CN109160790A - 透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透水混凝土，所用原料按重量份配比为：3mm～6mm碎石25～30份，6mm～10mm碎石15～25份，建筑垃圾20～35份，水泥16.5～20份，硅灰1.65～2份，减水剂1.65～2份，水5～6份；所述建筑垃圾的组分组成按重量份配比为：废弃混凝土块5～10份，废弃砖块5～10份，废弃石料10～15份。相比于以普通硅酸盐水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配置的透水混凝土，本发明中通过多组实验研究各原料含量的合理搭配，使得制得的透水混凝土具有更好的性能。

Description

透水混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种透水混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来，城市雨洪灾害和城市水污染已成为制约我国城市生态发展的核 心问题之一，然而传统不透水路面难以满足城市排水需求，为此，以自然积 存、自然渗透、自然净化为目标的“海绵城市”理论得以推广和实践。“海 绵城市”是指城市可以像海绵一样在降雨时吸水、蓄水、渗水、净水，降低 地表排水压力；需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。“海绵城市”建设 与城市雨水排水、水资源节约、水环境保护、城市微环境质量和城市风貌等 息息相关，是一种发展中的、以生态系统为基础的、从径流源头开始的暴雨 管理方法。

随着我国城市化进程的不断推进，大规模的旧城拆迁改造和城镇建设产 生了大量建筑垃圾，造成了大量的土地资源浪费以及建设材料的浪费。因此， 将建筑垃圾进行合理运用是我国经济社会保持可持续发展的重要课题。

透水混凝土通常由骨料、水泥和水以及外加剂拌和而成，整体结构由包 裹水泥浆料的骨料相互粘接形成。透水混凝土在制备过程中少量或避免使用 细骨料，其内部会由于缺少细骨料而形成拥有连通孔隙的微观结构，从而拥 有较高的透水效率，是符合“海绵城市”观念的一种绿色新型路面铺装材料。 目前透水混凝土已被广泛运用在人行道，小区路面，停车坪等方面。

目前制备透水混凝土所使用的主要材料是天然砂石，然而过量开采天然 砂石对生态循环有破坏作用。专利CN107827404S公开了一种再生骨料透水 混凝土，包括普通硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、超细微珠、再生粗骨料、天 然粗骨料、内养护剂和复合增韧材料，所述再生骨料为废弃混凝土，具有棱 角多、表面粗糙、堆积密度小等特点，同时废弃混凝土的抗冻性、收缩、徐 变等特性和普通混凝土存在差异，因此对废弃混凝土进行去除表面附着硬化 水泥石的处理，提高废弃混凝土性能。利用这些再生骨料代替天然骨料，降 低了透水混凝土对天然碎石的需求，但制备出的透水混凝土透水性能，使用 范围有限并且容易在使用过程中发生淤堵情况，影响了透水混凝土的推广运 用。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种透水混凝土及其制备 方法，保证在具有较优异的透水性的同时也具有较高的透水混凝土强度，并 且不易发生淤堵。

为实现上述目的，本发明提供一种透水混凝土，所用原料按重量份配比 为：3mm～6mm碎石25～30份，6mm～10mm碎石15～25份，建筑垃圾20～35 份，水泥16.5～20份，硅灰1.65～2份，减水剂1.65～2份，水5～6份；所述 建筑垃圾的组分组成按重量份配比为：废弃混凝土块5～10份，废弃砖块5～10 份，废弃石料10～15份。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

相比于以普通硅酸盐水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或 少用细骨料配置的透水混凝土，本发明中通过多组实验研究各原料含量的合 理搭配，使得制得的透水混凝土具有更好的性能。

本发明采用合理搭配的建筑垃圾代替部分天然碎石作为骨料，降低了透 水混凝土对天然碎石的用量需求，节约了天然资源。建筑垃圾、碎石相互之 间点状接触，使混凝土中含有大量的微观连通孔隙，使混凝土的孔隙率增大， 透水性以及透气性更好，同时还拥有较好的抗淤堵性，提高了透水混凝土的 使用寿命，同时消耗了建筑垃圾如废弃碎混凝土、碎砖块、碎石块，具有良 好的社会、环境效益。

优选的，所述建筑垃圾粒径为3～8mm。

优选的，所用原料按重量份配比为：碎石45份，建筑垃圾29份，水泥 17.5份，硅灰1.75份，减水剂1.75份，水5份。

优选的，所述建筑垃圾的组分组成按重量份配比为：废弃混凝土块5份， 废弃砖块10份，废弃石料14份。

优选的，所述的水泥为C42.5硅酸盐水泥。

优选的，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。

本发明提供一种所述透水混凝土的制备方法，包含以下步骤：

步骤1，在15-20℃条件下，将所述水泥、硅灰和减水剂按照所述重量份 配比混合并搅拌均匀，得到混合干料；

步骤2，将所述3mm～6mm碎石、6mm～10mm碎石、所述建筑垃圾和水 按照所述重量份配比与所述混合干料混合并搅拌均匀，得到混合浆料；

步骤3，将所述混合浆料浇筑成型并压实，得到所述透水混凝土。

优选的，在进行步骤2前，对所述建筑垃圾依次经以下步骤预处理：

步骤21，将所述建筑垃圾置于破碎机中进行破碎；

步骤22，将经过破碎的所述建筑垃圾过3mm筛和8mm筛；

步骤23，将过筛后的所述建筑垃圾置于分拣机中分拣，去除所述建筑垃 圾表面附着的硬化水泥石。

经过预处理后的所述建筑垃圾的线膨胀系数与混凝土的线膨胀系数相 近，与混凝土的相容性好，制备得到的透水混凝土受热胀冷缩影响后不变形、 不开裂，从而增加了强度。

优选的，在步骤2中，所述混合浆料经以下步骤制得：将所述碎石和建 筑垃圾按照所述重量份配比、将所述水按照所述重量份配比的50％与所述混 合干料混合并搅拌均匀，得到半混合浆料；将剩余50％所述重量份配比的水 缓慢加入所述半混合浆料并搅拌均匀，得到所述混合浆料。

优选的，在步骤3中，将所述混合浆料浇筑成型并以0.2-0.3Mpa的压力 压实120-150秒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实 施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一 部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保 护的范围。

实施例1：

本实施例的透水混凝土，所用原料按重量份配比为：

3mm～6mm碎石25份，6mm～10mm碎石15份，建筑垃圾35份，硅酸盐水 泥16.5份，硅灰1.65份，聚羧酸减水剂1.65份，水5份；

所述建筑垃圾粒径为3～8mm，其组分组成按重量份配比为：

废弃混凝土块10份，废弃砖块10份，废弃石料15份。

本实施例的所述透水混凝土的制备按照如下步骤进行：

步骤1，在15-20℃条件下，将所述硅酸盐水泥、硅灰和聚羧酸减水剂按照 所述重量份配比混合并搅拌均匀，得到混合干料；

步骤2，对所述建筑垃圾进行预处理：将所述建筑垃圾置于破碎机中进行破 碎，过3mm筛和8mm筛，然后置于分拣机中分拣，去除所述建筑垃圾表面附 着的硬化水泥石；

步骤3，将所述3mm～6mm碎石、6mm～10mm碎石、建筑垃圾和水按照所 述重量份配比与所述混合干料混合并搅拌均匀，得到混合浆料；

步骤4，将所述混合浆料浇筑成型并辅以0.2Mpa压力压实150s,，得到所述 透水混凝土。

本实施例制备的掺入建筑垃圾的透水混凝土，体积密度为1750Kg/m³，透水 系数为4.3mm/s，28天抗压强度为33.9MPa，连续孔隙率为17.3％，25次冻融 循环后抗压强度损失率为8.9％，150天淤堵清洗后透水系数恢复率为94％。

实施例2：

本实施例的透水混凝土，所用原料按重量份配比为：

3mm～6mm碎石30份，6mm～10mm碎石20份，建筑垃圾20份，硅酸盐水 泥20份，硅灰2份，聚羧酸减水剂2份，水6份；

所述建筑垃圾粒径为3～8mm，其组分组成按重量份配比为：

废弃混凝土块5份，废弃砖块5份，废弃石料10份。

本实施例的所述透水混凝土的制备按照如下步骤进行：

步骤1，在15-20℃条件下，将所述硅酸盐水泥、硅灰和聚羧酸减水剂按照 所述重量份配比混合并搅拌均匀，得到混合干料；

步骤2，对所述建筑垃圾进行预处理：将所述建筑垃圾置于破碎机中进行破 碎，过3mm筛和8mm筛，然后置于分拣机中分拣，去除所述建筑垃圾表面附 着的硬化水泥石；

步骤3，将所述重量份配比的3mm～6mm碎石、6mm～10mm碎石和经预处 理的所述建筑垃圾与3份水所述混合干料混合，搅拌45秒至均匀，得到半混合 浆料；

步骤4，将剩余的3份水缓慢加入所述半混合浆料，搅拌90s至均匀，得到 混合浆料；

步骤5，将所述混合浆料浇筑成型并辅以0.3Mpa压力压实120s,，得到所述 透水混凝土。

本实施例制备的掺入建筑垃圾的透水混凝土，体积密度为1780Kg/m³，透水 系数为4.6mm/s，28天抗压强度为36.5MPa，连续孔隙率为17％，25次冻融循 环后抗压强度损失率为8％，150天淤堵清洗后透水系数恢复率为95％。

实施例3：

本实施例的透水混凝土，所用原料按重量份配比为：

3mm～6mm碎石25份，6mm～10mm碎石25份，建筑垃圾23份，硅酸盐水 泥18份，硅灰1.8份，聚羧酸减水剂1.8份，水5.4份；

所述建筑垃圾粒径为3～8mm，其组分组成按重量份配比为：

废弃混凝土块5份，废弃砖块5份，废弃石料13份。

本实施例的所述透水混凝土的制备按照如下步骤进行：

步骤1，对所述建筑垃圾进行预处理：将所述建筑垃圾置于破碎机中进行破 碎，过3mm筛和8mm筛，然后置于分拣机中分拣，去除所述建筑垃圾表面附 着的硬化水泥石；

步骤2，在15-20℃条件下，将所述硅酸盐水泥、硅灰和聚羧酸减水剂按照 所述重量份配比混合并搅拌均匀，得到混合干料；

步骤3，将所述重量份配比的3mm～6mm碎石、6mm～10mm碎石和经预处 理的所述建筑垃圾与2.7份水所述混合干料混合，搅拌45秒至均匀，得到半混 合浆料；

步骤4，将剩余的2.7份水缓慢加入所述半混合浆料，搅拌90s至均匀，得 到混合浆料；

步骤5，将所述混合浆料浇筑成型并辅以0.2Mpa压力压实120s,，得到所述 透水混凝土。

本实施例制备的掺入建筑垃圾透水混凝土，体积密度为1790Kg/m³，透水系 数为4.8mm/s，28天抗压强度为35.5MPa，连续孔隙率为17.4％，25次冻融循 环后抗压强度损失率为7.6％，150天淤堵清洗后透水系数恢复率为94％。

对于以普通硅酸盐水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用 细骨料配置的透水混凝土，内部连通孔隙率一般在10％左右，相应体积密度通 常为2000～2500Kg/m³，28天抗压强度为15～25MPa。透水系数大于0.5mm/s， 25次冻融循环后抗压强度损失率一般大于10％。本发明中通过多组实验研究各 原料含量的合理搭配，使得制得的掺入建筑垃圾透水混凝土具有更好的性能。 本发明在保证透水混凝土的高强度的前提下，还兼顾了较高的透水性能，同时 还拥有较好的抗淤堵性，提高了透水混凝土的使用寿命，促进了透水混凝土的 推广应用，同时消耗了建筑垃圾如废弃碎混凝土、碎砖块、碎石块，具有良好 的社会、环境效益。

上面对本发明的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。 其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所 述，本发明的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易 见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将 是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本发明旨在包括在此已经 讨论过的本发明的所有替代、修改和变化，以及落在上述申请的精神和范围内 的其它实施方式。

虽然通过实施方式描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许 多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变 化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1.透水混凝土，其特征在于，所用原料按重量份配比为：3mm～6mm碎石25～30份，6mm～10mm碎石15～25份，建筑垃圾20～35份，水泥16.5～20份，硅灰1.65～2份，减水剂1.65～2份，水5～6份；所述建筑垃圾的组分组成按重量份配比为：废弃混凝土块5～10份，废弃砖块5～10份，废弃石料10～15份。

2.如权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述建筑垃圾粒径为3～8mm。

3.如权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所用原料按重量份配比为：碎石45份，建筑垃圾29份，水泥17.5份，硅灰1.75份，减水剂1.75份，水5份。

4.如权利要求1-3任意一项所述透水混凝土，其特征在于，所述建筑垃圾的组分组成按重量份配比为：废弃混凝土块5份，废弃砖块10份，废弃石料14份。

5.如权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述的水泥为C42.5硅酸盐水泥。

6.如权利要求1所述透水混凝土，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。

7.如权利要求1所述透水混凝土的制备方法，包含以下步骤：

步骤1，在15-20℃条件下，将所述水泥、硅灰和减水剂按照所述重量份配比混合并搅拌均匀，得到混合干料；

步骤2，将所述3mm～6mm碎石、6mm～10mm碎石、建筑垃圾和水按照所述重量份配比与所述混合干料混合并搅拌均匀，得到混合浆料；

步骤3，将所述混合浆料浇筑成型并压实，得到所述透水混凝土。

8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，在进行步骤2前，所述建筑垃圾依次经以下步骤预处理：

步骤21，将所述建筑垃圾置于破碎机中进行破碎；

步骤22，将经过破碎的所述建筑垃圾过3mm筛和8mm筛；

步骤23，将过筛后的所述建筑垃圾置于分拣机中分拣，去除所述建筑垃圾表面附着的硬化水泥石。

9.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述混合浆料经以下步骤制得：将所述碎石和建筑垃圾按照所述重量份配比、将所述水按照所述重量份配比的50％与所述混合干料混合并搅拌均匀，得到半混合浆料；将剩余50％所述重量份配比的水缓慢加入所述半混合浆料并搅拌均匀，得到所述混合浆料。

10.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，在步骤3中，将所述混合浆料浇筑成型并以0.2-0.3Mpa的压力压实120-150秒。