CN108751860A - 一种绿色生态透水混凝土及其制作方法和施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色生态透水混凝土及其制作方法和施工方法，所述绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1260‑1400份、水泥300‑350份、水91‑119份和玄武岩纤维2‑8份。本发明所述绿色生态透水混凝土的制作方法包括以下步骤：1)在搅拌机中装入配方量的玄武岩纤维和水泥并充分搅拌；2)在步骤1)中完成搅拌的原料中加入配方量的碎石和水，搅拌5‑6min后得到绿色生态透水混凝土。本发明所述透水混凝土利用所述玄武岩纤维保证透水系数的同时，增加了提高透水混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度；玄武岩纤维是一种无环境污染的健康纤维，节约成本，降低了绿色生态透水混凝土的造价。

Description

一种绿色生态透水混凝土及其制作方法和施工方法
技术领域
本发明涉及一种绿色生态透水混凝土及其制作方法和施工方法。
背景技术
连续玄武岩纤维(continuous basalt fiber，简称CBF)是备受关注的一种人造无机纤维材料，连续玄武岩纤维是碳纤维的低价替代品，其取自天然矿石，无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的健康纤维产品，所以CBF在复合材料的增强材料的领域的应用将得到快速发展，对建筑材料的更新换代具有积极的意义。
暴雨给全国各地带来巨大的生命财产损失，雨水难以通过不透水路面渗入地下，出现了“武汉看海”、“北京严重内涝”的现象，同时对生态环境造成难以估量的破坏，仅仅依靠传统的雨水处理系统很难从源头上解决问题，透水混凝土路面的出现有效的缓解了该问题。
透水混凝土是由一系列相连通的孔隙和混凝土实体部分骨架构成的具有透气透水性的多孔结构的混凝土，透水混凝土相比于普通混凝土强度更低，目前仅适用于轻交通低承载力要求的路面，例如小区内的路面、停车场等，目前透水混凝土的力学性能未达到普通混凝土的水平，应用于承载路面的不多。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种绿色生态透水混凝土，旨在保证透水混凝土的透水系数前提下，增加透水混凝土的力学性能，采用的技术方案为：
一种绿色生态透水混凝土，由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份和玄武岩纤维2-8份。
进一步的，所述绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份、玄武岩纤维2-8份和细砂28-140份。
进一步的，所述绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份、玄武岩纤维2-8份、细砂28-140份和谷壳灰10-50份。
进一步的，所述玄武岩纤维的长度为3-9μm，直径为18μm。
进一步的，所述碎石是粒径为5-15mm的再生骨料碎石。
进一步的，所述水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。
本发明所述一种绿色生态透水混凝土的制作方法包括以下步骤：
1)在搅拌机中装入配方量的玄武岩纤维和水泥并充分搅拌；
2)在步骤1)中完成搅拌的原料中加入配方量的碎石和水，搅拌5-6min后得到绿色生态透水混凝土；
本发明所述一种绿色生态透水混凝土的施工方法包括以下步骤：将制得的绿色生态透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光。
其中刮平的具体工艺包括利用铝合金杠刮机将摊铺后的绿色生态透水混凝土地表面刮平；
其中磨光的具体工艺包括磨光机以320r/min的转速在刮平后的绿色生态透水混凝土表面磨光4min。
本发明所述透水混凝土利用所述玄武岩纤维保证透水系数的同时，增加了提高透水混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度，且玄武岩纤维是目前为止唯一一种无环境污染的健康纤维。
采用细砂替代部分碎石，明显提高了透水混凝土的力学性能。
采用谷壳灰掺杂水泥，谷壳灰的火山灰效应使得集料和浆体之间联结更为紧密，延缓了水化作用，减少了透水混凝土裂缝的产生，增加了绿色生态透水混凝土的抗压强度；还可以节约成本，降低造价。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
普通透水混凝土包括以下重量份数的组分，碎石1400份，水泥350份和水105份。
其中碎石为由废弃混凝土经过清洗、破碎、筛选等工艺后制成的粒径为5-15mm的再生骨料碎石，降低本发明所述绿色生态透水混凝土的成本，节省天然资源，实现废弃混凝土的资源化和减量化的处理原则，降低了废弃混凝土对环境的污染，有利于资源的可持续发展。
所述水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。
实施例1中所述透水混凝土的制作方法的步骤如下：
(1)备料：选取1400份废弃混凝土，并破碎成粒径为5-15mm的再生骨料废石；
(2)将350份硅酸盐水泥、1400份再生骨料碎石和105份水7.9份加入搅拌机，搅拌4min后得到透水混凝土。
实施例1中的透水混凝土施工方法包括以下步骤：将制得的透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将透水混凝土表面磨光。
实施例2
绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：再生骨料碎石1400份，水泥350份、水105份和玄武岩纤维7.9份。
所述玄武岩纤维的长径比为1:6，纤维长度为3mm，直径为18μm，拉伸强度为4100-4500MPa，弹性模量为80-110GPa，伸长率为3.3％。
实施例2中所述一种绿色生态透水混凝土的制作方法的步骤如下：
(1)备料：选取1400份废弃混凝土，并破碎成粒径为5-15mm的再生骨料碎石；选取长径比为1:6、纤维长度为3mm、直径为18μm、拉伸强度为4100-4500MPa、弹性模量为80-110GPa、伸长率为3.3％的玄武岩纤维7.9份；选取42.5号普通硅酸盐水泥350份；
(2)将350份硅酸盐水泥、7.9份的玄武岩纤维加入搅拌机，并充分搅拌；
(3)将1400份再生骨料碎石和105份水加入步骤(2)中完成搅拌的原料中，搅拌4min后得到绿色生态透水混凝土。
实施例2中的透水混凝土施工方法包括以下步骤：将制得的透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光。
实施例3
与实施例2不同的是，绿色生态透水混凝土中的原料中，所述玄武岩纤维的长径比为1:3，纤维长度为6mm，其制作方法和施工方法与实施例2中的相同
实施例4
与实施例2不同的是，绿色生态透水混凝土中的原料中，所述玄武岩纤维的长径比为1:2，纤维长度为9mm，其制作方法和施工方法与实施例2中的相同。
实施例5
与实施例2不同的是，绿色生态透水混凝土中的原料中，所述玄武岩纤维包括纤维长度分别为9mm、6mm和3mm，直径为18μm，长径比分别为1:2、1:3和1:6的玄武岩纤维各0.9份，其制作方法和施工方法与实施例2中的相同。
实施例6
与实施例2不同的是，绿色生态透水混凝土中的原料中，所述玄武岩纤维包括纤维长度分别为9mm、6mm和3mm，直径为18μm、长径比分别为1:2、1:3和1:6的玄武岩纤维各1.8份，其制作方法和施工方法与实施例2中的相同。
实施例7
与实施例2不同的是，绿色生态透水混凝土中的原料中，所述玄武岩纤维包括纤维长度分别为9mm、6mm和3mm，直径为18μm，长径比分别为1:2、1:3和1:6的玄武岩纤维各2.6份，其制作方法和施工方法与实施例2中的相同。
实施例8
绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1330份，水泥350份，细砂70份，水105份和玄武岩纤维5.3份。
所述玄武岩纤维的直径为18μm，拉伸强度为4100-4500MPa，弹性模量为80-110GPa，伸长率为3.3％、纤维长度为9mm。
实施例8所述一种绿色生态透水混凝土的制作方法的步骤如下：
(1)备料：选取1330废弃混凝土，并破碎成粒径为5-15mm的再生骨料废石；选取长径比为1:2、纤维长度为3mm、直径为18μm、拉伸强度为4100-4500MPa、弹性模量为80-110GPa、伸长率为3.3％的玄武岩纤维5.3份；选取42.5号普通硅酸盐水泥350份；
(2)将350份硅酸盐水泥和5.3份的玄武岩纤维加入搅拌机，并充分搅拌；
(3)再将1330份再生骨料碎石、70份细砂和105份水加入步骤(2)中完成搅拌的原料中，搅拌4min后得到绿色生态透水混凝土。
实施例8中的透水混凝土施工方法包括以下步骤：将制得的绿色生态透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光。
实施例9
绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1330份，水泥336份，谷壳灰14份，细砂70份，水105份和玄武岩纤维5.3份。
实施例9所述一种绿色生态透水混凝土的制作方法的步骤如下：
(1)备料：选取1330份废弃混凝土，并破碎成粒径为5-15mm的再生骨料废石；选取长径比为1:2、纤维长度为3mm、直径为18μm、拉伸强度为4100-4500MPa、弹性模量为80-110GPa、伸长率为3.3％的玄武岩纤维5.3份；选取42.5号普通硅酸盐水泥350份；
(2)将336份硅酸盐水泥、14份谷壳灰和5.3份的玄武岩纤维加入搅拌机，并充分搅拌；
(3)再将1330份再生骨料碎石、70份细砂和105份水加入步骤(2)中完成搅拌的原料中，搅拌4min后得到绿色生态透水混凝土。
实施例9中的透水混凝土施工方法包括以下步骤：将制得的绿色生态透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光。
实施例10
与实施例9不同的是，所述绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1330份，水泥322份，谷壳灰28份，细砂70份，水105份和玄武岩纤维5.3份，其制作方法和施工方法与实施例9中的相同。
实施例11
与实施例9不同的是，所述绿色生态透水混凝土由以下重量份的原料制成：碎石1330份，水泥308份，谷壳灰42份，细砂70份，水105份和玄武岩纤维5.3份，其制作方法和施工方法与实施例9中的相同。
按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》分别测试实施例1-11中制成的绿色生态透水混凝土的抗压和劈裂抗拉强度。
分别将实施例1-7中的透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将透水混凝土表面磨光，在常温常湿下养护24h脱模，并在常温下每日洒水分别养护7d、28d，并分别在0.4MPa/S和0.4MPa/S的加载速率下分别测量其7d抗压强度、28d抗压强度、7d劈裂强度和透水系数。
分别将实施例8-11中的绿色生态透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光，在常温常湿下养护24h脱模，并在常温下每日洒水分别养护28d，分别测量其28d抗压强度和透水系数。
按照CJJ/T135-2009测试实施例1-11中制成的绿色生态透水混凝土的透水系数，透水仪器自行制作。
透水仪器为一Φ100mm×200mm的PVC圆柱体套筒，将圆柱体的绿色生态透水混凝土装入圆柱形套筒底部。向圆柱形套筒中迅速加满水，记录水面下降至圆柱体的绿色生态透水混凝土的表面所需要的时间。
透水系数的计算公式为:K＝H/T·K为透水系数(mm/s)；H为水位下降高度(mm)；T为水从灌满套管下降至试件表面所需要的时间(s)。
实施例1-7中透水混凝土抗压、劈裂抗拉强度和透水系数分别如表1所示：
表1.实施例1-7透水混凝土抗压、劈裂强度和透水系数的测试结果
如表1所示，随玄武岩纤维的掺杂量的升高，透水混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度先升高后降低；随着玄武岩纤维的长度的升高，透水混凝土的透水系数降低，抗压强度和劈裂抗拉强度越高。
玄武岩纤维越长，透水混凝土的透水系数越小，这是因为在相同的体积掺量下，长度为3mm和6mm的数量多，更容易产生纤维结团现象，使得玄武岩纤维透水混凝土中产生空洞，使得透水效果更好。
实施例8-11中的绿色生态透水混凝土抗压强度和透水系数分别如表2所示：
表2.实施例8-11中绿色生态透水混凝土抗压和透水系数的测试结果
项目 28d抗压强度/MPa 透水系数/(mm/s)
实施例8 22.83 2.76
实施例9 23.56 2.33
实施例10 25.28 1.56
实施例11 23.24 2.70
如表2所示，本发明的实施例8中提供的绿色生态透水混凝土中，采用70份细砂替代部分的再生骨料碎石，明显提高了透水混凝土的力学性能。
本发明的实施例2-7提供的绿色生态透水混凝土的透水系数为4.54-6.4mm/s，具有良好的透水性；本发明实施例2-7中提供的绿色生态透水混凝土的28d抗压强度为10.37-13.02MPa，7d劈裂强度为1.77-2.24MPa，均符合轻型承载透水绿道路面使用要求。
本发明所述透水混凝土利用所述玄武岩纤维保证透水系数的同时，增加了提高透水混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度，且玄武岩纤维是一种无环境污染的健康纤维，因此本发明所述透水混凝土是一种绿色生态的透水混凝土。
实施例8-11提供的绿色生态透水混凝土的28d抗压强度为23.24-25.28，透水系数为1.55-2.70，符合轻型承载透水绿道路面使用要求。
实施例8-11中绿色生态透水混凝土的28d抗压强度明显提高，采用谷壳灰掺杂水泥，谷壳灰的火山灰效应使得集料和浆体之间联结更为紧密，延缓了水化作用，减少了透水混凝土裂缝的产生，增加了绿色生态透水混凝土的抗压强度；还可以节约成本，降低造价。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份和玄武岩纤维2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份、玄武岩纤维2-8份和细砂28-140份。
3.根据权利要求2所述的一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碎石1260-1400份、水泥300-350份、水91-119份、玄武岩纤维2-8份、细砂28-140份和谷壳灰10-50份。
4.根据权利要求1所述的一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，所述玄武岩纤维的长度为3-9μm，直径为18μm。
5.根据权利要求1所述的一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，所述碎石是粒径为5-15mm的再生骨料碎石。
6.根据权利要求1所述的一种绿色生态透水混凝土，其特征在于，所述水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的一种绿色生态透水混凝土的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在搅拌机中装入配方量的玄武岩纤维和水泥并充分搅拌；
2)在步骤1)中完成搅拌的原料中加入配方量的碎石和水，充分搅拌5-6min后得到绿色生态透水混凝土。
8.根据权利要求7制得的一种绿色生态透水混凝土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：将绿色生态透水混凝土在操作面上摊铺后刮平，并将绿色生态透水混凝土表面磨光。
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