CN112125615B - 一种透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种透水混凝土及其制备方法；一种透水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：水泥、石子、水、掺合料、外加剂、填充纤维、碳酸钙、壳聚糖膜液；其制备方法为：称取水泥、石子、掺合料搅拌得初混料；称取水、外加剂置于初混料中继续搅拌得混合料；称取填充纤维和碳酸钙，将碳酸钙喷涂在填充纤维表面，然后称取壳聚糖膜液，将壳聚糖膜液喷涂在填充纤维表面，干燥得改性填充纤维；将改性填充纤维置于混合料中，继续搅拌，搅拌结束后置于模具中，振捣成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土；具有避免酸雨通过透水混凝土的孔隙结构流入地下与地下水混合，污染地下水，影响人体健康的优点。

Description

一种透水混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种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，无砂混凝土，透水地坪；透水混凝土是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料。
透水混凝土由于其自身的多孔性质，使得透水混凝土具有高透水性，能够使雨水流入地下，有效的补充地下水，缓解城市地下水水位急剧下降的问题；但是在浙江、福建、四川、广东等地区经常会出现酸雨的情况，酸雨经过透水混凝土的孔隙结构直接流入地下与地下水混合，使得地下水被污染，从而影响人体健康。
发明内容
为了避免酸雨通过透水混凝土的孔隙结构流入地下与地下水混合，污染地下水，影响人体健康，本申请提供一种透水混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种透水混凝土，采用如下的技术方案：
一种透水混凝土，所述透水混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥270-350份、石子1200-1800份、水100-150份、掺合料66-95份、外加剂3.8-5.2份、填充纤维6-12份、碳酸钙2-5份、壳聚糖膜液0.5-1份。
通过采用上述技术方案，利用水泥、石子、水和掺合料相配合制得透水混凝土，碳酸钙和填充纤维相配合，使得碳酸钙均匀的附着在填充纤维表面，使得填充纤维能够在透水混凝土的孔隙中形成致密的网状结构，从而形成网层，当酸雨经过透水混凝土的孔隙流至地下时，酸雨中的SO4 2-与网层上的碳酸钙发生反应，生成硫酸钙、水、二氧化碳等物质，硫酸钙被雨水冲洗会穿透网层与地下土层相接触，硫酸钙沉淀在土层表面不会随水继续下流与地下水混合，从而避免酸雨中的酸性物质污染地下水，影响人体健康。
硫酸钙与水泥相配合，使得部分硫酸钙在透水混凝土的孔隙中停留，附着在透水混凝土孔隙表面，避免酸雨中的酸性物质与混凝土中的氢氧化钙发生反应，影响混凝土的强度，使得混凝土容易出现开裂的情况，酸雨中的SO4 2-与碳酸钙发生反应生成的部分硫酸钙能够避免酸雨通过透水混凝土的孔隙破坏透水混凝土的强度，并且还能够避免酸雨腐蚀透水混凝土中的钢筋。
利用壳聚糖膜液将碳酸钙包覆在填充纤维表面，透水混凝土在制备过程中，避免搅拌操作使得碳酸钙脱离填充纤维表面，影响碳酸钙对酸雨的中和性能；由于壳聚糖不溶于水，透水混凝土在制备过程中的水分子不会对碳酸钙产生冲洗，使得碳酸钙脱离填充纤维表面，而酸雨中的酸性物质会溶解壳聚糖，使得壳聚糖薄膜破裂，从而保证碳酸钙与酸雨相接触，使碳酸钙与酸雨发生反应。
本申请制备的透水混凝土当与酸雨相接触时，酸雨通过透水混凝土的孔隙下流，酸雨与透水混凝土孔隙中的网层相接触，首先酸雨溶解壳聚糖薄膜，然后酸雨与填充纤维上的碳酸钙发生反应，生成硫酸钙、水、二氧化碳等物质，二氧化碳气体通过孔隙进入空气中，水继续下流，部分硫酸钙由于微溶的性质会附着在孔隙表面，形成保护层，避免酸雨与混凝土中的氢氧化钙反应，影响混凝土的强度，部分硫酸钙会被酸雨继续冲刷下流至地下土层，水分继续穿过地下土层与地下水汇合，硫酸钙作留在地下土层表面，从而达到净化酸雨的目的，避免酸雨污染地下水，影响人体健康。
优选的，所述透水混凝土还包括如下重量份的原料：碳化硅1-3份。
通过采用上述技术方案，当酸雨降水结束之后，酸雨水分会部分停留在孔隙之中，添加碳化硅与填充纤维相配合，碳化硅均匀的分布在填充纤维表面，利用填充纤维较大的比表面积，保证碳化硅与填充纤维相配合使得透水混凝土具有良好的导热效果，通过导热使得孔隙中残留的水分被快速烘干变成水蒸气，避免孔隙中残留的水分使得混凝土出现开裂的现象，影响混凝土的强度；同时碳化硅具有较高的弹性模量，碳化硅和填充纤维相配合能够有效阻止混凝土孔隙产生裂纹，并且能够阻止裂纹扩散，同时碳化硅具有良好的耐腐蚀性能，不会被酸雨中的酸性物质所腐蚀，影响碳化硅的导热效果。
优选的，所述填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
通过采用上述技术方案，酸雨中的SO4 2-会侵蚀硬化水泥中的氢氧化钙，使得混凝土出现膨胀腐蚀的情况，并且随着酸雨持续的下降，会使得腐蚀情况逐渐严重，使得混凝土出现裂缝，从而导致混凝土强度下降。
利用玄武岩纤维和聚丙烯纤维相配合，形成纤维网层结构，能够为碳酸钙和碳化硅提供较大的存储空间，使得碳酸钙和碳化硅附着在纤维网层结构表面，从而保证碳酸钙较大程度的与酸雨相接触，使得碳酸钙对酸雨进行中和；玄武岩纤维与水泥的相容性较好，使得玄武岩纤维在透水混凝土孔隙形成架桥，以网状架桥结构为基底，配合聚丙烯纤维填充，使得聚丙烯纤维均匀的附着在网状架桥顶部和底部，通过水泥的粘结使得玄武岩纤维和聚丙烯纤维牢固的填充在透水混凝土的孔隙之中；并且填充纤维与碳化硅相配合，利用玄武岩纤维、聚丙烯纤维和碳化硅良好的弹性和柔软性，能够增加透水混凝土的韧性，避免透水混凝土被腐蚀使得混凝土表面出现裂缝，从而保证透水混凝土的强度。
优选的，所述掺合料由重量比为1:1:2的硅灰、粉煤灰和矿粉组成。
通过采用上述技术方案，利用硅灰、粉煤灰和矿粉相配合，能够提高透水混凝土的透水性能、和易性、粘稠度以及抗压强度等。
优选的，所述外加剂为YH-3聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，YH-3聚羧酸减水剂的添加有益于改进混凝土拌合物的粘接性，降低泌水量，提高混凝土的外形品质和粘聚性能，保证透水混凝土具有较高的强度。
优选的，所述石子的粒径为5-25mm。
通过采用上述技术方案，限定石子的粒径为5-25mm，保证透水混凝土形成的孔隙均匀分布，并且孔隙大小适中，同时使得石子能够完全包裹钢筋，使得混凝土结构更加密实，增强透水混凝土的强度。
优选的，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，通过选用P.O42.5普通硅酸盐水泥作为水泥基材，使得透水混凝土具有较高的早期强度，并且硬化结块速度较快，其抗冻性、耐磨性、耐腐蚀性能均较高。
第二方面，本申请提供一种透水混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照比例称取水泥、石子、掺合料搅拌3-5min，制得初混料；
S2、称取水、外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌4-7min，制得混合料；
S3、称取填充纤维和碳酸钙，将碳酸钙喷涂在填充纤维表面，然后称取壳聚糖膜液，将壳聚糖膜液喷涂在填充纤维表面，干燥后，制得改性填充纤维；
S4、将S3制得的改性填充纤维置于S2制得的混合料中，继续搅拌5-15min，搅拌结束后，置于模具中，振捣2min成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土。
通过采用上述技术方案，利用水泥、石子和掺合料相配合进行搅拌，使得石子和掺合料均匀的分布在水泥之中，然后添加水和外加剂，使得混凝土具有良好的拌和性能；将碳酸钙喷涂在填充纤维表面，使得碳酸钙均匀的覆盖在填充纤维表面，最大限度的使碳酸钙填充到填充纤维的孔隙连接点位置处；然后喷涂壳聚糖膜液，使得壳聚糖膜液经干燥后形成壳聚糖膜，壳聚糖膜均匀的将碳酸钙包覆在填充纤维表面，避免碳酸钙在搅拌过程中脱离填充纤维；将改性填充纤维与混合料相配合继续搅拌，使得改性填充纤维均匀的分布在透水混凝土中，当酸雨经透水混凝土渗入地下时，能够避免酸雨对地下水产生污染，影响人体健康。
优选的，S3中的壳聚糖膜液采用如下方法制备而成：
S31、称取3-7份壳聚糖溶于180-220份2％的醋酸水溶液中，在500-600r/min的条件下搅拌2-5min，制得壳聚糖溶液；
S32、称取0.5-2份4％的甘油和0.4-1份0.25％的戊二醛，将甘油和戊二醛添加到S31制得的壳聚糖溶液中，在500-650r/min的转速下搅拌5-10min，制得壳聚糖膜液。
通过采用上述技术方案，将壳聚糖置于醋酸水溶液中，使得壳聚糖被溶解，然后添加甘油使得壳聚糖溶液具有良好的粘结性能，保证壳聚糖膜液的成膜效果良好，添加戊二醛使得壳聚糖溶液具有很好的交联性能，保证壳聚糖膜液快速成膜，壳聚糖膜液干燥后形成的壳聚糖膜具有较高的机械强度，能够避免透水混凝土在搅拌过程中壳聚糖膜被破坏使得碳酸钙脱离填充纤维。
优选的，S3中的干燥为25摄氏度条件下的室温干燥，干燥时间为15-25min。
通过采用上述技术方案，室温干燥的情况下，不会产生较大的风速流动，从而能够避免风力对壳聚糖膜液的冲击性能，使得壳聚糖溶液的成膜效果良好，并且不会因为风速使得碳酸钙粉末在填充纤维表面发生移动，使得碳酸钙粉末的分布情况不均匀。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请制备的透水混凝土当与酸雨相接触时，酸雨通过透水混凝土的孔隙下流，酸雨与透水混凝土孔隙中的网层相接触，首先酸雨溶解壳聚糖薄膜，然后酸雨与填充纤维上的碳酸钙发生反应，生成硫酸钙、水、二氧化碳等物质，二氧化碳气体通过孔隙进入空气中，水继续下流，部分硫酸钙由于微溶的性质会附着在孔隙表面，形成保护层，避免酸雨与混凝土中的氢氧化钙反应，影响混凝土的强度，部分硫酸钙会被酸雨继续冲刷下流至地下土层，水分继续穿过地下土层与地下水汇合，硫酸钙作留在地下土层表面，从而达到净化酸雨的目的，避免酸雨污染地下水，影响人体健康。
2、碳化硅与填充纤维相配合，通过硅酸盐水泥的粘结力将碳化硅附着在网层表面，碳化硅具有良好的导热效果，通过导热使得孔隙中残留的水分被快速烘干变成水蒸气，避免孔隙中残留的水分影响混凝土的强度。
3、碳化硅具有较高的弹性模量，能够有效阻止混凝土孔隙产生裂纹，并且能够阻止裂纹扩散，并且碳化硅具有良好的耐腐蚀性能，不会被酸雨中的酸性物质所腐蚀，影响碳化硅的导热效果。
4、利用玄武岩纤维和聚丙烯纤维相配合，形成纤维网层结构，能够为碳酸钙提供较大的存储空间，使得碳酸钙附着在纤维网层结构表面，从而保证碳酸钙较大程度的与酸雨相接触，使得碳酸钙对酸雨进行中和，避免酸雨渗入地下水，对地下水造成污染，影响人们的健康。
5、将碳酸钙喷涂在填充纤维表面，使得碳酸钙均匀的覆盖在填充纤维表面，最大限度的使碳酸钙填充到填充纤维的孔隙连接点位置处；然后喷涂壳聚糖膜液，使得壳聚糖膜液经干燥后形成壳聚糖膜，壳聚糖膜均匀的将碳酸钙包覆在填充纤维表面，避免碳酸钙在搅拌过程中脱离填充纤维。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
壳聚糖膜液的制备例
以下制备例中的壳聚糖购买于安徽宏达生物工程有限公司，有效物质含量99％；甘油购买于济南荣信精细化工有限公司，含量95％，其他原料均为普通市售。
制备例1：壳聚糖膜液采用如下方法制备而成
S31、称取5kg壳聚糖溶于200kg2％的醋酸水溶液中，在560r/min的条件下搅拌3.5min，制得壳聚糖溶液；
S32、称取1kg4％的甘油和0.6kg0.25％的戊二醛，将甘油和戊二醛添加到S31制得的壳聚糖溶液中，在580r/min的转速下搅拌8min，制得壳聚糖膜液。
制备例2：壳聚糖膜液采用如下方法制备而成
S31、称取3kg壳聚糖溶于180kg2％的醋酸水溶液中，在500r/min的条件下搅拌2min，制得壳聚糖溶液；
S32、称取0.5kg4％的甘油和0.4kg0.25％的戊二醛，将甘油和戊二醛添加到S31制得的壳聚糖溶液中，在500r/min的转速下搅拌5min，制得壳聚糖膜液。
制备例3：壳聚糖膜液采用如下方法制备而成
S31、称取7kg壳聚糖溶于220kg2％的醋酸水溶液中，在600r/min的条件下搅拌5min，制得壳聚糖溶液；
S32、称取2kg4％的甘油和1kg0.25％的戊二醛，将甘油和戊二醛添加到S31制得的壳聚糖溶液中，在650r/min的转速下搅拌10min，制得壳聚糖膜液。
实施例
以下实施例中的水泥购买于龙口市泛林水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥；硅灰购买于灵寿县山川矿产品加工厂400目；矿粉购买于灵寿县英波矿产品加工厂生产的S95级矿粉；粉煤灰购买于河北正立矿产品有限公司，型号02；YH-3聚羧酸减水剂购买于山东易和建材科技有限公司；玄武岩纤维购买于常州筑威建筑材料有限公司生产的玄武岩纤维短切丝6mm；聚丙烯纤维购买于惠民县泰利化纤制品有限公司，规格为3mm；搅拌机购买于郑州市鑫鑫建筑机械制造有限公司；木质素磺酸钠购买于广州万辰化工有限公司，含量90％；BRS高效减水剂购买于重庆博锐达建材有限公司，型号403；碳化硅购买于郑州豫企耐火材料有限公司；其他原料及设备均为市售。
实施例1：一种透水混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取300kg水泥、1500kg石子、80kg掺合料置于搅拌机中搅拌4min，制得初混料；水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子的粒径为5-25mm；掺合料由重量比为1:1:2的硅灰、粉煤灰和矿粉组成；
S2、称取120kg水、4.6kg外加剂一同置于S1制得的初混料中继续搅拌5min，制得混合料；外加剂为YH-3聚羧酸减水剂；
S3、称取9kg填充纤维和3kg碳酸钙，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取0.8kg制备例1制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥20min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成；
S4、将S3制得的改性填充纤维置于S2制得的混合料中，继续搅拌10min，搅拌结束后，置于模具中，振捣2min成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土。
实施例2：一种透水混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取270kg水泥、1200kg石子、66kg掺合料置于搅拌机中搅拌3min，制得初混料；水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子的粒径为5-25mm；掺合料由重量比为1:2:3的硅灰、粉煤灰和矿粉组成；
S2、称取100kg水、3.8kg外加剂一同置于S1制得的初混料中继续搅拌4min，制得混合料；外加剂为木质素磺酸钠；
S3、称取6kg填充纤维和2kg碳酸钙，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取0.5kg制备例2制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥15min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成；
S4、将S3制得的改性填充纤维置于S2制得的混合料中，继续搅拌5min，搅拌结束后，置于模具中，振捣2min成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土。
实施例3：一种透水混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取350kg水泥、1800kg石子、95kg掺合料置于搅拌机中搅拌5min，制得初混料；水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子的粒径为5-25mm；掺合料由重量比为1:2:2的硅灰、粉煤灰和矿粉组成；
S2、称取150kg水、5.2kg外加剂一同置于S1制得的初混料中继续搅拌7min，制得混合料；外加剂为BRS高效减水剂；
S3、称取12kg填充纤维和5kg碳酸钙，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取1kg制备例3制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥25min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为1:2的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成；
S4、将S3制得的改性填充纤维置于S2制得的混合料中，继续搅拌15min，搅拌结束后，置于模具中，振捣2min成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土。
实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S3、称取9kg填充纤维、3kg碳酸钙和2kg碳化硅，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取0.8kg制备例1制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥20min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S3、称取9kg填充纤维、3kg碳酸钙和1kg碳化硅，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取0.8kg制备例1制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥20min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S3、称取9kg填充纤维、3kg碳酸钙和3kg碳化硅，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙通过喷枪喷涂在混合填充纤维表面，然后称取0.8kg制备例1制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥20min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
对比例
对比例1：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加碳酸钙。
对比例2：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加玄武岩纤维。
对比例3：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加聚丙烯纤维。
对比例4：本对比例与实施例4的不同之处在于，透水混凝土在制备过程中：
S3、称取9kg填充纤维、3kg碳酸钙和2kg碳化硅，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将混合填充纤维依次置于碳酸钙、碳化硅中进行吸附5min；然后称取0.8kg制备例1制备的壳聚糖膜液，利用喷枪将壳聚糖膜液喷涂在混合填充纤维表面，25摄氏度的条件下干燥20min，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
对比例5：本对比例与实施例4的不同之处在于，透水混凝土在制备过程中：
S3、称取9kg填充纤维、3kg碳酸钙和2kg碳化硅，将填充纤维在500r/min的条件下搅拌2min，制得混合填充纤维；将碳酸钙、碳化硅通过喷枪依次喷涂在混合填充纤维表面，制得改性填充纤维；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成。
对比例6：本对比例与实施例4的不同之处在于，S3中的干燥采用热风风干。
性能检测试验
1、透水混凝土抗压强度检测
采用GB/T50081-2019混凝土物理力学性能试验方法标准检测实施例1-6以及对比例1-6制备的透水混凝土的28d的抗压强度。
2、透水混凝土透水系数检测
采用JC/T945-2005透水砖中的透水系数检测方法检测实施例1-6以及对比例1-6制备的透水混凝土的透水系数。
3、透水混凝土孔隙率检测
采用CJJ/T135-2009透水混凝土路面技术规程检测实施例1-6以及对比例1-6制备的混凝土的孔隙率。
表1透水混凝土性能检测表
Figure BDA0002735181480000081
Figure BDA0002735181480000091
结合实施例1-3和实施例4-6并结合表1可以看出，实施例4-6制备透水混凝土的过程中，原料中添加碳化硅，相比于实施例1，实施例4-6制备的透水混凝土抗压强度、透水系数和孔隙率均有所提高，说明碳化硅的填充对透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率有影响。
结合实施例4-6和对比例1-6并结合表1可以看出，对比例1在制备透水混凝土的过程中，原料中未添加碳酸钙，相比于实施例4，对比例1制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率均低于实施例4，说明碳酸钙与填充纤维相配合，使得碳酸钙填充在填充纤维上的孔隙中，能够使得填充纤维之间的孔隙缩小，当填充纤维填充到透水混凝土的孔隙中时，能够提高透水混凝土的抗压强度；碳酸钙配合填充纤维的高度填充，使得透水混凝土在制备过程中内部孔隙增大、增多，从而保证透水混凝土具有较高的透水系数和孔隙率，保证透水混凝土的透水性能。
对比例2在制备透水混凝土的过程中，原料中未添加玄武岩纤维，相比于实施例4，对比例2制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率相比于实施例4均有所减弱；对比例3在制备透水混凝土的过程中，原料中未添加聚丙烯纤维，相比于实施例4，对比例3制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率相比于实施例4均有所减弱；说明玄武岩纤维、聚丙烯纤维相配合，利用其自身的高弹性、高韧性能够使得透水混凝土具有较高的抗压强度，玄武岩纤维、聚丙烯纤维的高度填充性使得透水混凝土内部的孔隙增多，从而使得透水混凝土具有较高的透水系数和孔隙率。
对比例4透水混凝土在制备的过程中碳酸钙和碳化硅没有经过喷涂的方式将其置于填充纤维表面，而是利用填充纤维之间的孔隙对碳酸钙和碳化硅进行吸附，相比于实施例4，对比例4制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率均有所降低，说明对比例4透水混凝土在制备时，吸附过程中不能将碳酸钙和碳化硅均匀的附着在填充纤维表面，使得填充纤维的填充效果减弱，从而使得透水混凝土的透水系数和孔隙率变低。
对比例5透水混凝土在制备的过程中，填充纤维、碳酸钙和碳化硅表面没有包覆有壳聚糖膜，相比于实施例4，对比例5制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率均有所降低，说明壳聚糖膜对透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率有影响。
对比例6透水混凝土在制备的过程中，干燥采用热风干燥，相比于实施例4，对比例6制备的透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率均有所降低，说明热风风干对壳聚糖膜的干燥情况产生影响，从而对透水混凝土的抗压强度、透水系数和孔隙率有影响。
4、透水混凝土过滤水酸度值检测
分别采用实施例1-6以及对比例1-6的方法制备透水混凝土，然后采用pH为5.0的硫酸水溶液分别对实施例1-6以及对比例1-6制备的透水混凝土进行浇灌，收集经透水混凝土过滤的水，用pH计检测过滤后的水的pH值，记录数据。
5、透水混凝土干燥情况测试
分别采用实施例1-6以及对比例1-6的方法制备透水混凝土，透水混凝土块为5kg，然后采用pH5.0的硫酸水溶液分别对实施例1-6以及对比例1-6制备的透水混凝土进行浇灌，浇灌结束后，对透水混凝土块进行称重，记录数据，然后置于室外阳光充足的环境中干燥2h，再次对透水混凝土块进行称重，记录数据。
6、透水混凝土抗腐蚀性能测试
分别采用实施例1-6以及对比例1-6的方法制备透水混凝土，然后采用pH5.0的硫酸水溶液分别对实施例1-6以及对比例1-6制备的透水混凝土进行浇灌，每天浇灌一次，浇灌180天后，观察透水混凝土表面裂缝数量；
评分标准如下：7-10分，透水混凝土表面无明显裂缝；
4-7分，透水混凝土表面有较多裂缝；
0-4分，透水混凝土表面裂缝多。
表2透水混凝土性能检测表
Figure BDA0002735181480000101
Figure BDA0002735181480000111
结合实施例1-3和实施例4-6并结合表2可以看出，实施例4-6制备透水混凝土的过程中，原料中添加碳化硅，相比于实施例1，硫酸水溶液经过实施例4-6制备的透水混凝土之后pH提高幅度大于硫酸水溶液经过实施例1-3制备的透水混凝土之后的pH提高幅度，说明碳化硅和碳酸钙相配合对透水混凝土中和酸雨的情况有影响。
实施例1-3和实施例4-6制备的透水混凝土在浇灌硫酸水溶液之后，实施例4-6制备的透水混凝土的吸水量明显高于实施例1-3的吸水量，说明碳化硅和填充纤维相配合使得透水混凝土具有较多的孔隙，从而使得透水混凝土块透水性能良好，并且实施例4-6制备的透水混凝土块在干燥后与原透水混凝土块的重量变化较小，说明碳化硅和填充纤维相配合使得网层具有良好的导热性能，使得透水混凝土块快速干燥；实施例4-6制备的透水混凝土块的评分高于实施例1-3制备的透水混凝土块的评分，说明碳化硅和碳酸钙相配合，能够防止透水混凝土被酸雨腐蚀，从而避免透水混凝土表面出现裂缝。
结合实施例4-6和对比例1-6并结合表2可以看出，对比例1原料中未添加碳酸钙，相比于实施例4，对比例1制备的透水混凝土在经过硫酸水溶液浇灌之后，硫酸水溶液的pH上升幅度小于实施例4硫酸水溶液pH上升幅度，说明碳酸钙与填充纤维的配合能够使得透水混凝土对酸雨中的酸性物质进行良好的中和，经过透水混凝土中和的酸雨中酸性物质含量大幅度降低，水分达到地下水的pH要求，不会对地下水产生污染，也不会影响人体健康。
对比例1制备的透水混凝土块浇灌后的重量小于实施例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量，说明碳酸钙和填充纤维的配合使得透水混凝土内部孔隙较多，吸水量较大，透水性能好；并且对比例1制备的透水混凝土干燥后的重量大于实施例4经干燥后的混凝土的重量，说明碳酸钙与碳化硅相配合能够使得透水混凝土被快速干燥；对比例1制备的透水混凝土的评分低于实施例4制备的透水混凝土的评分，说明快速干燥的透水混凝土，孔隙内没有水分，也没有酸性物质，能够避免透水混凝土被腐蚀使得混凝土块表面出现裂缝。
对比例2原料中未添加玄武岩纤维，对比例3原料中未添加聚丙烯纤维，相比于实施例4，对比例2、对比例3制备的透水混凝土在经过硫酸水溶液浇灌之后，硫酸水溶液的pH上升幅度小于实施例4硫酸水溶液pH上升幅度，说明玄武岩纤维和聚丙烯纤维相配合，能够对碳酸钙提供良好的存储空间，从而保证在透水混凝土内部孔隙处形成网层，保证碳酸钙对酸雨中酸性物质的中和效果。
对比例2、对比例3制备的透水混凝土块浇灌后的重量小于实施例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量，说明玄武岩纤维和聚丙烯纤维的配合使得透水混凝土内部孔隙变多，保证透水混凝土具有良好的透水性；并且对比例2、对比例3制备的透水混凝土干燥后的重量大于实施例4经干燥后的混凝土的重量，说明玄武岩纤维和聚丙烯纤维相配合能够为碳化硅提供良好的存储条件，使得碳化硅均匀的分布在网层表面，保证透水混凝土被快速干燥；对比例2、对比例3制备的透水混凝土的评分低于实施例4制备的透水混凝土的评分，说明快速干燥的透水混凝土，孔隙内没有水分，也没有酸性物质，能够避免透水混凝土被腐蚀使得混凝土块表面出现裂缝。
对比例4的透水混凝土在制备的过程中，碳酸钙和碳化硅并未经过喷涂的方式喷涂在填充纤维表面，而是利用填充纤维自身孔隙的吸附性使得碳酸钙和碳化硅位于填充纤维的孔隙结构内，相比于实施例4，对比例4制备的透水混凝土在经过硫酸水溶液浇灌之后，硫酸水溶液的pH上升幅度小于实施例4硫酸水溶液pH上升幅度，说明采用喷涂的方式能够更好的将碳化硅和碳酸钙附着在填充纤维表面，保证碳酸钙对酸雨中酸性物质具有良好的中和效果。
对比例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量小于实施例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量，说采明用喷涂的方式能够使得碳酸钙和碳化硅更好的填充在玄武岩纤维和聚丙烯纤维中，使得透水混凝土内部孔隙变多，保证透水混凝土具有良好的透水性；并且对比例4制备的透水水混凝土干燥后的重量大于实施例4经干燥后的混凝土的重量，说明透水混凝土中孔隙较多的情况下，水蒸气的流出速度变快，从而使得透水混凝土被快速干燥；对比例4制备的透水混凝土的评分低于实施例4制备的透水混凝土的评分，说明快速干燥的透水混凝土，孔隙内没有水分，也没有酸性物质，能够避免透水混凝土被腐蚀使得混凝土块表面出现裂缝。
对比例5的透水混凝土在制备的过程中，填充纤维外表面没有包覆壳聚糖薄膜，相比于实施例4，对比例5制备的透水混凝土在经过硫酸水溶液浇灌之后，硫酸水溶液的pH上升幅度小于实施例4硫酸水溶液pH上升幅度，说明没有经过壳聚糖膜包覆的碳酸钙和碳化硅在混凝土搅拌过程中，碳酸钙和碳化硅容易脱离填充纤维，填充纤维填充在透水混凝土孔隙中后，透水混凝土对酸雨中酸性物质的中和效果变差。
对比例5制备的透水混凝土块浇灌后的重量小于实施例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量，说明碳酸钙和碳化硅的填充效果减弱使得透水混凝土的孔径缩小，从而使得透水性变差；并且对比例5制备的透水水混凝土干燥后的重量大于实施例4经干燥后的混凝土的重量，说明透水混凝土中孔隙较多的情况下，水蒸气的流出速度变快，从而使得透水混凝土被快速干燥；对比例5制备的透水混凝土的评分低于实施例4制备的透水混凝土的评分，说明快速干燥的透水混凝土，孔隙内没有水分，也没有酸性物质，能够避免透水混凝土被腐蚀使得混凝土块表面出现裂缝。
对比例6的透水混凝土在制备的过程中，干燥方式采用热风烘干，相比于实施例4，对比例6制备的透水混凝土在经过硫酸水溶液浇灌之后，硫酸水溶液的pH上升幅度小于实施例4硫酸水溶液pH上升幅度；对比例6制备的透水混凝土块浇灌后的重量小于实施例4制备的透水混凝土块浇灌后的重量；并且对比例6制备的透水水混凝土干燥后的重量大于实施例4经干燥后的混凝土的重量；对比例6制备的透水混凝土的评分低于实施例4制备的透水混凝土的评分，说明较大的风速流动，容易使得壳聚糖膜被冲破，从而使得碳酸钙和碳化硅在混凝土搅拌过程中从填充纤维表面流出，影响透水混凝土对酸雨的中和效果，影响透水混凝土的透水性，影响透水混凝土的干燥时间，并且影响透水混凝土的强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种透水混凝土，其特征在于，所述透水混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥270-350份、石子1200-1800份、水100-150份、掺合料66-95份、外加剂3.8-5.2份、填充纤维6-12份、碳酸钙2-5份、壳聚糖膜液0.5-1份；填充纤维由重量比为2:1的玄武岩纤维和聚丙烯纤维组成；
一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照比例称取水泥、石子、掺合料搅拌3-5min，制得初混料；
S2、称取水、外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌4-7min，制得混合料；
S3、称取填充纤维和碳酸钙，将碳酸钙喷涂在填充纤维表面，然后称取壳聚糖膜液，将壳聚糖膜液喷涂在填充纤维表面，干燥后，制得改性填充纤维；
S4、将S3制得的改性填充纤维置于S2制得的混合料中，继续搅拌5-15min，搅拌结束后，置于模具中，振捣2min成型，养护48h后脱模，制得透水混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述透水混凝土还包括如下重量份的原料：碳化硅1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，所述掺合料由重量比为1:1:2的硅灰、粉煤灰和矿粉组成。
4.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，所述外加剂为YH-3聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，所述石子的粒径为5-25mm。
6.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，S3中的壳聚糖膜液采用如下方法制备而成：
S31、称取3-7份壳聚糖溶于180-220份2%的醋酸水溶液中，在500-600r/min的条件下搅拌2-5min，制得壳聚糖溶液；
S32、称取0.5-2份4%的甘油和0.4-1份0.25%的戊二醛，将甘油和戊二醛添加到S31制得的壳聚糖溶液中，在500-650r/min的转速下搅拌5-10min，制得壳聚糖膜液。
8.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于，S3中的干燥为25摄氏度条件下的室温干燥，干燥时间为15-25min。
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