CN108840637A

CN108840637A - 一种透水混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN108840637A
Application number: CN201810708835.0A
Authority: CN
Inventors: 杨洋
Original assignee: Shenzhen Dayang Building Material Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Dayang Building Material Co Ltd
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2018-11-20

Abstract

本发明公开了一种透水混凝土，其主要涉及建筑材料领域，按质量份数计，包括以下组分，水泥36～42份、粉煤灰13～17份、减水剂0.7～1.3份、砂16～22份、碎石14～18份、贝壳粉7～13份、烷基纤维素3～7份、碘化盐1.3～1.7份、烷基糖苷4～8份、金属氧化物1.6～2.2份、二烷基硫酸钠1.3～1.7份、水45～65份。该种混凝土不仅具有良好的透水性能，同时其结构强度也比较高，降低了其在外力作用下发生断裂的概率，同时其还具备了良好的抑菌能力，有效地延长了它的使用寿命。

Description

一种透水混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及领域建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种透水混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代经济的飞速发展，城市化的现象越来越明显，而在趋于城市化的今天，各种自然的灾害却也在威胁这人们的生活工作的安全。近期以来的各地大暴雨造成了多地城市受到了严重的水灾。造成水灾泛滥的众多原因之中，城市道路建设的不透水性以及排水不及时是其中一个很重要的原因。在目前城市道路的建设中多以不透水的混凝土为主。不透水混凝土在城市道路中的大量使用虽然能够方便人们的出行，但是在今天自然灾害无法避免的今天也造成了一定的困扰，城市道路排水情况严峻无法及时的进行排水作业而造成大量水积累，这严重的影响了人们正常的工作以及生活。

而基于种种自然现象的启发，透水混凝土这一新颖的复合型混凝土被发明而引起了广泛的关注。而现有的透水混凝土由于内部存在大量的孔隙，整体的结构强度都比较的低，因而很容易发生断裂的问题。所以，研发一种既具有良好的透水性能，又具有良好的结构强度的混合土是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种透水混凝土，其不仅具有优越的透水性能，同时其具备了较强的结构强度，降低了其因为外力作用而碎裂的概率，并且其制备方法较为简单，适合大规模进行生产。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种透水混凝土，按质量份数计，包括以下组分，水泥36～42份、粉煤灰13～17份、减水剂0.7～1.3份、砂16～22份、碎石14～18份、贝壳粉7～13份、烷基纤维素3～7份、碘化盐1.3～1.7份、烷基糖苷4～8份、金属氧化物1.6～2.2份、二烷基硫酸钠1.3～1.7份、络合剂1.2～1.8份、水45～65份。

通过采用上述技术方案，烷基糖苷能够在混凝土搅拌的过程中生成大量微小的气泡，待混凝土固化之后，这些气泡就会形成孔隙，从而有效地提高了混凝土的透水性能。

而烷基纤维素在混凝土中能够形成杂乱的纤维架体，从而其能够将各物质联系在一起，从而当混凝土固化之后，混凝土自身的抗压和抗拉伸的强度就会增加。

再者，碘化盐的加入提升了混凝土的热稳定性，由其有助于提升烷基纤维素类的热稳定性，从而当建筑物在夏天接受高温炙烤的时候，烷基纤维素也能够保证相对地稳定状态，进而也就进一步提高了混凝土的抗裂性能。

优选为，所述贝壳粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。

由于混凝土长时间使用过后，其表面容易生长出各类微生物，而微生物在自身生长的过程中往往会产生酸性物质，从而容易对混凝土造成腐蚀，加速其表面产生裂痕。而贝壳粉进过酶液处理之后，其内部会产生甲壳素。甲壳素不仅具有较强的抗菌特性，能够有效地抑制微生物在混凝土表面生长，同时其本身也具有较强的粘性，从而有利于增强混凝土内部的粘结强度，进而也提高了混凝土自身抗裂性能。

优选为，所述碘化盐为碘化锂。

通过采用上述技术方案，碘化锂相较于其他碘化盐，不仅因为自身的物理性能有利于提高尼龙的稳定性能。同时，碘化锂中的锂离子还能够与烷基纤维素中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了烷基纤维素的分子链及相应自由基的运动，因而使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而具有更高的热分解温度。

优选为，所述减水剂由三酸甘油酯和木质素磺酸盐的混合物，且三酸甘油酯和木质素磺酸盐的质量比1：1.3～1.7。

通过采用上述技术方案，此处减水剂不仅能够减少混凝土的用水量，同时，三酸甘油酯能够与贝壳粉中的部分碱性物质容易发生皂化反应，而产生的高级脂肪酸盐具有良好的润湿功能和分散性能，这样有利于形成的气泡得到充分地分散。

同时，形成的高级脂肪盐的脂肪酸根还能够与贝壳粉中的Ca²⁺、CaHCO₃ ⁺ 、CaOH⁺等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物，并包覆在贝壳粉粒子表面，并且，脂肪酸钙中的烃基使贝壳粉表面性质由亲水变成亲油，从而有利于提高混凝土抗雨水腐蚀的能力。另外，由于脂肪酸钙的粘结性也较强，从而有利于各物料形成良好的粘结效果，进而也就增强了混凝土的抗裂性。

优选为，所述烷基纤维素为羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种的混合物。

当皂化反应生成的高级脂肪酸盐将羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素润湿后，再待混凝土干燥固化之后，羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的韧性就会得到提升，从而也有利于提高混凝土的韧性，降低了混凝土在受到撞击或者压力的情况下，出现裂痕的概率。

优选为，所述水泥中铁铝酸四钙的含量为32～38%wt，铝酸三钙的含量为8～14%wt。

通过采用上述技术方案，使用铁铝酸四钙含量高而铝酸三钙的含量低的水泥来制备混凝土的话，混凝土的极限拉伸值就会增大，从而也有利于提高混凝土的抗裂性能。

优选为，所述金属氧化物为氧化镁、氧化钙和氧化铁中的一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案，金属氧化物可以产生高浓度碱性环境，使得原材料中的硅氧键和铝氧键发生断裂-重组反应，形成具有高强度、长期化学稳定性和耐久型的无机非金属材料。

一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将36～42份水泥、13～17份粉煤灰、0.7～1.3份减水剂、16～22份砂、14～18份碎石、7～13份贝壳粉和总质量三分之二的水加入搅拌器中进行搅拌混合；

步骤二、将3～7份烷基纤维素、1.3～1.7份碘化盐、4～8份烷基糖苷、1.6～2.2份金属氧化物、1.3～1.7份二烷基硫酸钠和剩下总质量三分之一的水加入到步骤一的搅拌器中进行进一步搅拌混合，得到成品混凝土。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用烷基纤维素本身的物理结构，来维系各物料之间的联系，从而也就能够提高，混凝土的结构强度；

2、烷基糖苷能够在混凝土搅拌的过程中产生大量微小的气泡，而这些气泡在混凝土固化的过程中容易形成孔隙，从而有效地保证了混凝土的透水性能；

3、将酶液处理过程的贝壳粉加入到混凝土中，这样能够增强混凝土的抗菌性能，从而也就能够减少混凝土被微生物侵蚀的概率。

附图说明

图1为一种透水混凝土的制备流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将36Kg水泥、13Kg粉煤灰、0.7Kg减水剂、16Kg砂、14Kg碎石、7Kg贝壳粉和30Kg水加入搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌的转速为100rpm；

步骤二、将3Kg羟乙基纤维素、1.3Kg碘化锂、4Kg烷基糖苷、1.6Kg氧化镁、1.3Kg二烷基硫酸钠和15Kg水加入到步骤一的搅拌器中进行进一步搅拌混合，搅拌桨的转速为80rpm，得到成品混凝土。

其中，减水剂为三酸甘油酯和木质素磺酸盐的混合物，此处选用的是木质素磺酸钙，它们的质量比为1：1.3。

而贝壳粉的制备方法：先配制 pH 为 8.0 的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳浸泡于其中，控制恒温摇床温度为 50 ℃，转速 300 r/min 的条件下水解 2 小时。之后，将贝壳研磨成平均粒度为10μm的贝壳粉。

且水泥中铁铝酸四钙的含量为32%wt，铝酸三钙的含量为8%wt。

实施例二至实施例五与实施例一的制备方法相同，区别仅在于如下表所示的各物料的质量：

物料名称	实施例二	实施例三	实施例四	实施例五
					水泥/Kg	42	39	36	42
粉煤灰/Kg	17	15	17	13
					减水剂/Kg	1.3	1.0	1.3	0.7
砂/Kg	22	19	19	22
					碎石/Kg	18	16	14	16
贝壳粉/Kg	13	10	13	7
					羟乙基纤维素/Kg	/	/	1	/
羟甲基纤维素/Kg	7	/	2	3
					羟丙基甲基纤维素/Kg	/	5	/	4
碘化锂/Kg	1.7	1.5	1.7	1.3
					烷基糖苷/Kg	8	6	4	6
氧化镁/Kg	/	/	/	1.1
					氧化钙/Kg	2.2	/	1.0	/
氧化铁/Kg	/	1.9	0.9	1.1
					二烷基硫酸钠/Kg	1.7	1.5	1.3	1.7
水/Kg	65	55	65	45

其中，实施例二、实施例三、实施例四和实施例五中的三酸甘油酯和木质素磺酸盐的质量比分别为1：1.7，1：1.5，1：1.7，1：1.3。而实施例二、实施例三、实施例四和实施例五的水泥中铁铝酸四钙的含量和铝酸三钙的含量分别为38%wt、14%wt,35%wt、11%wt, 32%wt、14%wt，38%wt、11%wt。

下表是对混凝土的28天和56天后的抗压强度和抗拉伸强度以及56天后的抑菌率和56天后的10秒钟内透水率。

测试项目	实施例一	实施例二	实施例三	实施例四	实施例五
						28d抗压强度/Mpa	149.4	165.2	158.7	155.6	159.9
56d抗压强度/Mpa	147.0	163.4	155.5	153.4	156.1
						28d抗拉伸强度/N/mm²	43	55	49	51	52
56d抗拉伸强度/ N/mm²	41	51	47	49	48
						抑菌率/%	98.1	99.3	98.5	98.7	98.
透水率/%	95.4	97.2	96.7	96.1	97.1

从上表能够清楚地看出，本发明的混凝土不仅具有良好的混凝土，同时其结构强度也比较良好，能够长时间保持完整性，另外，其还具有优越的抑菌能力，有效地延长了混凝土自身的使用寿命。

本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。

Claims

1.一种透水混凝土，按质量份数计，包括以下组分，

水泥 36～42份

粉煤灰 13～17份

减水剂 0.7～1.3份

砂 16～22份

碎石 14～18份

贝壳粉 7～13份

烷基纤维素 3～7份

碘化盐 1.3～1.7份

烷基糖苷 4～8份

金属氧化物 1.6～2.2份

二烷基硫酸钠 1.3～1.7份

水 45～65份。

2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述贝壳粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。

3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述碘化盐为碘化锂。

4.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述减水剂由三酸甘油酯和木质素磺酸盐的混合物，且三酸甘油酯和木质素磺酸盐的质量比1：1.3～1.7。

5.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述烷基纤维素为羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述水泥中铁铝酸四钙的含量为32～38%wt，铝酸三钙的含量为8～14%wt。

7.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述金属氧化物为氧化镁、氧化钙和氧化铁中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：