌2～5min，得到粉末状组合物；
(2)按照水灰比和配方，向步骤(1)得到的粉末状组合物中加入水和EVA乳液，继续搅拌40～50min得到所述透水混凝土。
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