CN108529933B - 一种透水混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水混凝土，按重量计，包括以下组分，水70‑100份；水泥300‑400份；石子1300‑1600份；减水剂1‑10份；增效剂1‑10份。本发明具有以下优点和效果：采用选择合适的水、水泥、石子的配比，加入减水剂和增效剂后，使透水混凝土达到透水性好、抗压强度高；其次，在透水混凝土中加入二氧化钛/蒙脱土后，二氧化钛/蒙脱土分散在水泥浆体中，提高透水混凝土的抗压强度；再次，在透水混凝土中加入增强材料后，提高透水混凝土的抗压强度，达到了透水混凝土透水性好、抗压强度高、能负载机动车辆的效果，可以广泛应用于广场、公园道路、城市道路等，雨水或融化的雪水能够快速渗透到地下，达到海绵城市的快速渗水效果。

Description

一种透水混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种透水混凝土。
背景技术
生态环境友好型混凝土是指能减少对地球环境的负荷，同时又能与自然生态系统协调共生，为人类构筑舒适环境的混凝土材料。透水混凝土是生态环境友好型混凝土之一，与传统的混凝土相比，其最大特点是有15％-30％的连通孔隙，具有透气性和透水性，能扩大城市的透水、透气面积，对于调节城市空气的温度和湿度、维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要的作用。20世纪80年代以来，欧美等国家和地区开始研究开发透水性混凝土，将其应用于广场、步行街道、公园内道路等，以保持生态平衡、调节城市微气候。但是透水性混凝土内部由于存在连通孔隙，普遍存在抗压强度低的问题，无法承受机动车的负载，大大限制了透水性混凝土的推广和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种透水混凝土，具有抗压强度高的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种透水混凝土，按重量计，包括以下组分，水70-100份；水泥300-400份；石子1300-1600份；减水剂1-10份；增效剂1-10份。
通过采用上述技术方案，透水混凝土具有一定孔隙来满足透水性的要求，通过设计300-400份的水泥和1300-1600份的石子以及70-100份水的配比，并在混凝土中加入减水剂，能够对水泥颗粒起到分散作用，加入增效剂，增加透水混凝土内水泥浆体稠度。当水泥、水用量过高时，孔隙率变小，透水效果差；当水泥、水用量过低时，骨料之间粘结强度低，导致透水混凝土抗压强度低，无法负载机动车辆。通过选择水泥、水及石子的配比，再加入减水剂和增效剂后，透水混凝土内的孔隙率在10％-20％之间的同时，也能提高透水混凝土的抗压强度，达到透水混凝土抗压强度高、透水性好的效果。
本发明的进一步设置为：按重量计，水为88份，水泥为360份，石子为1550份。
通过采用上述技术方案，水、水泥及石子选用上述配比，使透水混凝土抗压强度得到提升。。
本发明的进一步设置为：按重量计，水为80份，水泥为330份，石子为1600份。
通过采用上述技术方案，水、水泥及石子选用上述配比，透水混凝土透水性能好。
本发明的进一步设置为：按重量计，减水剂为2.2份，增效剂为2.2份。
本发明的进一步设置为：所述透水混凝土内还包括二氧化钛/蒙脱土复合材料。
通过采用上述技术方案，在透水混凝土中，水泥石与石子截面的粘结强度是透水混凝土薄弱环节，是决定透水混凝土强度的关键因素。通过在透水混凝土中加入二氧化钛/蒙脱土复合材料后，二氧化钛/蒙脱土复合材料是将二氧化钛粒子进入到蒙脱土层间形成的二氧化钛/蒙脱土复合材料。二氧化钛/蒙脱土加入到透水混凝土内，分散在水泥浆中，等水泥浆硬化后形成水泥石后，能够显著提高水泥石的结构强度，同时也提高水泥石与石子之间的连接强度，达到提高透水混凝土抗压强度的效果。
本发明的进一步设置为：按重量计，所述二氧化钛/蒙脱土复合材料为10-100份。
通过采用上述技术方案，二氧化钛/蒙脱土复合材料为10-100份，能够提高透水混凝土的抗压强度。
本发明的进一步设置为：所述透水混凝土内还包括增强材料，所述增强材料为中空的玻璃纤维，所述玻璃纤维内部填充有环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料。
通过采用上述技术方案，环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料中，纳米二氧化硅能够增强环氧树脂的韧性、冲击强度和拉伸剪切强度，当环氧树脂/纳米二氧化硅填充到中空的玻璃纤维内部后得到的增强材料，增强材料加入到透水混凝土中后分散在水泥浆体内，能够提高透水混凝土的抗压强度。
本发明的进一步设置为：所述增强材料为10-50份。
通过采用上述技术方案，增强材料为10-50份，提高透水混凝土的抗压强度。
本发明的进一步设置为：所述增强材料由以下方法制得，称取环氧树脂加热熔融后，加入偶联剂、纳米二氧化硅，搅拌均匀后，加入中空的玻璃纤维后，用超声波震荡处理后，冷却至室温，得到增强材料。
通过采用上述技术方案，环氧树脂加热熔融后，加入偶联剂和二氧化硅，搅拌均匀后得到环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料，中空的玻璃纤维加入后，通过超声波进行震荡处理，使环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料进入到玻璃纤维内部，形成增强材料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：采用选择合适的水、水泥、石子的配比，加入减水剂和增效剂后，使透水混凝土达到透水性好、抗压强度高；其次，在透水混凝土中加入二氧化钛/蒙脱土后，二氧化钛/蒙脱土分散在水泥浆体中，提高透水混凝土的抗压强度；再次，在透水混凝土中加入增强材料后，提高透水混凝土的抗压强度，与二氧化钛/蒙脱土复合材料同时使用时，能够起到协同增强透水混凝土抗压强度的效果，达到了透水混凝土透水性好、抗压强度高、能负载机动车辆的效果，可以广泛应用于广场、公园道路、城市道路等。
具体实施方式
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分及份数，称取水泥、减水剂、增效剂，减水剂选用萘系减水剂，增效剂选用混凝土增效剂，加入到混凝土搅拌机内混合后，加入配方量二分之一的水，搅拌成水泥浆，再称取石子加入到水泥浆内，加入剩余部分的水分，搅拌3小时后，得到透水混凝土。
参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
实施例2：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，称取水泥、减水剂、增效剂、二氧化钛/蒙脱土复合材料，减水剂选用萘系减水剂，增效剂选用混凝土增效剂，加入到混凝土搅拌机内混合后，加入配方量二分之一的水，搅拌成水泥浆，再称取石子加入到水泥浆内，加入剩余部分的水分，搅拌3小时后，得到透水混凝土。
二氧化钛/蒙脱土制备方法如下，配置TiCl4加入到2.0mol/L盐酸溶液中，其中按摩尔比，TiCl4∶HCl＝2∶1，用去离子水稀释至Ti4+至0.8mol/L，得到TiCl4柱化剂。
取配置好的TiCl4柱化剂缓慢加入蒙脱土悬浮溶液中，其中TiCl4∶蒙脱土＝1∶3，蒙脱土悬浮溶液中，蒙脱土∶水＝1g∶10ml。然后搅拌6小时，加入氨水调节pH在2-4之间，反应3小时后，离心分离，用无水乙醇洗涤、抽滤、水洗、干燥后，在500℃下煅烧2小时，得到二氧化钛/蒙脱土复合材料。
参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
实施例3：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，称取水泥、减水剂、增效剂、增强材料，减水剂选用萘系减水剂，增效剂选用混凝土增效剂，加入到混凝土搅拌机内混合后，加入配方量二分之一的水，搅拌成水泥浆，再称取石子加入到水泥浆内，加入剩余部分的水分，搅拌3小时后，得到透水混凝土。
增强材料制备方法如下：称取环氧树脂加热熔融后，保持在100℃，加入偶联剂、纳米二氧化硅，按重量份计，环氧树脂∶偶联剂∶纳米二氧化硅＝10∶1∶1。偶联剂选用硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入中空的玻璃纤维后，中空玻璃纤维外径为1mm，内径为0.5mm，用超声波震荡处理后，冷却至室温，得到增强材料。
参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
实施例4：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，称取水泥、减水剂、增效剂、二氧化钛/蒙脱土复合材料、增强材料，减水剂选用萘系减水剂，增效剂选用混凝土增效剂，加入到混凝土搅拌机内混合后，加入配方量二分之一的水，搅拌成水泥浆，再称取石子加入到水泥浆内，加入剩余部分的水分，搅拌3小时后，得到透水混凝土。
二氧化钛/蒙脱土制备方法如下，配置TiCl4加入到2.0mol/L盐酸溶液中，其中按摩尔比，TiCl4∶HCl＝2∶1，用去离子水稀释至Ti4+至0.8mol/L，得到TiCl4柱化剂。
增强材料制备方法如下：称取环氧树脂加热熔融后，保持在100℃，加入偶联剂、纳米二氧化硅，按重量份计，环氧树脂∶偶联剂∶纳米二氧化硅＝10∶1∶1。偶联剂选用硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入中空的玻璃纤维后，中空玻璃纤维外径为1mm，内径为0.5mm，用超声波震荡处理后，冷却至室温，得到增强材料。
参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
实施例5：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例4中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
实施例6：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例4中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例1：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例1中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例2：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例1中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例3：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例1中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例4：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例1中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例5：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例2中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例6：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，重复实施例3中的方法，参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
对比例7：一种透水混凝土，按以下表1中列出的各组分含量，称取水泥、减水剂、增效剂、二氧化钛/蒙脱土复合材料、中空的玻璃纤维，玻璃纤维选用30份，玻璃纤维外径为1mm，内径为0.5mm。减水剂选用萘系减水剂，增效剂选用混凝土增效剂，加入到混凝土搅拌机内混合后，加入配方量二分之一的水，搅拌成水泥浆，再称取石子加入到水泥浆内，加入剩余部分的水分，搅拌3小时后，得到透水混凝土。
参照GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范，检测透水混凝土的抗压强度，并在表1中列出检验结果。
表1
Figure BDA0001323522070000061

Claims (4)

1.一种透水混凝土，按重量计，包括以下组分，
水70-100份；水泥300-400份；石子1300-1600份；减水剂1-10份；增效剂1-10份；所述透水混凝土内还包括二氧化钛/蒙脱土复合材料，按重量计，所述二氧化钛/蒙脱土复合材料为10-100份；所述透水混凝土内还包括增强材料，所述增强材料为中空的玻璃纤维，所述玻璃纤维内部填充有环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料，所述增强材料为10-50份，所述增强材料由以下方法制得，称取环氧树脂加热熔融后，保持在100℃，加入偶联剂、纳米二氧化硅，按重量份计，环氧树脂：偶联剂：纳米二氧化硅=10:1:1，偶联剂选用硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入中空的玻璃纤维后，中空玻璃纤维外径为1mm,内径为0.5mm,用超声波震荡处理后，冷却至室温，得到增强材料。
2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：按重量计，水为88份，水泥为360份，石子为1550份。
3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：按重量计，水为80份，水泥为330份，石子为1600份。
4.根据权利要求2或3所述的一种透水混凝土，其特征在于：按重量计，减水剂为2.2份，增效剂为2.2份。
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