CN110183186A - 一种高强高透水混凝土的制备方法 - Google Patents

一种高强高透水混凝土的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110183186A
CN110183186A CN201910530462.7A CN201910530462A CN110183186A CN 110183186 A CN110183186 A CN 110183186A CN 201910530462 A CN201910530462 A CN 201910530462A CN 110183186 A CN110183186 A CN 110183186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
cement
water
dosage
pervious concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910530462.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110183186B (zh
Inventor
庞超明
林永盛
徐剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Publication of CN110183186A publication Critical patent/CN110183186A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110183186B publication Critical patent/CN110183186B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00284—Materials permeable to liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强高透水混凝土的制备方法，该方法首先推导出胶材的用量，再将胶材和水依次倒入搅拌机中搅拌均匀，同时加入减水剂，将浆体流动度控制在185～195mm之间，最后将集料倒入搅拌机中，搅拌均匀后浇注成型。本发明的制备方法可以大量减少水泥用量，提高经济性。制备时提前制备胶浆，并控制浆体流动度，有利于产品生产时质量控制的稳定性。制得的混凝土在保证高强度的同时，还具备良好的透水和透气性。解决了目前透水混凝土强度普遍偏低，或者强度虽然较高，但孔隙率偏低，透水不佳的问题。

Description

一种高强高透水混凝土的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高强高透水混凝土的制备方法。
背景技术
普通的混凝土结构，每当城市区域大范围降水甚至暴雨时，雨水无法下渗到地下，从而引起城市的内涝；雨天行车时也容易产生“漂移”、“飞溅”、“夜间眩光”等现象。另外，不透水的地面缺乏对城市区域地标湿度和温度的调节能力，形成气象学上的“热岛现象”。透水混凝土作为一种生态友好型混凝土，用于道路工程和园林小径路面的绿色环保等，可以有效解决城市内涝和热岛效应。
透水混凝土因其独特的多孔结构，其力学性能远远小于普通混凝土，且透水混凝土的强度与透水性具有矛盾对立性，即强度高则透水性能低，或透水性能高则强度低。现有透水混凝土在孔隙率20％左右时，其抗压强度多数仅为15MPa左右。且缺乏合理的制备和质量控制方法，即使孔隙率较大，因缺乏合适的质量控制手段，浇注时浆体易于沉入底部，使得透水混凝土的底部“密实”，导致其透水系数不高，仅在3.0mm/s左右，甚至丧失透水的功能性，使得透水混凝土的质量难以保证。
发明内容
针对现有技术中的透水混凝土，或透水性较高但力学性能较低，或强度虽可但透水性能一般不佳，生产时质量难以控制等问题。本发明提供一种高强高透水混凝土的制备方法，采用较为通用的材料，通过材料的优选，采用特殊的设计方法和制备方法，使制备出的混凝土在保证强度的同时，还具备良好的透水和透气性，充分解决透水性和高强度固有的矛盾对立性。在孔隙率达到20％以上，透水系数达到3.5～5.0mm/s以上时，强度还能达到25～45MPa，产品性价比高。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)先测量集料的紧密堆积密度和表观密度，然后按式(Ⅰ)和式(Ⅱ)推导出胶材的用量，所述胶材为水泥、水泥和掺合料的集合、水泥和掺合料及助剂的集合中的一种；
V浆体＝Mc/ρc+Mw/ρw 式(Ⅱ)，
式中：V浆体为浆体体积，单位m3；
γ为浆体体积系数，取值0.32～0.44；
ρ紧密为集料的紧密堆积密度，单位kg/m3；
ρ表观为集料的表观密度，单位kg/m3；
Mc为胶材用量，单位kg；
ρc为胶材的表观密度，单位kg/m3；
Mw为水用量，单位kg；
ρw为水的表观密度，单位kg/m3；
步骤2)将经步骤1)确定用量的胶材倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入按步骤1)确定用量的水，同时加入减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm；
步骤3)将集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得；
其中，集料品种选择粒型良好的石灰石、玄武岩或硅质；当为石灰石时，集料的单位用量为1320～1380kg/m3；当为玄武岩或硅质时，集料的单位用量为1480～1520kg/m3。
优选地，所述集料为粒径2.36～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～16.0mm的单粒级集料中的一种。
优选地，步骤2)所述胶浆中还掺有细砂，其掺量为所述集料的体积用量的0～10％。
优选地，所述细砂的粒径为0.16～0.315mm。
优选地，所述掺合料为粉煤灰或硅灰。
优选地，所述助剂包括改性剂，所述改性剂为聚合物VAE707，其掺量为水泥用量的0～5％。
本发明具有以下优点：
(1)该混凝土采用独特的设计方法和特殊的制备方法，解决了透水混凝土的强度与透水性的矛盾对立性。制备方法实用，且可以大量减少水泥用量，提高经济性，同时确保产品的高强和高透水性。在孔隙率达到20％以上，透水系数达到3.5～5.0mm/s时，强度还能达到25～45MPa。
(2)在制备方法上，需先进行胶浆的制备，采用裹浆法来制备，提高浆体与石子之间的粘结强度，从而保证高透水混凝土的高强度。
(3)该混凝土在进行工业化生产时，可通过控制胶浆的流动度来控制新拌性能，易于实现现场质量控制。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)先按《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ 53-92中的测试方法测量集料的紧密堆积密度和表观密度，然后按式(Ⅰ)和式(Ⅱ)推导出胶材的用量，所述胶材为水泥、水泥和掺合料的集合、水泥和掺合料及助剂的集合中的一种；
V浆体＝Mc/ρc+Mw/ρw 式(Ⅱ)，
式中：V浆体为浆体体积，单位m3；
γ为浆体体积系数，取值0.32～0.44；
ρ紧密为集料的紧密堆积密度，单位kg/m3；
ρ表观为集料的表观密度，单位kg/m3；
Mc为胶材用量，单位kg；
ρc为胶材的表观密度，单位kg/m3；
Mw为水用量，单位kg；
ρw为水的表观密度，单位kg/m3；
(2)将确定用量的胶材倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入确定用量的水，同时加入减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm；
(3)将集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得；
其中，集料品种选择粒型良好的石灰石、玄武岩或硅质；当为石灰石时，集料的单位用量为1320～1380kg/m3；当为玄武岩或硅质时，集料的单位用量为1480～1520kg/m3。
实施例1
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用玄武岩集料，胶材为强度等级52.5的硅酸盐水泥。对选用的集料进行紧密堆积密度和表观密度测定，所用集料的堆积密度为1580kg/m3，表观密度为2600kg/m3，集料粒径为4.75～9.5mm，浆体体积系数γ取值在0.335左右。集料用量为每立方米混凝土添加1360kg，水用量为每立方米混凝土添加90kg，得出水泥用量为每立方米混凝土添加350kg。
(2)将确定用量的水泥倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入确定用量的水，同时添加市售聚羧酸减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm。
(3)将确定用量的集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得。
实施例2
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用玄武岩集料，胶材为强度等级52.5的硅酸盐水泥和胶材总质量10％的粉煤灰作为掺合料。对选用的集料进行紧密堆积密度和表观密度测定，所用集料的堆积密度为1580kg/m3，表观密度为2600kg/m3，集料粒径为4.75～9.5mm，浆体体积系数γ取值在0.40左右。集料用量为每立方米混凝土添加1360kg，水用量为每立方米混凝土添加102kg，得出水泥用量为每立方米混凝土添加369kg，粉煤灰用量为每立方米混凝土添加41kg。
(2)将确定用量的水泥和粉煤灰倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入确定用量的水，同时添加市售聚羧酸减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm。
(3)将确定用量的集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得。
实施例3
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用玄武岩集料，胶材为强度等级52.5的硅酸盐水泥和胶材总质量3％的硅灰作为掺合料。对选用的集料进行紧密堆积密度和表观密度测定，所用集料的堆积密度为1580kg/m3，表观密度为2600kg/m3，集料粒径为9.5～16.0mm，浆体体积系数γ取值在0.44左右。集料用量为每立方米混凝土添加1548kg，水用量为每立方米混凝土添加100kg，得出水泥用量为每立方米混凝土添加338kg，硅灰用量为每立方米混凝土添加12kg。
(2)将确定用量的水泥和硅灰倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入确定用量的水，同时添加市售聚羧酸减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm。
(3)将确定用量的集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得。
实施例4
一种高强高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)选择硅质集料，胶材采用强度等级52.5的硅酸盐水泥，并添加细砂(粒径0.16～0.315mm)和聚合物VAE707(改性剂)。对选用的集料进行紧密堆积密度和表观密度测定，所用集料的堆积密度为1800kg/m3，表观密度为2800kg/m3，集料粒径为2.36～4.75mm，浆体体积系数γ取值在0.39左右。集料用量为每立方米混凝土添加1480kg，水用量为每立方米混凝土添加112kg，得出水泥用量为每立方米混凝土添加450kg。
(2)将确定用量的水泥与的细砂(用量为集料体积用量的10％，具体为每立方米混凝土添加168kg)、聚合物VAE707(用量为水泥用量的3％，具体为每立方米混凝土添加13.5kg)一同倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入确定用量的水，同时添加市售聚羧酸减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm。
(3)将确定用量的集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得。
对照例1
普通透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)选择硅质集料，胶材为强度等级52.5的硅酸盐水泥和胶材总质量3％的硅灰作为掺合料。对选用的集料进行紧密堆积密度和表观密度测定，所用集料的堆积密度为1580kg/m3，表观密度为2600kg/m3，集料粒径为4.75～9.5mm，集料用量为每立方米混凝土添加1548kg，水用量为每立方米混凝土添加89kg，水泥用量为每立方米混凝土添加346kg，硅灰用量为每立方米混凝土添加11kg。
(2)将确定用量的水泥和硅灰倒入搅拌机中搅拌均匀，再将确定用量的集料倒入搅拌机，搅拌后，加入确定用量的水和市售聚羧酸减水剂，待搅拌充分后浇注成型，即得。
测试例1
对实施例1～4及对照例1制得的混凝土进行力学性能和透水性能的测试，检测结果如下表1所示。
表1检测结果
由表1可以看出，实施例1～4通过采用独特的透水混凝土的设计方法和特殊的制备方法，优化集料用量和胶浆用量，提高经济性、实现产品高孔隙率的同时，还能确保产品的高强和高透水性，解决了透水混凝土的强度与透水性的矛盾对立性问题。制备的产品在孔隙率达到20％以上，透水系数达到3.5～5.0mm/s的同时，强度还能达到25～45MPa，远高于对照例1的18.4MPa的强度和3.07mm/s的透水系数。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)先测量集料的紧密堆积密度和表观密度，然后按式(Ⅰ)和式(Ⅱ)推导出胶材的用量，所述胶材为水泥、水泥和掺合料的集合、水泥和掺合料及助剂的集合中的一种；
V浆体＝Mc/ρc+Mw/ρw 式(Ⅱ)，
式中：V浆体为浆体体积，单位m3；
γ为浆体体积系数，取值0.32～0.44；
ρ紧密为集料的紧密堆积密度，单位kg/m3；
ρ表观为集料的表观密度，单位kg/m3；
Mc为胶材用量，单位kg；
ρc为胶材的表观密度，单位kg/m3；
Mw为水用量，单位kg；
ρw为水的表观密度，单位kg/m3；
步骤2)将经步骤1)确定用量的胶材倒入搅拌机中搅拌，然后向搅拌机中加入按步骤1)确定用量的水，同时加入减水剂，制备成胶浆，通过调节减水剂的用量来控制浆体的流动度为185～195mm；
步骤3)将集料倒入搅拌机中，与胶浆充分搅拌后浇注成型，即得；
其中，集料品种选择粒型良好的石灰石、玄武岩或硅质；当为石灰石时，集料的单位用量为1320～1380kg/m3；当为玄武岩或硅质时，集料的单位用量为1480～1520kg/m3。
2.根据权利要求1所述的一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述集料为粒径2.36～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～16.0mm的单粒级集料中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2)所述胶浆中还掺有细砂，其掺量为所述集料的体积用量的0～10％。
4.根据权利要求3所述的一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述细砂的粒径为0.16～0.315mm。
5.根据权利要求1所述的一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰或硅灰。
6.根据权利要求1所述的一种高强高透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述助剂包括改性剂，所述改性剂为聚合物VAE707，其掺量为水泥用量的0～5％。
CN201910530462.7A 2019-04-24 2019-06-19 一种高强高透水混凝土的制备方法 Active CN110183186B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2019103337221 2019-04-24
CN201910333722 2019-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110183186A true CN110183186A (zh) 2019-08-30
CN110183186B CN110183186B (zh) 2021-09-21

Family

ID=67722349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910530462.7A Active CN110183186B (zh) 2019-04-24 2019-06-19 一种高强高透水混凝土的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183186B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696184A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种高强透水水泥混凝土生产制备方法
CN113277802A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 杭州三中新型建材科技有限公司 一种运用再生骨料的高透水混凝土及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170275201A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 David Nat Liguori Pervious concrete having a super-absorbent polymer
CN108101460A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 肖彬 一种道路用透水混凝土及其生产工艺
CN108548914A (zh) * 2018-04-11 2018-09-18 云南建投绿色高性能混凝土股份有限公司 基于骨料特性和裹浆厚度的透水混凝土配合比设计方法
CN109336501A (zh) * 2018-10-25 2019-02-15 山西省交通科学研究院 一种基于浆膜厚度的透水混凝土配合比设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170275201A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 David Nat Liguori Pervious concrete having a super-absorbent polymer
CN108101460A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 肖彬 一种道路用透水混凝土及其生产工艺
CN108548914A (zh) * 2018-04-11 2018-09-18 云南建投绿色高性能混凝土股份有限公司 基于骨料特性和裹浆厚度的透水混凝土配合比设计方法
CN109336501A (zh) * 2018-10-25 2019-02-15 山西省交通科学研究院 一种基于浆膜厚度的透水混凝土配合比设计方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘秋美: "《土木工程材料》", 31 January 2019, 西南交通大学出版社 *
国家科委化学建材专业组江苏分组: "《中国化学建材概览》", 30 September 1993, 中国建材工业出版社 *
郭鹏: "钢渣透水混凝土在轻交通路面结构中的应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
闫振甲: "《高性能泡沫混凝土保温制品实用技术》", 30 June 2015, 中国建材工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696184A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种高强透水水泥混凝土生产制备方法
CN110696184B (zh) * 2019-10-25 2021-04-30 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种高强透水水泥混凝土生产制备方法
CN113277802A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 杭州三中新型建材科技有限公司 一种运用再生骨料的高透水混凝土及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110183186B (zh) 2021-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105016678B (zh) 一种半柔性复合路面用高早强水泥基填充材料
CN106045416B (zh) 一种绿色环保高强透水砖
CN103936346B (zh) 一种页岩陶粒透水生态混凝土
CN105130368B (zh) 一种透水地面材料及其制备方法
CN107129241B (zh) 一种多孔植生混凝土及其制备方法
CN108424091A (zh) 一种高强度透水混凝土及其制备方法
CN108558336A (zh) 一种高性能植生透水混凝土
CN105693124B (zh) 用于混凝土内养护的再生细集料的制备方法及使用方法
CN108558351A (zh) 一种以人造碳化钢渣小球作骨料的低碱植生混凝土砌块及其制备方法
CN107324716A (zh) 一种仿天然石材的耐污透水砖及其制备方法
CN107382358A (zh) 一种适用于重载路面的透水碱矿渣混凝土及其制备方法
CN106892618B (zh) 一种高强度透水混凝土及其制备方法
CN112028591B (zh) 一种赤泥基现浇轻质土直立式路基的施工方法
CN107140902A (zh) 一种透水泡沫混凝土及其制备方法
CN107892520A (zh) 一种高抗压强度复合透水砖的制备方法
CN109336501A (zh) 一种基于浆膜厚度的透水混凝土配合比设计方法
CN105585261B (zh) 地聚合物透水混凝土材料、制备方法及应用
CN103342527B (zh) 一种废弃混凝土再生隧道背衬注浆材料及其制备方法
CN107117916A (zh) 一种用于道路基层的粉体土壤固化外加剂
CN108751874A (zh) 一种高性能彩色透水沥青混凝土及其制备方法
CN110183186A (zh) 一种高强高透水混凝土的制备方法
CN108059476A (zh) 一种透水性混凝土及其制备方法
CN106747161A (zh) 专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的道路基层混合料
CN102351477B (zh) 用于制备c55高强度超高泵送混凝土的混合物
CN108409225A (zh) 一种高强度高透水性路面砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant