CN110981307A - 一种再生透水混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生透水混凝土，包括以下组分：水泥220~300份、废弃混凝土超微粉100~150份、水120份、粗集料1330~1480份、细集料80~100份、透水混凝土增效剂8份、聚丙烯纤维0.5份；所述粗集料为粒径5~20mm的废弃混凝土颗粒；制备方法包括以下步骤：将废弃混凝土进行分拣、破碎和筛分；将粒径为20~40mm的废弃混凝土颗粒通过球磨机进行粉磨，得到废弃混凝土超微粉；将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内充分搅拌均匀；加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；将粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒加入浆体中充分搅拌即可；本发明制备出的再生透水混凝土抗压强度好、成本低且环保节能；属于透水混凝土的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及透水混凝土的技术领域，具体涉及一种再生透水混凝土及其制备方法。
背景技术
透水混凝土又称多孔混凝土或无砂混凝土，透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有较高的孔隙率和透水系数，有利于雨水渗流，具有减噪、隔热和良好的透气透水性。传统的透水混凝土因缺少细集料的填充，粗骨料与浆体的粘接面积减少，导致透水混凝土强度较低，所以大多用在人行道、广场或作为路面铺砖的基层等对强度要求不高的部位。
混凝土是常用的建筑材料，其具有制备原料丰富、价格低廉、工艺简单等特点，同时硬化后的混凝土还具有抗压强度高、耐久性好等特点，所以混凝土的应用越来越广泛，用于生产混凝土的原材料需求量也随之增加。 随着地铁、隧道、高速公路、桥梁、码头等大型基础设施的广泛兴建，对许多废弃的建筑物进行了拆除，拆除产生的很多废弃混凝土拆除物，除部分破碎后用于制作路基材料，大部分还是靠填埋进行处理，造成了资源的浪费，不够环保节能。
为了解决废弃混凝土资源的再利用问题，有人提出了一种将废弃混凝土作为部分粗集料制备混凝土的方案，对废弃混凝土资源进行循环利用，制备出的混凝土能够满足基本的使用需求，采用这种方案虽然减少了废弃混凝土资源的浪费以及对环境的污染，但是对于大量的废弃混凝土来说，利用量还是目前仍需解决的重要问题。还有人提出了一种将废弃混凝土作为粗集料制备再生透水混凝土的方案，其组分中包括粗集料、水泥、水和外加剂，制备出的再生透水混凝土虽然能够基本满足使用需求，但是其制备工艺复杂，大大增加了制备时间。
现有的透水混凝土制备时，在制备组分中通常不加入细集料或者制备时加入多孔性细集料，如果采用普通的细集料制备透水混凝土会造成透水混凝土的透水性能不好，给透水混凝土的施工造成了很大的困难，制备出来的透水混凝土达不到使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：提供一种抗压强度好、成本低、环保节能和促进资源可循环再利用的再生透水混凝土及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种再生透水混凝土，按重量份数该再生透水混凝土包括以下组分：
水泥 220~300份；
废弃混凝土超微粉 100~150份；
水 120份；
粗集料 1330~1480份；
细集料 80~100份；
透水混凝土增效剂 8份；
聚丙烯纤维 0.5份；
所述粗集料为粒径5~20mm的废弃混凝土颗粒。
优选地，其中各组分的重量份数为：
水泥 260份；
废弃混凝土超微粉 120份；
水 120份；
粗集料 1410份；
细集料 90份；
透水混凝土增效剂 8份；
聚丙烯纤维 0.5份；
优选地，所述细集料为细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂。
优选地，所述再生透水混凝土还包括外加剂，所述外加剂加入量为水泥加入量的1~5%。即外加剂加入量为2.2~15份。
优选地，所述外加剂为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种。
本发明还提供了一种再生透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备废弃混凝土超微粉
将废弃混凝土进行分拣、破碎和筛分，分别取粒径为5~20mm和20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒；
将粒径为20~40mm的废弃混凝土颗粒通过球磨机进行粉磨，得到废弃混凝土超微粉；
（2）制备再生透水混凝土
将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内充分搅拌均匀；
加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；
将粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒加入浆体中充分搅拌即可。
优选地，步骤（2）中在制备再生透水混凝土时，将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内的同时加入外加剂充分搅拌均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中的再生透水混凝土，按重量份数该再生透水混凝土包括以下组分：
水泥 220~300份；
废弃混凝土超微粉 100~150份；
水 120份；
粗集料 1330~1480份；
细集料 80~100份；
透水混凝土增效剂 8份；
聚丙烯纤维 0.5份；
所述粗集料为粒径5~20mm的废弃混凝土颗粒。
本发明在制备再生透水混凝土时加入了细集料，制备出的再生透水混凝土孔隙率良好，且能够基本满足透水混凝土的使用需求。
本发明制备再生透水混凝土的组分的组合以及各组分的上述重量份数范围，是通过大量的试验确定的，上述组合及其重量份数范围使本发明制备的再生透水混凝土具有良好的抗压强度和孔隙率。
本发明中粗集料完全选用粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒；将废弃混凝土超微粉和水泥共同作为胶凝材料。将废弃混凝土进行利用，既对废弃混凝土材料进行了利用，节约了成本，保护了环境，又有效地减少了在制备透水混凝土时粗集料和胶凝材料的使用，节约了自然资源。
2、本发明中细集料为细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂。与以往采用的多孔细集料不同，本发明在制备再生透水混凝土时加入的细集料为天然中砂，制备出的再生透水混凝土透水性能良好，孔隙率基本符合透水混凝土的使用需求。
3、本发明中还包括外加剂；外加剂为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种。根据透水混凝土使用的具体环境以及要求的性能不同，将相应的一种或多种外加剂也作为原料制备再生透水混凝土，制备出不同类型的再生透水混凝土。
4、采用本发明所述的制备方法：
（1）制备废弃混凝土超微粉
将废弃混凝土进行分拣、破碎和筛分，分别取粒径为5~20mm和20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒；将粒径为20~40mm的废弃混凝土颗粒通过球磨机进行粉磨，得到废弃混凝土超微粉；
（2）制备再生透水混凝土
将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内充分搅拌均匀；加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；将粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒加入浆体中充分搅拌即可。
本发明选用20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒制备废弃混凝土超微粉，直接通过球磨机进行粉磨，其制备过程简单。先将水泥、废弃混凝土超微粉和聚丙烯纤维加入搅拌机内，然后加入水搅拌成均匀的浆体后加入粗集料可以节省搅拌时间、增加拌合物均匀性和包裹性，如果先加入粗集料后加水拌合会造成搅拌时间延长、拌合物包裹性较差的问题。采用本发明的制备方法在施工的时候可以直接摊平压实节省了施工时间、增加了抗压强度。
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，下面将结合具体实施例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的一部分实施例，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作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。
在实际制备过程中采用1份等于1kg/m3的配比制备再生透水混凝土。
实施例一至实施例三按以下表1中指定的各组分及其含量制备再生透水混凝土。
进一步地，所述细集料为细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂。
进一步地，所述外加剂为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种。
具体地，在实施例一至实施例三中所述外加剂为聚羧酸减水剂。
本发明在制备再生透水混凝土时加入了细集料，制备出的再生透水混凝土孔隙率良好，且能够基本满足透水混凝土的使用需求。与以往采用的多孔细集料不同，本发明在制备再生透水混凝土时加入的细集料为天然中砂，制备出的再生透水混凝土透水性能良好，孔隙率基本符合透水混凝土的使用需求。
本发明制备再生透水混凝土的组分的组合以及各组分的上述重量份数范围，是通过大量的试验确定的，上述组合及其重量份数范围使本发明制备的再生透水混凝土具有良好的抗压强度和孔隙率。
本发明中粗集料完全选用粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒；将废弃混凝土超微粉和水泥共同作为胶凝材料。将废弃混凝土进行利用，既对废弃混凝土材料进行了利用，节约了成本，保护了环境，又有效地减少了在制备透水混凝土时粗集料和胶凝材料的使用，节约了自然资源。
根据再生透水混凝土使用的具体环境以及要求的性能不同，将相应的一种或多种外加剂也作为原料制备再生透水混凝土，制备出不同类型的再生透水混凝土。
实施例一至实施例三中再生透水混凝土的制备方法包括以下步骤：
（1）制备废弃混凝土超微粉
将废弃混凝土进行分拣、破碎和筛分，分别取粒径为5~20mm和20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒；将粒径为20~40mm的废弃混凝土颗粒通过球磨机进行粉磨，得到450～700m²/kg的废弃混凝土超微粉；
（2）制备再生透水混凝土
将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂、聚丙烯纤维和聚羧酸减水剂加入搅拌机内充分搅拌均匀；加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；将粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒加入浆体中充分搅拌即可。
测试制备的再生透水混凝土的抗压强度及其孔隙率，在表1中列出了测试结果。
本发明选用20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒制备废弃混凝土超微粉，直接通过球磨机进行粉磨，其制备过程简单。先将水泥、废弃混凝土超微粉和聚丙烯纤维加入搅拌机内，然后加入水搅拌成均匀的浆体后加入粗集料可以节省搅拌时间、增加拌合物均匀性和包裹性，如果先加入粗集料后加水拌合会造成搅拌时间延长、拌合物包裹性较差的问题。采用本发明的制备方法在施工的时候可以直接摊平压实节省了施工时间、增加了抗压强度。
对比例一
按以下表1中指定的各组分及其含量制备透水混凝土。
将水泥、多孔性细集料和聚羧酸减水剂加入搅拌机内充分搅拌均匀；加入水搅拌成均匀的浆体；将粗集料加入浆体中充分搅拌即可。
在表1中列出了测试结果。
对比例二
按以下表1中指定的各组分及其含量制备透水混凝土。
将水泥、粗集料加入搅拌机内；加入一半的水，搅拌均匀；然后加入透水混凝土增效剂、聚丙烯纤维和聚羧酸减水剂搅拌均匀，最后加入剩余的一半水，搅拌均匀后即可。
在表1中列出了测试结果。
对比例三
按以下表1中指定的各组分及其含量制备透水混凝土。
将水泥、多孔性细集料、聚丙烯纤维和聚羧酸减水剂加入搅拌机内充分搅拌均匀；加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；将粗集料加入浆体中充分搅拌即可。
在表1中列出了测试结果。
具体地，对比例一至对比例三中所述多孔性细集料为多孔陶瓷微粒。
表1
| 各组分含量(单位kg/m<sup>3</sup>)及透水混凝土性能 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 对比例一 | 对比例二 | 对比例三 |
| 水泥 | 260 | 220 | 300 | 330 | 300 | 360 |
| 废弃混凝土超微粉 | 120 | 100 | 150 | 0 | 0 | 0 |
| 水 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| 废弃混凝土颗粒 | 1410 | 1480 | 1330 | 0 | 0 | 0 |
| 粗集料 | 0 | 0 | 0 | 1470 | 1500 | 1430 |
| 细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂 | 90 | 80 | 100 | 0 | 0 | 0 |
| 多孔性细集料 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | 100 |
| 透水混凝土增效剂 | 8 | 8 | 8 | 0 | 8 | 8 |
| 聚丙烯纤维 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0.5 | 0.5 |
| 外加剂（聚羧酸减水剂） | 2.2-15 | 2.2-15 | 2.2-15 | 2.2-15 | 2.2-15 | 2.2-15 |
| 总搅拌时间（s） | 90 | 90 | 90 | 120 | 120 | 120 |
| 28d抗压强度(MPa) | 26 | 23 | 31 | 23 | 21 | 28 |
| 孔隙率(%) | 19 | 20 | 18 | 17 | 18 | 16 |
上述表1中各实施例和对比例的28d抗压强度和孔隙率表明本发明制备出的再生透水混凝土能够满足大部分透水混凝土的使用要求。实施例一制备出的再生透水混凝土抗压强度适中、孔隙率适中、成本适中且能满足大部分透水混凝土使用要求。
实际应用中，所述外加剂可以为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种，可以根据不同的使用需求加入外加剂从而制备出不同类型的再生透水混凝土，为了节约篇幅及达到简明扼要的目的，本发明的实施例中采用的外加剂为聚羧酸减水剂。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种再生透水混凝土，按重量份数该再生透水混凝土包括以下组分：
水泥 220~300份；
废弃混凝土超微粉 100~150份；
水 120份；
粗集料 1330~1480份；
细集料 80~100份；
透水混凝土增效剂 8份；
聚丙烯纤维 0.5份；
所述粗集料为粒径5~20mm的废弃混凝土颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种再生透水混凝土，其特征在于：其中各组分的重量份数为：
水泥 260份；
废弃混凝土超微粉 120份；
水 120份；
粗集料 1410份；
细集料 90份；
透水混凝土增效剂 8份；
聚丙烯纤维 0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种再生透水混凝土，其特征在于：所述细集料为细度模数为2.3~3.0且含泥量小于3.0%的天然中砂。
4.根据权利要求1所述的一种再生透水混凝土，其特征在于：所述再生透水混凝土还包括外加剂，所述外加剂加入量为水泥加入量的1~5%。
5.根据权利要求4所述的一种再生透水混凝土，其特征在于：所述外加剂为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种。
6.一种再生透水混凝土的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）制备废弃混凝土超微粉
将废弃混凝土进行分拣、破碎和筛分，分别取粒径为5~20mm和20~40mm大小均匀的废弃混凝土颗粒；
将粒径为20~40mm的废弃混凝土颗粒通过球磨机进行粉磨，得到废弃混凝土超微粉；
（2）制备再生透水混凝土
将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内充分搅拌均匀；
加入水和透水混凝土增效剂搅拌成均匀的浆体；
将粒径为5~20mm的废弃混凝土颗粒加入浆体中充分搅拌即可。
7.根据权利要求6所述的一种再生透水混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（2）中在制备再生透水混凝土时，将水泥、制备好的废弃混凝土超微粉、细集料和聚丙烯纤维加入搅拌机内的同时加入外加剂充分搅拌均匀。
8.根据权利要求7所述的一种再生透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述外加剂为减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、阻锈剂、降粘剂、着色剂、泵送剂、消泡剂中的一种或多种。
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