CN112266267A - 轻质再生骨料透水混凝土及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轻质再生骨料透水混凝土及其制备方法，所述轻质再生骨料透水混凝土包括以下质量份数比的原料：稻壳灰30‑80份、水泥200‑400份、再生粗骨料1100‑1500份、页岩陶粒150‑250份、高吸水树脂0‑5份、水100‑150份、外加剂5‑15份、增强剂5‑15份。本发明利用稻壳灰、再生骨料等，解决了由于陶粒密度小而导致的陶粒混凝土分层的问题，制备出密度小于1600kg/m3的透水混凝土，具有强度离散性小，同时利用高吸水树脂在释水过程中形成的体积收缩，增加透水混凝土的孔隙率和保水性。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，更具体地说，涉及一种轻质再生骨料透水混凝土及制备方法。
背景技术
传统的河流、湖泊护坡和道路边坡护坡通常使用普通混凝土，阻断了水体和岸边土壤之间的联系，生态平衡受到破坏，是造成城市“热岛效应”的重要原因。透水混凝土的透水透气性，提高湿热交换能力，降低混凝土材料表面温度，减少城市热岛效应，可有效收集雨水或渗透补充地下水，促进地下水资源和生态系统的相对平衡，形成较为稳固闭合生态体系。
轻骨料混凝土是指用轻骨料、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。随着近年来高性能陶粒的生产和应用，陶粒越来越多地被应用为轻骨料混凝土的骨料品种，但与天然砂石骨料的密度差异较大，存在陶粒上浮等不足的现象，导致陶粒混凝土的结构不均匀，且工艺效果不佳。
建筑废弃物中的加气混凝土块、红砖等组分因具有孔隙率高、密度低等特点，难以在普通混凝土中得到使用，应用范围较窄且附加值低。
发明内容
本发明从建筑废弃物循环利用角度考虑，结合国内生态环境保护与改善的实际需求，提供一种轻质再生骨料透水混凝土及其制备方法，利用高吸水树脂的高吸水性和高保水性，保证具有一定孔隙率、实现建筑废弃物循环利用前提下满足透水混凝土的要求，解决陶粒在混凝土拌合物中拌和不均匀和工艺效果差的现象，并为建筑废弃物的高效资源化利用提供一条新的方向。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：提供一种轻质再生骨料透水混凝土，包括以下质量份数比的原料：稻壳灰30-80份、水泥200-400份、再生粗骨料1100-1500份、页岩陶粒150-250份、高吸水树脂2-10份、水100-150份、外加剂5-15份、增强剂5-15份。
优选地，所述稻壳灰的相对密度为2.25，容重为300kg/m3，烧失量为3％。
优选地，所述水泥包括以下材料中的一种或多种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥。
优选地，所述再生粗骨料为含有加气混凝土和红砖组分的建筑废弃物经预筛分、破碎、分选、颗粒整形后得到的骨料。
优选地，所述页岩陶粒粒径10-25mm。
优选地，所述高吸水树脂为30-80目，保水率350-450。
优选地，所述外加剂由缓凝型高性能聚羧酸系减水剂和pH调节剂的混合溶液按照7:1的质量比例混合获得，其中，所述pH调节剂由柠檬酸和苹果酸粉末按照1:1的质量比例混合获得。
本发明还提供一种如上所述的轻质再生骨料透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
A、将页岩陶粒、再生粗骨料和高吸水树脂分别放入水中静置第一时长进行预处理，并用筛网滤掉多余水分；
B、将水泥和稻壳灰放入搅拌机搅拌第二时长；
C、向所述搅拌机中加入经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂，同时向所述搅拌机中加入水、外加剂、增强剂继续搅拌第三时长，得到轻质再生骨料透水混凝土拌合物；
D、将所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；
E、将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到所述轻质再生骨料透水混凝土，且在养护期内保持湿润状态。
优选地，所述步骤A中，所述第一时长为3小时。
优选地，所述步骤B和C中，所述搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟的搅拌下，所述第二时长和第三时长均为1分钟。
本发明实施例的轻质再生骨料透水混凝土及制备方法，通过稻壳灰、再生骨料等，解决了由于陶粒密度小而导致的陶粒混凝土分层的问题，制备出密度小于1600kg/m3的透水混凝土，具有强度离散性小，满足植物生长等优点，同时利用高吸水树脂在释水过程中形成的体积收缩，增加透水混凝土的孔隙率和保水性。同时，本发明通过增加外加剂，可大幅度降低轻质再生骨料透水混凝土的pH值，满足周边植物生长的酸碱度要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的轻质再生骨料透水混凝土的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种轻质再生骨料透水混凝土，该轻质再生骨料透水混凝土可应用于河流、湖泊护坡和道路边坡护坡等，例如可预制成植生混凝土砖后铺设到河流、湖泊和道路边坡。本实施例的轻质再生骨料透水混凝土包括以下质量份数比的原料：稻壳灰30-80份、水泥200-400份、再生粗骨料1100-1500份、页岩陶粒150-250份、高吸水树脂2-10份、水100-150份、外加剂5-15份、增强剂5-15份。
本发明实施例采用稻壳灰、水泥、再生骨料、页岩陶粒、高吸水树脂、水、外加剂、增强剂为原材料制备轻质再生骨料透水混凝土，实现废弃物的循环利用，构建新型生态体系，改善生态环境。
在上述轻质再生骨料透水混凝土中，水泥包括以下材料中的一种或多种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥。上述稻壳灰的相对密度为2.25，容重为300kg/m3，烧失量为3％。因稻壳灰的主体由二氧化硅、碳等构成，可在降低水泥容重的同时，增加轻质再生骨料透水混凝土的抗压性能。同时，稻壳灰中还存在钾、磷等元素，可为植物生长提供养分。
通过将稻壳灰与水泥拌合降低水泥的容重，降低了其与密度相对较低的再生骨料、页岩陶粒的密度差异，避免了页岩陶粒在混凝土中出现上浮的现象，及搅拌后拌合物因分层离析和坍损大导致的工作性差等，保证了轻质再生骨料透水混凝土结构均匀性的同时，还降低了施工工艺难度。并且还可实现农业废弃物稻壳灰的合理循环利用，拓宽了废弃物的使用范围。
在本发明的一个实施例中，再生粗骨料为含有加气混凝土和红砖组分的建筑废弃物经预筛分、破碎、分选、颗粒整形后得到的骨料，即再生粗骨料含有加气混凝土和红砖组分。
通过选用建筑废弃物经预筛分、破碎、分选、颗粒整形后得到的含有加气混凝土和红砖组分的再生骨料，解决了含有加气混凝土和红砖组分的再生骨料在普通混凝土中应用难且应用范围窄的困境，促进了建筑废弃物再生骨料的合理循环利用，拓宽了废弃物的使用范围，提升了再生骨料的附加值，减少天然的自然资源需求，降低生产成本，实现材料的可循环、可持续使用。
并且由于再生粗骨料的密度与页岩陶粒差异较小(再生粗骨料含有加气混凝土和红砖组分)，加之轻质再生骨料透水混凝土的流动性显著不同于预拌混凝土，满足了轻质再生骨料透水混凝土粘聚性好、不松散、手攥成团的要求，避免了页岩陶粒在混凝土中出现上浮的现象，及搅拌后拌合物因分层离析和坍损大导致的工作性差等，保证了轻质再生骨料透水混凝土结构均匀性的同时，还降低了施工工艺难度。页岩陶粒和再生粗骨料后放入搅拌机中可适度减少搅拌时间，降低长时间搅拌带来的骨料破碎，从而得到的浆体在机械作用下均匀包裹于骨料表面，骨料之间相互以点或面接触并粘结。
在本发明的另一实施例中，页岩陶粒粒径10-25mm；高吸水树脂为30-80目，保水率350-450。并且，建筑废弃物在上述预筛分、破碎、分选、颗粒整形处理过程中，再生粗骨料内部形成大量的微裂纹，其与页岩陶粒一样，均具有孔隙率高、吸水性大等特点，通过放入水中静置可有效清除再生粗骨料中的有机物质、泥屑、粉末等杂质，页岩陶粒和再生粗骨料得到清洗和润湿，避免粗骨料与高吸水树脂的胶凝材料之间形成较低的粘结过渡带，减少混凝土拌合物坍落度经时损失，减小后续轻质再生骨料透水混凝土早期自收缩，并提高自养护减缩效率。
此外，含有加气混凝土、红砖等组分的再生骨料和页岩陶粒同样具有表面粗糙、微孔多、孔隙率高、线膨胀系数较小等特点，与高吸水树脂一样吸水能力非常强，在有雨水或空气湿度较高的情况下，可以充分吸收水分，通过对雨水的吸附、过滤、离子交换、微生物降解等物理、化学、生物作用进行自然净化，减少水系污染，并减少地表水系的连锁污染，避免深层地下水污染，合理补充地下水源，良好的保水性和固定、净化水的功能。轻质再生骨料透水混凝土可显著减少雨水冲刷带来的土壤流失，增强地表和空气之间热量与水分的交换，增大地表湿度，增强地面的透水与透气性能，降低地表温度，缓解“热岛效应”，实现雨水的减污净化和多维生态的修复，使得轻质再生骨料透水混凝土的碳排放量、总成本等指标明显低于传统混凝土，轻质再生骨料透水混凝土与植物构建形成新型绿色生态体系。
在本发明的又一实施例中，外加剂由缓凝型高性能聚羧酸系减水剂和pH调节剂的混合溶液按照7:1的质量比例混合获得，其中，pH调节剂由柠檬酸和苹果酸粉末按照1:1的质量比例混合获得。柠檬酸(3-羟基-3-羧基戊二酸)和苹果酸(2,3-二羟基丁二酸)的掺入大幅度降低了轻质再生骨料透水混凝土的pH值，满足周边植物生长的酸碱度要求，避免出现混凝土与植物难以相容的情况。
如图1所示，本发明还提供一种如上所述的轻质再生骨料透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S11：将页岩陶粒、再生粗骨料和高吸水树脂分别放入水中静置第一时长进行预处理，并用筛网滤掉多余水分。
具体地，上述第一时长可为3小时。在实际应用中，第一时长也可根据需要调整。
S12：将水泥和稻壳灰放入搅拌机搅拌第二时长。
在该步骤中，搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟的搅拌下，第二时长可为1分钟。在实际应用中，第二时长也可根据需要调整。
S13：向搅拌机中加入经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂，同时向所述搅拌机中加入水、外加剂、增强剂继续搅拌第三时长，得到轻质再生骨料透水混凝土拌合物。
在该步骤中，搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟的搅拌下，第三时长可为1分钟。在实际应用中，第二时长也可根据需要调整。
S14：将所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；
S15：将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到轻质再生骨料透水混凝土。
上述轻质再生骨料透水混凝土在养护期应保持湿润状态，在浇筑后初期轻质再生骨料透水混凝土强度较差，喷水设备应采用喷雾喷头进行移动喷洒，禁止高压水头直接喷灌，可防止混凝土表层的再生粗骨料间或与陶粒脱落。
实例1：
将以下质量比的页岩陶粒150份、再生粗骨料1300份和高吸水树脂10份分别放入水中静置1小时进行预处理，并用筛网滤掉多余水分；将以下质量百分比的水泥200份和稻壳灰50份放入搅拌机搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)后，将经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂加入搅拌机，同时向搅拌机中加入以下质量百分比的水100份、外加剂7份、增强剂8份继续搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)；将搅拌所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到轻质再生骨料透水混凝土。
实例2：
将以下质量比的页岩陶粒200份、再生粗骨料1500份和高吸水树脂6份分别放入水中静置1小时进行预处理，并用筛网滤掉多余水分；将以下质量百分比的水泥300份和稻壳灰80份放入搅拌机搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)后，将经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂加入搅拌机，同时向搅拌机中加入以下质量百分比的水130份、外加剂15份、增强剂15份继续搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)；将搅拌所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到轻质再生骨料透水混凝土。
实例3：
将以下质量比的页岩陶粒250份、再生粗骨料1100份和高吸水树脂2份分别放入水中静置1小时进行预处理，并用筛网滤掉多余水分；将以下质量百分比的水泥400份和稻壳灰30份放入搅拌机搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)后，将经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂加入搅拌机，同时向搅拌机中加入以下质量百分比的水150份、外加剂5份、增强剂5份继续搅拌1分钟(搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟)；将搅拌所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到轻质再生骨料透水混凝土。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，包括以下质量份数比的原料：稻壳灰30-80份、水泥200-400份、再生粗骨料1100-1500份、页岩陶粒150-250份、高吸水树脂2-10份、水100-150份、外加剂5-15份、增强剂5-15份。
2.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述稻壳灰的相对密度为2.25，容重为300kg/m3，烧失量为3％。
3.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述水泥包括以下材料中的一种或多种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料为含有加气混凝土和红砖组分的建筑废弃物经预筛分、破碎、分选、颗粒整形后得到的骨料。
5.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述页岩陶粒粒径10-25mm。
6.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述高吸水树脂为30-80目，保水率350-450。
7.根据权利要求1所述的轻质再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述外加剂由缓凝型高性能聚羧酸系减水剂和pH调节剂的混合溶液按照7:1的质量比例混合获得，其中，所述pH调节剂由柠檬酸和苹果酸粉末按照1:1的质量比例混合获得。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的轻质再生骨料透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将页岩陶粒、再生粗骨料和高吸水树脂分别放入水中静置第一时长进行预处理，并用筛网滤掉多余水分；
B、将水泥和稻壳灰放入搅拌机搅拌第二时长；
C、向所述搅拌机中加入经过预处理的页岩陶粒、再生粗骨料、高吸水树脂，同时向所述搅拌机中加入水、外加剂、增强剂继续搅拌第三时长，得到轻质再生骨料透水混凝土拌合物；
D、将所得的轻质再生骨料透水混凝土拌合物浇筑于模板或模具中，进行刮平、收边、抹平、压实处理；
E、将经过刮平、收边、抹平、压实处理的轻质再生骨料透水混凝土拌合物薄膜覆盖养护为7-14d得到所述轻质再生骨料透水混凝土，且在养护期内保持湿润状态。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述第一时长为3小时。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B和C中，所述搅拌机的搅拌速度不超过300转/分钟的搅拌下，所述第二时长和第三时长均为1分钟。
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