CN112341082A - 一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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张怡心
刘一鸣
肖衡林
马强
李文涛
陈智
周鑫隆
田密
丁祥
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    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明公开了一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土及其制备方法，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料700～800份、水泥175～190份、硅粉15～18份、矿渣粉5～10份、外加剂22～28份、增韧纤维8～10份、水60～70份。所述粗骨料由再生骨料和钢渣组成，粒径为5～10mm；所述水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥；所述外加剂由乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、纳米黏土、磷石膏调制而成；所述增韧纤维为钢纤维。本发明还提供了该生态混凝土的制备方法。本发明不仅保证了透水混凝土良好的透水性和耐久性，还提供了一种对工业产物钢渣和再生骨料的运用方法，具有生态可持续发展的环保前景。

Description

一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，涉及一种生态混凝土技术，尤其涉及一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土及其制备方法。
背景技术
随着世界范围内城市化进程的加快，各国在建设基础设施时普遍面临着城市排水的问题。由于近年来的环境和气候异常变化引起的暴雨和台风等自然灾害，城市排洪面临着巨大挑战。
生态混凝土又称为透水混凝土，是一种特殊的环保混凝土。它由单一集配的粗骨料制成，不含或仅含有少量细骨料，使用胶凝材料将粗骨料胶凝成具有连续孔隙的混凝土。与传统混凝土相比，生态混凝土不仅具有排出雨水、吸收噪音的作用，还具有生长植物、美化环境的特性，对改善地表土壤生态环境和减轻地表径流具有重要的经济和环境意义。
从已有的工程应用和研究资料看，目前生态混凝土采用的骨料大多为天然骨料。在城市建设过程中，会产生各种各样的废物，例如拆除建筑的废弃混凝土以及炼钢产业的副产物钢渣，将这些废弃材料再利用，不仅节约了天然材料，也减少了废弃材料对环境的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢渣与再生骨料生态混凝土及其制备方法，所述透水混凝土的孔隙率、透水系数以及强度良好，并利用了再生材料，具有环保特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：粗骨料700～800份、水泥175～190份、硅粉15～18份、矿渣粉5～10份、外加剂22～28份、增韧纤维8～10份、水60～70份。
进一步地，所述粗骨料由再生骨料和钢渣混合组成，粒径为5～10mm，再生骨料的堆积密度为1200～1300kg/m3，钢渣骨料为室外陈化钢渣，堆积密度为1850～1950kg/m3。
进一步地，所述粗骨料中再生骨料和钢渣的质量比为1:2～1:4。
进一步地，所述粗骨料中再生骨料和钢渣的最优质量比为1:3。
进一步地，所述水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述硅粉比表面积为15-25m3/g，堆积密度为200～330kg/m3。
进一步地，所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10～15份、纳米黏土5～10份、磷石膏10～15份。
进一步地，所述增韧纤维为钢纤维。
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将粗骨料和约1/2用量的水搅拌30～50s，得到混合物A；
步骤2、将水泥、硅粉、外加剂、增韧纤维加入混合物A并继续搅拌，在搅拌过程中加入剩余水，搅拌至水泥均匀地附着在骨料表面，搅拌时间为150～200s，得到所述基于钢渣与再生骨料的透水混凝土。
进一步地，将得到的透水混凝土浇筑，脱模后，在标准固化室中于20℃和95％相对湿度下养护，固化后得到透水混凝土试块。
本发明乙酸乙烯酯和乙烯共聚物可提高凝胶材料的流动性并减缓其水合作用，使凝胶材料可以更均匀的覆盖在骨料上，同时其较小的密度使其相对于硅酸盐水泥有更大的体积，当其以特定比例替代普通硅酸盐水泥时，凝胶材料在透水混凝土的界面过渡区中会有更大的厚度，对于透水混凝土的强度有积极影响。
本发明有益效果如下：
本发明所制得的生态混凝土以其多孔结构为基本载体，保证了良好的孔隙率、透水性和强度；使用了再生材料，实现了资源的再利用，具有一定的环保与可持续发展特性；钢渣骨料中的氧化钙等成分可与空气中的二氧化碳反应，具有一定减少温室效应的作用；最终得到的生态护坡用植生混凝土透水性、孔隙率、抗压强度良好，可实现改善生态环境、减少地表径流等功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料720份、水泥180份、硅粉15份、外加剂24份、增韧纤维8份、水70份。所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、纳米黏土5份、磷石膏10份。
实施例2
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料750份、水泥180份、硅粉18份、矿渣粉5份、外加剂26份、增韧纤维8份、水65份。所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、纳米黏土3份、磷石膏12份。
实施例3
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料730份、水泥185份、硅粉15份、矿渣粉5份、外加剂28份、增韧纤维10份、水70份。所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物18份、磷石膏15份。
实施例4
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料750份、水泥180份、硅粉15份、矿渣粉7份、外加剂22份、增韧纤维8份、水70份。所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、纳米黏土5份、磷石膏15份。
实施例5
一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，该透水混凝土由以下组分按重量份组成：粗骨料700份、水泥175份、硅粉18份、矿渣粉10份、外加剂26份、增韧纤维10份、水60份。所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、纳米黏土5份、磷石膏10份。
实施例1～5中，透水混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将粗骨料和约1/2用量的水搅拌30～50s，得到混合物A。
步骤2、将水泥、硅粉、外加剂、增韧纤维加入混合物A并继续搅拌，在搅拌过程中加入剩余水，搅拌至水泥均匀地附着在骨料表面，搅拌时间为150～200s，得到基于钢渣与再生骨料的透水混凝土。
步骤3、将所述透水混凝土浇筑在模具内后，在振动台上振动60s，之后施加3MPa压力60s进行压实。
步骤4、脱模后，将脱模后得到的混凝土置于标准固化室中于20℃和95％相对湿度下养护，得到透水混凝土试块。
经检测，实施例1～5所制得的植生混凝土的性能如表1所示：
表1一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土性能测试：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
抗压强度(Mpa) 20.4 20.9 21.2 20.2 20.6
透水系数(mm/s) 16.4 15.9 15.6 16.7 16.3
由表1数据可得，本发明制造的生态混凝土具有良好的孔隙率和抗压强度。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：粗骨料700～800份、水泥175～190份、硅粉15～18份、矿渣粉5～10份、外加剂22～28份、增韧纤维8～10份、水60～70份。
2.根据权利要求1所述基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述粗骨料由再生骨料和钢渣混合组成，粒径为5～10mm，再生骨料的堆积密度为1200～1300kg/m3，钢渣骨料为室外陈化钢渣，堆积密度为1850～1950kg/m3。
3.根据权利要求2所述基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述粗骨料中再生骨料和钢渣的质量比为1:2～1:4。
4.根据权利要求1基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述硅粉比表面积为15-25m3/g，堆积密度为200～330kg/m3。
6.根据权利要求1基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述外加剂由以下重量份数的原料制成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10～15份、纳米黏土5～10份、磷石膏10～15份。
7.根据权利要求1基于钢渣与再生骨料的透水混凝土，其特征在于：所述增韧纤维为钢纤维。
8.权利要求1～7任一项所述透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将粗骨料和约1/2用量的水搅拌30～50s，得到混合物A；
步骤2、将水泥、硅粉、外加剂、增韧纤维加入混合物A并继续搅拌，在搅拌过程中加入剩余水，搅拌至水泥均匀地附着在骨料表面，搅拌时间为150～200s，得到所述基于钢渣与再生骨料的透水混凝土。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，将得到的透水混凝土浇筑，脱模后，在标准固化室中于20℃和95％相对湿度下养护，固化后得到透水混凝土试块。
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