CN109437740A - 一种高透水耐磨型透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种高透水耐磨型透水混凝土及其制备方法，各原料组分按照重量份数计为：复合胶凝材料115～175份，钢渣砂350～880份，混杂纤维0.3～1.2份，减水剂0.4～1.7份，触变润滑剂1.5～3.0份；其中，复合胶凝材料由100份硅酸盐水泥、10～45份矿粉和5～30份砖瓦磨细粉按比例复配而成，具有优良的物理力学性能和耐久性能，挂浆效果好、施工便捷，高抗压强度和抗劈裂性能，高耐磨性和优异的透水性，易维护，抗冻和抗碳化耐久性好，适用于路面、广场、人行道、自行车道、停车场等场所，施工效率高，具有良好的综合性能，且长期服役效能优异。

Description

一种高透水耐磨型透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高透水耐磨型透水混凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，随着生态文明建设日益深入人心，全国大中城市都已开展生态海绵城市建设和改造，这其中，透水混凝土由于具有很强的透水能力，能让雨水迅速渗入地下，补充城市地下水，因此采用透水混凝土路面解决雨水和地下水之间的回补和释放是海绵城市道路建设的重要途径之一。在海绵城市建设中，要实现具有良好的雨水吸纳蓄渗和缓释作用，透水混凝土要具有良好的服役效果，应具有较高的抗压强度和抗折强度、良好的透水性能、优异的耐磨性能以及一定的装饰效果等，但现有的透水混凝土存在强度低、透水效果难以协调以及耐磨性能较差的问题，不能很好满足现实需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能应用于海绵城市建设工程用的高透水耐磨型透水混凝土，通过系统研究，引入钢渣原料并优化配合比，获得具有高耐磨性和高透水性的透水混凝土，既能提升透水混凝土道面工程质量，实现长寿命服役，也能大量利用钢渣固废，契合我国海绵城市建设和绿色低碳减排的发展方向。
本发明的另一目的在于提供上述高透水耐磨型透水混凝土的制备方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
本发明的第一方面，高透水耐磨型透水混凝土，由复合胶凝材料、钢渣砂、混杂纤维、减水剂和触变润滑剂组成，各原料组分按照重量份数计为：
其中，所述复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成，各组分按照重量份数计为：硅酸盐水泥100份，矿粉10～45份，砖瓦磨细粉5～30份。
优选地，所述高透水耐磨型透水混凝土由复合胶凝材料、钢渣砂、混杂纤维、减水剂和触变润滑剂组成，各原料组分按照重量份数计为：
其中，所述复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成，各组分按照重量份数计为：硅酸盐水泥100份，矿粉15～35份，砖瓦磨细粉10～25份。
更优选地，所述硅酸盐水泥为强度等级52.5的P.II硅酸盐水泥。
更优选地，所述矿粉为活性指数S105级的矿粉。
更优选地，所述砖瓦磨细粉为废弃砖瓦磨细至比表面积为300～350kg/m2的砖瓦磨细粉。
本发明中，所述高透水耐磨型透水混凝土的复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成，其中硅酸盐水泥为主要胶凝材料，起到确保造型砂浆具有合适凝结时间和较高强度的作用，S105级矿粉和砖瓦磨细粉起辅助胶凝材料的作用，早期起到提升钢渣砂与浆体挂浆效果的作用，改善透水混凝土的砂界面特性，中后期发挥高的胶凝活性，优化内部微结构和界面结构，进一步提高中后期材料的强度。
优选地，所述钢渣砂为5～10mm的单级配转炉滚筒钢渣砂，坚固性≤8％，磨光值PSV≥50，压碎值≤20％，起到骨架支撑作用，并充分发挥其高耐磨性以及表面特性，提升透水混凝土中骨料与浆体的界面结合特性，及耐荷载冲击和磨损性能。
优选地，所述混杂纤维是由聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按1：1的质量比混杂而成，其中聚丙烯纤维为长度3～9mm、弹性模量3.5～5.0GPa的Y型聚丙烯单丝纤维，聚乙烯醇纤维为长度3～9mm、弹性模量25～35GPa的聚乙烯醇纤维；可赋予透水混凝土良好的抗裂性能，基于不同弹性模量和拉伸强度的纤维混杂的协同效应，从塑性阶段、早期硬化阶段以及中后期服役阶段均确保透水混凝土不会产生收缩开裂问题，并同时能进一步赋予透水混凝土更好的耐磨性、抗冲击性能和抗劈裂荷载作用。
优选地，所述减水剂为脂肪族高效减水剂，可以赋予透水混凝土优异的工作性能，提升挂浆效果，确保具有较高的早期强度和后期强度。触变剂进一步提升透水混凝土的工作性能、可操作性，提升挂浆效果，优化界面结构。
优选地，所述触变润滑剂为比表面积400～600kg/m2的聚合物改性硅酸铝镁粉料。
第二方面，上述高透水耐磨型透水混凝土作为海绵城市建设工程材料的用途。
优选地，所述高透水耐磨型透水混凝土的使用方法，包括以下步骤：按重量比称量各原料，先将所述的硅酸盐水泥、矿粉、砖瓦磨细粉和触变润滑剂一起加入搅拌机混合1～2min，然后在搅拌过程中将所述混杂纤维缓缓加入，再加入所述钢渣砂混合1～2min，之后匀速搅拌的同时缓缓加入水和所述减水剂，搅拌均匀即可施工使用；其中，所述加水量占所述高透水耐磨型透水混凝土用量的30％～40％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的高透水耐磨型透水混凝土各组分缺一不可，各组分充分发挥协同作用，确保产品具有优异的物理性能、力学性能和耐久性能，尤其是赋予透水混凝土优异的施工性能，挂浆效果好，具有较高强度、优异的透水性和耐磨性，长期使用寿命和服役安全。
2.本发明的高透水耐磨型透水混凝土适用于海绵城市建设中的各种地面工程，尤其适用于路面、广场、人行道、自行车道、停车场等场所，施工效率高，具有良好的综合性能，适用范围广，可进行大规模推广应用。
3.本发明产品性能指标优良、品质易于控制，生产工艺和使用方法简单，在现场加水搅拌即可使用，尤其是适宜机械化施工，工作性能优异，各种物理力学性能好，强度高、不收缩开裂，透水性和耐磨性优异；经济成本低，具有很高的社会效益、环境效益和经济效益，具有良好的市场应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
以下实例中的原料为复合胶凝材料、钢渣砂、混杂纤维、减水剂和触变润滑剂；其中，复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成；
硅酸盐水泥为强度等级52.5的P.II硅酸盐水泥。
矿粉为活性指数S105级的矿粉。
砖瓦磨细粉为利用废弃砖瓦磨细得到比表面积为300～350kg/m2的砖瓦磨细粉。
钢渣砂为5～10mm的单级配转炉滚筒钢渣砂，坚固性≤8％，磨光值PSV≥50，压碎值≤20％。
混杂纤维是由聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按1：1的质量比混杂而成；其中，聚丙烯纤维为长度3～9mm、弹性模量3.5～5.0GPa的Y型聚丙烯单丝纤维，聚乙烯醇纤维为长度3～9mm、弹性模量25～35GPa的聚乙烯醇纤维。
减水剂为脂肪族高效减水剂。
触变润滑剂为比表面积400～600kg/m2的聚合物改性硅酸铝镁粉料。
高透水耐磨型透水混凝土的使用方法为：按重量比称量各原料，先将的硅酸盐水泥、矿粉、砖瓦磨细粉和触变润滑剂一起加入搅拌机混合1～2min，然后在搅拌过程中将混杂纤维缓缓加入，再加入钢渣砂混合1～2min，之后匀速搅拌的同时缓缓加入水和减水剂，搅拌均匀即可施工使用；其中，加水量占高透水耐磨型透水混凝土用量的30％～40％。
实施例1
高透水耐磨型透水混凝土按硅酸盐水泥100份、矿粉20份、砖瓦磨细粉15份、钢渣砂500份、混杂纤维0.6份、减水剂0.6份、触变润滑剂1.9份的重量比配制而成，按高透水耐磨型透水混凝土总重量的35％加入水，按前述规定顺序加料搅拌均匀，即得所需产品，性能测试结果见表1所示。
实施例2
高透水耐磨型透水混凝土按硅酸盐水泥100份、矿粉12份、砖瓦磨细粉8份、钢渣砂580份、混杂纤维1.0份、减水剂0.8份、触变润滑剂2.2份的重量比配制而成，按高透水耐磨型透水混凝土总重量的31％加入水，按前述规定顺序加料搅拌均匀，即得所需产品，性能测试结果见表1所示。
实施例3
高透水耐磨型透水混凝土按硅酸盐水泥100份、矿粉30份、砖瓦磨细粉10份、钢渣砂450份、混杂纤维1.2份、减水剂1.2份、触变润滑剂2.5份的重量比配制而成，按高透水耐磨型透水混凝土总重量的32％加入水，按前述规定顺序加料搅拌均匀，即得所需产品，性能测试结果见表1所示。
表1：高透水耐磨型透水混凝土的性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3
挂浆效果 优异 优异 优异
抗压强度，MPa 38.5 35.5 44.4
抗折强度，MPa 5.5 5.1 6.3
耐磨性，mm 2.5 2.0 2.0
透水系数，mm/s 15.5 13.5 16.8
由以上实施例可见，本发明的高透水耐磨型透水混凝土可根据不同地面工程的要求，配制出相应的产品，且各项性能指标优异，可适用于海绵城市建设中的各种地面工程，尤其是适用于路面、广场、人行道、自行车道、停车场等场所，施工效率高，具有良好的综合性能。适用范围广，具有很高的社会效益、环境效益和经济效益，具有良好的市场应用前景。

Claims (9)

1.高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，由复合胶凝材料、钢渣砂、混杂纤维、减水剂和触变润滑剂组成，各原料组分按照重量份数计为：
其中，所述复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成，各组分按照重量份数计为：硅酸盐水泥100份，矿粉10～45份，砖瓦磨细粉5～30份。
2.根据权利要求1所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，所述高透水耐磨型透水混凝土由复合胶凝材料、钢渣砂、混杂纤维、减水剂和触变润滑剂组成，各原料组分按照重量份数计为：
其中，所述复合胶凝材料由硅酸盐水泥、矿粉和砖瓦磨细粉按比例复配而成，各组分按照重量份数计为：硅酸盐水泥100份，矿粉15～35份，砖瓦磨细粉10～25份。
3.根据权利要求1或2所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，
所述硅酸盐水泥为强度等级52.5的P.II硅酸盐水泥；
所述矿粉为活性指数S105级的矿粉；
所述砖瓦磨细粉为废弃砖瓦磨细至比表面积为300～350kg/m2的砖瓦磨细粉。
4.根据权利要求1或2所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，
所述钢渣砂为5～10mm的单级配转炉滚筒钢渣砂，坚固性≤8％，磨光值PSV≥50，压碎值≤20％。
5.根据权利要求1或2所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，
所述混杂纤维由聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维按质量比为1：1混杂而成；其中：
所述聚丙烯纤维为长度3～9mm、弹性模量3.5～5.0GPa的Y型聚丙烯单丝纤维，所述聚乙烯醇纤维为长度3～9mm、弹性模量25～35GPa的聚乙烯醇纤维。
6.根据权利要求1或2所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，所述减水剂为脂肪族高效减水剂。
7.根据权利要求1或2所述的高透水耐磨型透水混凝土，其特征在于，所述触变润滑剂为比表面积400～600kg/m2的聚合物改性硅酸铝镁粉料。
8.权利要求1～7任一项所述高透水耐磨型透水混凝土作为海绵城市建设工程材料的用途。
9.根据权利要求8所述的高透水耐磨型透水混凝土的用途，其使用方法包括以下步骤：按重量比称量各原料，先将所述的硅酸盐水泥、矿粉、砖瓦磨细粉和触变润滑剂一起加入搅拌机混合1～2min，然后在搅拌过程中将所述混杂纤维缓缓加入，再加入所述钢渣砂混合1～2min，之后匀速搅拌的同时缓缓加入水和所述减水剂，搅拌均匀即可施工使用；其中，所述的加水量占所述高透水耐磨型透水混凝土用量的30％～40％。
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