CN111807763A - 一种碱激发透水混凝土的制备方法 - Google Patents

一种碱激发透水混凝土的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱激发透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括粗骨料、水泥、矿物掺合料、增强剂、碱激发剂、减水剂和水；(2)将矿物掺合料、碱激发剂和一半的水混合搅拌均匀后，静置10‑120min；(3)向步骤(2)的混合物中加入粗骨料、水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌均匀后，即得碱激发透水混凝土。本发明通过将混凝土中的矿物掺合料首先与碱激发剂混合后静置，然后再与其他原料混合，所得的混凝土在提高强度的同时，保证了混凝土的凝结时间，使凝结时间没有因碱激发剂而降低或难以控制。

Description

一种碱激发透水混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土及其制品的制备方法，尤其是一种碱激发透水混凝土的制备方法。
背景技术
当代混凝土依然是建筑行业常用的建材，而大面积混凝土材料被用于城市基础设施建设， 给日常生活带来方便。对于我国城镇当前及今后一段时间的建设发展，政府提出了建设海绵 城市的目标，所谓建设“海绵城市”，就是把城市建成在下雨时能够吸水、蓄水、渗水、净水， 在干燥季需要时蓄存的水“释放”出来加以利用。透水混凝土内部具有连续空隙，透水透气性 能良好，能及时疏散地面积水，有效缓解城市环境的不利影响。现代公园宜居城市的建设， 对路面铺装材料有了更高的需求，透水混凝土可以很好的应用于城市方方面面的建设，是与 花园城市、海绵城市相呼应的环保型功能材料。研制具有优良的渗水、抗压、耐磨、防滑性 能且环保、美观、舒适易维护并能吸音减噪等将是行业研发的目标，具有存蓄-释放水功能的 路面建筑材料，将使城镇路面在成为“会呼吸”的景观路面的同时，也可有效缓解城市热岛效 应，使城市路面不再发热。
透水性混凝土是目前比较理想的海绵城市路面材料。常用的水泥透水混凝土路面砖具有 较高的强度、耐磨性和耐久性，通常是由水泥、砂子、石子、水等原材料按照一定的配比浇 筑或压制成型并经养护至规定龄期得到。但是水泥也是污染排放量巨大的工业，各种工业废 弃物如粉煤灰，矿渣微粉被应用于混凝土中，将大大减少水泥用量，同时有效的降低粉煤灰/ 矿渣等堆积和水泥工业产生的污染，但是由于粉煤灰在常温下与水几乎没有反应，需要在激 发剂存在的条件下，才具有胶凝性质。加入碱激发剂，可以与粉煤灰内部的莫来石等发生胶 凝反应、聚合反应，可以有效的激发粉煤灰的活性，产生强度，使粉煤灰掺量增多，进一步 减少水泥的用量，节能减排，是经济和绿色生态环境共同发展进步的有效之举。在生产中发 现虽然用激发剂可以激发掺合料粉煤灰的活性，提高混凝土的强度，制备出具有较高强度的 制品，但是采用激发剂激发后的混凝土，硬化速度快，凝结时间减小且难以控制，将增加施 工难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碱激发透水混凝土的制备方法，解决混凝土中添 加碱激发剂提高混凝土硬度后，硬化速度快，凝结时间减小的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碱激发透水混凝土的制备方法，包括 以下步骤：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括粗骨料、水泥、矿物掺合料、增强剂、 碱激发剂、减水剂和水；
(2)将矿物掺合料、碱激发剂和一半的水混合搅拌均匀后，静置10-120min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入粗骨料和1/4的水搅拌30-60s；
(4)向步骤(3)所得的混合物中加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌均匀后， 即得碱激发透水混凝土。
进一步的，所述的矿物掺合料为粉煤灰、矿粉或二者的混合物。
进一步的，所述的碱激发剂为钠基水玻璃。
进一步的，所述碱激发剂是通过添加NaOH将模数为2.28的水玻璃调节至模数为1.2、 Na2O含量为24.3％、固含量为53.5％的碱激发剂。
进一步的，所述的粗骨料由质量比为3-5﹕1的粒径为5-10mm和5-16mm再生骨料组成。 将骨料与碱激发剂和粉煤灰的混合物先搅拌半分钟，表面先润湿裹浆，同时可以强化再生骨 料强度，进一步提高了混凝土的强度。
进一步的，所述的生产原料由以下质量份的组分组成：粗骨料1400-1500份、水泥35-92 份、矿物掺合料290-410份、增强剂7-10份、碱激发剂95-135份、减水剂5-7份、水40-85 份，其中矿物掺合料为粉煤灰。
进一步的，所述的生产原料由以下质量份的组分组成：粗骨料1400-1500份、水泥0-23 份、矿物掺合料340-460份、增强剂7-10份、碱激发剂110-150份、减水剂5-7份、水40-75 份，其中矿物掺合料为矿粉。
进一步的，所述的碱激发剂的添加量为矿物掺合料质量的32.8％。
本发明的有益效果是：本发明通过将混凝土中的矿物掺合料首先与碱激发剂混合后静置， 然后再与其他原料混合，所得的混凝土在提高强度的同时，保证了混凝土的凝结时间，使凝 结时间没有因碱激发剂而加快或难以控制。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
粒径为5-10mm再生骨料1200kg、粒径为5-16mm再生骨料300kg、水泥77kg、粉煤灰307kg、增强剂7.67kg、碱激发剂101kg、水68kg、减水剂5.75kg；所述水泥为P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度 为52.5Mpa；所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含 量为24.33％，含固量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置120min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
实施例2：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1200kg、5-16mm再生骨料300kg、水泥83kg、粉煤灰333kg、增强剂8.33kg、碱激发剂110kg、水53kg、减水剂6.25kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置90min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
实施例3：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1200kg、5-16mm再生骨料300kg、水泥73kg、粉煤灰293kg、增强剂7.31kg、碱激发剂96kg、水76kg、减水剂5.49kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥， 密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置100min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
实施例4：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1194kg、5-16mm再生骨料299kg、水泥39kg、粉煤灰355kg、增强剂7.87kg、碱激发剂117kg、水64kg、减水剂5.91kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置110min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
实施例5：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1194kg、5-16mm再生骨料299kg、水泥43kg、粉煤灰385kg、增强剂8.56kg、碱激发剂127kg、水48kg、减水剂6.42kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置120min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
实施例6：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1194kg、5-16mm再生骨料299kg、水泥38kg、粉煤灰338kg、增强剂7.51kg、碱激发剂111kg、水72kg、减水剂5.64kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将矿物掺合料粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌60s，然后静置110min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料和1/4的水搅拌30s；
(4)最后加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌90s后，即得碱激发透水混凝土。
对比例1：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、增强剂、减水剂和水； 按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1200kg、5-16mm再生骨料300kg、水泥366kg、增强剂7.31kg、水76kg、 减水剂5.49kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m3，初凝时间156min， 终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水 剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将再生骨料、水泥、增强剂、减水剂和水搅拌均匀后，即得透水混凝土。
对比例2：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1200kg、5-16mm再生骨料300kg、水泥73kg、粉煤灰293kg、增强剂7.31kg、碱激发剂96kg、水76kg、减水剂5.49kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥， 密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱激发剂、减水剂和水，搅拌均匀后，即得碱激发透水混凝土。
对比例3：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括再生骨料、水泥、粉煤灰、增强剂、碱 激发剂、减水剂和水；按照如下单方掺量比例量称取各原料：
5-10mm再生骨料1200kg、5-16mm再生骨料300kg、水泥73kg、粉煤灰293kg、增强剂7.31kg、碱激发剂96kg、水76kg、减水剂5.49kg；所述水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥， 密度为3100kg/m3，初凝时间156min，终凝时间216min，28天抗压强度为52.5Mpa；所述粉 煤灰为Ⅱ级粉煤灰，需水比为97.6％；所述碱激发剂模数为1.2，Na2O含量为24.33％，含固 量53.5％；所述减水剂为常青藤SSJS标准型高性能减水剂，含固量为20％，减水率不小于25％；
(2)将粉煤灰、碱激发剂和一半的水混合搅拌均匀后；
(3)向步骤(2)的混合物中加入再生骨料、水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌均匀后，即得碱激发透水混凝土。
将上述实施例和对比例制得的透水混凝土装模，静置于室温20±2℃，湿度50％的实验 室内，观察其凝结时间，待脱模后，经标准养护28天后，按照GB/T50081-2002《普通混凝 土力学性能试验方法标准》和CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》标准对各试样 进行性能测试，测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002533277090000061
由表1可以看出，实施例1-6的初凝时间大于175min，最大为210min，且强度大于35.5 MPa，与对比例1的未添加粉煤灰的混凝土的性能接近甚至更优，相对于对比例2，不仅保证 了抗压强度的提升，而且凝结时间大大提高。

Claims (8)

1.一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照生产原料比例备料，所述生产原料包括粗骨料、水泥、矿物掺合料、增强剂、碱激发剂、减水剂和水；
(2)将矿物掺合料、碱激发剂和一半的水混合搅拌均匀后，静置10-120min；
(3)向步骤(2)的混合物中加入粗骨料和1/4的水搅拌30-60s；
(4)向步骤(3)所得的混合物中加入水泥、增强剂、减水剂和剩余的水，搅拌均匀后，即得碱激发透水混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的矿物掺合料为粉煤灰、矿粉或二者的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的碱激发剂为钠基水玻璃。
4.根据权利要求4所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述碱激发剂是通过添加NaOH将模数为2.28的水玻璃调节至模数为1.2、Na2O含量为24.3％、固含量为53.5％的碱激发剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的粗骨料由质量比为3-5﹕1的粒径为5-10mm和5-16mm再生骨料组成。
6.根据权利要求5所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的生产原料由以下质量份的组分组成：粗骨料1400-1500份、水泥35-92份、矿物掺合料290-410份、增强剂7-10份、碱激发剂95-135份、减水剂5-7份、水40-85份，其中矿物掺合料为粉煤灰。
7.根据权利要求5所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的生产原料由以下质量份的组分组成：粗骨料1400-1500份、水泥0-23份、矿物掺合料340-460份、增强剂7-10份、碱激发剂110-150份、减水剂5-7份、水40-75份，其中矿物掺合料为矿粉。
8.根据权利要求1或2所述的一种碱激发透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述的碱激发剂的添加量为矿物掺合料质量的32.8％。
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