CN112250358A - 一种透水混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种透水混凝土及其制备方法，属于混凝土制备的技术领域，解决了现有技术中透水混凝土强度较低的问题，其技术要点是：一种透水混凝土，包括如下重量份数的各组分：粗骨料颗粒：1680‑1760份；水泥：310‑380份；减水剂：8.5‑10.2份;透水砼增强剂：9‑12份；矿物掺合料：230‑285份；水:135‑165份；其中，所述粗骨料颗粒包括碎石颗粒与陶瓷颗粒，两者的重量份数为：碎石颗粒：900‑1160份；陶瓷颗粒：600‑780份。通过上述方案，实现了利用陶瓷颗粒的高粘接性将胶凝材料与粗骨料内各颗粒之间进行稳定粘接，进而最终形成透水混凝土后具有更强的抗压性。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土制备工艺的技术领域，尤其是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，是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，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，故具有透气、透水和重量轻的特点。因此在当今社会中常用于代替水泥、沥青等阻水材料进行道路铺就。
但由于其骨料中不含细骨料，骨料之间的间隙较大，使得水泥在粘接骨料颗粒时连接强度相对于常规混凝土而言较低，在铺设为城市道路后存在面对重型货车、卡车等大型车辆时易出现压坏路面等问题，使得透水混凝土在道路使用上存在局限，无法更为广泛的用于城市主干道等供大型车辆通过的道路，有待进一步改善。
发明内容
为实现透水混凝土在进行道路主干道铺设时能够稳定承受大型车辆、具有足够的抗压强度，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，采用如下技术方案：
一种透水混凝土，包括如下重量份数的各组分：粗骨料颗粒：1680-1760份；水泥：310-380份；减水剂：8.5-10.2份；透水砼增强剂：9-12份；矿物掺合料：230-285份；水:135-165份；其中，所述粗骨料颗粒包括碎石颗粒与陶瓷颗粒，两者的重量份数为：碎石颗粒：900-1160份；陶瓷颗粒：600-780份。
通过采用上述技术方案，并结合实施例7与对比例1的性能检测数据可以看出，在粗骨料中掺入部分陶瓷颗粒时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于单个陶瓷颗粒相对于碎石颗粒而言，更加粗糙，进而具有更大的表面积，具有更强的吸水能力，使得与水泥等胶凝材料结合时的粘接能力更强，进而分布在粗骨料内的陶瓷颗粒将与其周围的其余粗骨料颗粒进行稳定连接，最终实现提高粗骨料形成混凝土后的抗压强度，进而使得透水混凝土可在道路主干道的铺设时对大型车辆进行抗压承重。
进一步设置为：所述陶瓷颗粒选用蜂窝陶瓷料。
通过采用上述技术方案，并结合实施例3与实施例7的性能检测数据可以看出，采用的陶瓷颗粒为蜂窝陶瓷料时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于蜂窝陶瓷料的单个颗粒相对于常规陶瓷颗粒而言具有更大的表面积以及吸水能力，同时蜂窝陶瓷料上的孔多为三角状结构，使得蜂窝陶瓷料颗粒具有较高的强度，进而最终在结合胶凝材料进行粘接其他粗骨料颗粒后所得混凝土具有更大的抗压强度。
进一步设置为：所述碎石颗粒的粒径为5-15mm，所述陶瓷颗粒的粒径为5-10mm。
通过采用上述技术方案，陶瓷颗粒略小于碎石颗粒，使得陶瓷颗粒可作为辅助骨料分布在碎石颗粒之间，进而控制成本的同时实现提高混凝土的抗压强度。
进一步设置为：所述碎石颗粒与所述陶瓷颗粒均采用连续级配。
通过采用上述技术方案，并结合实施例3与实施例8的性能检测数据可以看出，采用的陶瓷颗粒以及碎石颗粒为连续级配时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于连续级配的骨料颗粒之间的间隙相对于间断级配的骨料颗粒之间更小，最终体现在所制得的混凝土骨料颗粒之间相对更加紧密，从而具有较好的连接强度，体现出较好的抗压能力。
进一步设置为：所述矿物掺合料包括以下重量份数的组分：粉煤灰80-100份；矿粉110-130份；硅灰40-55份。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的加入能够达到降低水泥用量的作用效果，且粉煤灰中含有的球状玻璃体能够使拌合物的屈服剪切应力有效降低，进而使拌合物有较大的流动性，矿粉则能达到降低水泥用量，降低绝热温升的作用，同时可有效改善混凝土施工性能，提高混凝土后期强度及抗硫酸盐侵蚀及氯盐渗析等耐久性能。
进一步设置为：所采用的减水剂固含量为20％，减水率大于30％。
通过采用上述技术方案，选用此类高效减水剂进一步提升所制备混凝土的流动性，进而保障后续工作过程中混凝土的泵送性。
第二方面，本申请提供一种透水混凝土的制备方法，采用如下技术方案：
一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒、水、减水剂、透水砼增强剂投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，得到初混物料；
S2：将碎石颗粒投放至S1所得初混物料中进行搅拌，得到透水混凝土。
进一步设置为：步骤S1包括以下步骤：
s1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒在混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀得到初混干料；
s2：在s1得到的初混干料中加入所需用水的80％并搅拌均匀，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂、透水砼增强剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌，待其搅拌均匀形成初混物料。
通过采用上述技术方案，并结合实施例3与对比例2的性能检测数据可以看出，采用该步骤所制得透水混凝土具有更好的抗压强度。这一结果是由于率先将陶瓷颗粒、矿物掺合料以及水泥率先进行搅拌，使得胶凝材料充分附着在陶瓷颗粒上，进而在后续投入碎石颗粒后可借助陶瓷颗粒将不同颗粒进行粘接，实现更好的形成粗骨料内颗粒之间的连接，最终将体现在所制得的混凝土骨料之间具有更强的连接关系，从而具有更高的抗压强度。
综上所述，本申请的有益技术效果为：
(1)利用陶瓷颗粒的高粘接性将胶凝材料与粗骨料内各颗粒之间进行稳定粘接，进而最终形成透水混凝土后具有更强的抗压性；
(2)陶瓷颗粒选用强度更加优异且表面积更大的蜂窝陶瓷料，进一步增强最终粗骨料之间的粘接效果以及粘接后混凝土的整体强度；
(3)通过将陶瓷颗粒以及胶凝材料等率先进行搅拌，使陶瓷颗粒充分粘接胶凝材料，进而增强后续两种骨料接触后之间的粘接关系，最终提高混凝土的抗压能力。
具体实施方式
实施例1
本申请公开的一种铁矿石质特种混凝土，包括粗骨料颗粒、水泥、减水剂、透水砼增强剂、矿物掺合料以及水，其中，粗骨料颗粒包括碎石颗粒与陶瓷颗粒；陶瓷颗粒采用蜂窝陶瓷料；矿物掺合料则包括粉煤灰、矿粉、硅灰，各组分具体重量份数详细见表1。
此外，所使用的碎石颗粒与陶瓷颗粒均采用连续级配，碎石颗粒的粒径为5-15mm，陶瓷颗粒的粒径为5-10mm。所采用的的减水剂固含量为20％，其减水率大于30％。
该种透水混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒、水、减水剂、透水砼增强剂投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，得到初混物料；
S2：将碎石颗粒投放至S1所得初混物料中进行搅拌，得到透水混凝土。
其中，在进行S1的过程中又具体包括以下步骤：
s1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒在混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀得到初混干料；
s2：在s1得到的初混干料中加入所需用水的80％并搅拌均匀，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂、透水砼增强剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌，待其搅拌均匀形成初混物料。
实施例2-6
与实施例1的区别在于，所包含的各组分重量份数不同，详细数值见表1。
实施例7
与实施例3的区别在于，本实施例中采用的陶瓷颗粒为非蜂窝陶瓷料的常规陶瓷颗粒。
实施例8
与实施例3的区别在于，本实施例中采用的碎石颗粒与陶瓷颗粒均采用间断级配配制
对比例1
与实施例3的区别在于，本实施例中粗骨料全部采用碎石颗粒。
对比例2
与实施例3的区别在于，本实施例中透水混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1、将水泥、矿物掺合料、碎石颗粒、陶瓷颗粒一同投放至混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀后得到混合物料；
S2、在S1得到的混合物料中加入减水剂以及所需用水，在加水过程中不停止混凝土搅拌机，搅拌均匀后得到铁矿石质特种混凝土。
表1：透水混凝土各组分重量份数示意表
性能检测试验：
对各实施例与对比例所制得的混凝土试件进行抗压强度试验，混凝土试件为15cm×15cm×15cm立方体，每组三块，成型后按标准方法(温度20℃±2℃、相对湿度95％RH以上)养护。所得性能结果表如表2所示。
表2：抗压强度性能检测数据表
结果分析：
结合实施例7与对比例1的性能检测数据可以看出，在保持其他各组分以及制备方法不变的情况下，在粗骨料中掺入部分陶瓷颗粒时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于单个陶瓷颗粒相对于碎石颗粒而言，更加粗糙，进而具有更大的表面积，具有更强的吸水能力，使得与水泥等胶凝材料结合时的粘接能力更强，进而分布在粗骨料内的陶瓷颗粒将与其周围的其余粗骨料颗粒进行稳定连接，最终实现提高粗骨料形成混凝土后的抗压强度。
结合实施例3与实施例7的性能检测数据可以看出，在保持其他各组分以及制备方法不变的情况下，采用的陶瓷颗粒为蜂窝陶瓷料时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于蜂窝陶瓷料的单个颗粒相对于常规陶瓷颗粒而言具有更大的表面积以及吸水能力，同时蜂窝陶瓷料上的孔多为三角状结构，使得蜂窝陶瓷料颗粒具有较高的强度，进而最终在结合胶凝材料进行粘接其他粗骨料颗粒后所得混凝土具有更大的抗压强度。
结合实施例3与实施例8的性能检测数据可以看出，保持各组分以及制备方法不变的情况下，采用的陶瓷颗粒以及碎石颗粒为连续级配时可有效提高最终所制得透水混凝土的抗压强度。这一结果是由于连续级配的骨料颗粒之间的间隙相对于间断级配的骨料颗粒之间更小，最终体现在所制得的混凝土骨料颗粒之间相对更加紧密，从而具有较好的连接强度，体现出较好的抗压能力。
结合实施例3与对比例2的性能检测数据可以看出，保持各组分不变的情况下，采用实施例3的步骤所制得透水混凝土具有更好的抗压强度。这一结果是由于相对于对比例2中将所有材料一同放入进行搅拌的常规制备方法，实施例3中率先将陶瓷颗粒、矿物掺合料以及水泥率先进行搅拌，使得胶凝材料充分附着在陶瓷颗粒上，进而在后续投入碎石颗粒后可借助陶瓷颗粒将不同颗粒进行粘接，实现更好的形成粗骨料内颗粒之间的连接，最终将体现在所制得的混凝土骨料之间具有更强的连接关系，从而具有更高的抗压强度。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种透水混凝土，其特征在于：包括如下重量份数的各组分：
粗骨料颗粒：1680-1760份；
水泥：310-380份；
减水剂：8.5-10.2份;
透水砼增强剂：9-12份；
矿物掺合料：230-285份；
水:135-165份；
其中，所述粗骨料颗粒包括碎石颗粒与陶瓷颗粒，两者的重量份数为：
碎石颗粒：900-1160份；
陶瓷颗粒：600-780份。
2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述陶瓷颗粒选用蜂窝陶瓷料。
3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述碎石颗粒的粒径为5-15mm，所述陶瓷颗粒的粒径为5-10mm。
4.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述碎石颗粒与所述陶瓷颗粒均采用连续级配。
5.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料包括以下重量份数的组分：
粉煤灰80-100份；
矿粉110-130份；
硅灰40-55份。
6.根据权利要求1所述的一种透水混凝土，其特征在于：所采用的减水剂固含量为20%，减水率大于30%。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒、水、减水剂、透水砼增强剂投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，得到初混物料；
S2：将碎石颗粒投放至S1所得初混物料中进行搅拌，得到透水混凝土。
8.根据权利要求7所述的一种透水混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
s1：将水泥、矿物掺合料、陶瓷颗粒在混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀得到初混干料；
s2：在s1得到的初混干料中加入所需用水的80%并搅拌均匀，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂、透水砼增强剂和剩余20%的水，加入完成后继续搅拌，待其搅拌均匀形成初混物料。
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