CN112441794A - 一种透水路面用透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水路面用透水混凝土，由集料、水泥、无机材粘结剂和水组成，其特征在于，所述集料的重量份数为1350～1650份，所述水泥的重量份数为300～350份，所述无机材粘结剂的重量份数为90～130份，所述水的重量份数为90～142份；所述无机材粘结剂包括基材、活性剂、收缩减低剂、白华防止剂、无机颜料和聚酯纤维，其中按重量份数计算每100份的基材中添加1～3份的活性剂、0.5～1.5份的收缩减低剂、3～6份的白华防止剂、10～20份的无机颜料以及1～2.5份的纤维。

Description

一种透水路面用透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路施工领域，更具体地，涉及一种透水路面用透水混凝土及其制备方法。
背景技术
随着海绵城市建设工作的不断深入，透水路面有了越来越广泛的应用，其中水泥基透水路面因原料来源广泛、制造工艺简便、性价比好而成为透水性路面最常用的铺装材料。
在透水路面的评价指标中，透水孔隙的特征指标直接影响到路面的强度等级、透水系数、抗冻融、保水率以及防堵塞等参数，因此，透水孔隙的特征指标是否达标，直接影响到透水路面的性能。
现有的透水路面中，集料、胶凝材料以及水灰比等由于没有标准的配合比例，胶凝材料的选配也没有严格的标准予以借鉴，大多情况下配置出的透水混凝土铺设的路面透水孔隙特征离散，导致透水路面的存在路用性能差、不达标且衰减周期短等问题。
因此，需要一种透水路面用的透水混凝土，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种透水路面用的透水混凝土的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种透水路面用透水混凝土，由集料、水泥、无机材粘结剂和水组成，所述集料的重量份数为1350～1650份，所述水泥的重量份数为300～350份，所述无机材粘结剂的重量份数为90～130份，所述水的重量份数为90～142份；所述无机材粘结剂包括基材、活性剂、收缩减低剂、白华防止剂、无机颜料和聚酯纤维，其中按重量份数计算每100份的基材中添加1～3份的活性剂、0.5～1.5份的收缩减低剂、3～6份的白华防止剂、10～20份的无机颜料以及1～2.5份的纤维。
优选地，所述集料的重量份数为1500份，所述水泥的重量份数为300份，所述无机材粘结剂的重量份数为130份，所述水的重量份数为120份。
优选地，所述基材由硅藻土、高炉炉渣、铝硅玻璃、粉煤灰以及硅灰组成，其中按重量份数计算每100份的基材中包含10份硅藻土、30份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、40份粉煤灰以及15份硅灰。
优选地，所述无机材粘结剂包括基材、活性剂、收缩减低剂、白华防止剂、无机颜料和纤维，其中每100份的基材中添加1～3份的活性剂、0.5～1.5份的收缩减低剂、3～6份的白华防止剂、10～20份的无机颜料以及1～2.5份的纤维。
优选地，所述活性剂由消泡剂、减水剂和增粘剂组成，其中每份所述消泡剂中添加0.1～0.3份的所述减水剂以及0.08～0.36份的所述增粘剂。
优选地，所述集料的粒径为2.36～9.9mm，表观密度＞2500Kg/m3。
优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
根据本发明的第二方面，提供了一种上述透水路面用透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将集料、水泥以及无机材粘结剂按比例加入至搅拌机中搅拌形成混合料；
步骤二：在搅拌中的混合料中分两次加入规定比例份数的水，两次加水之间间隔时间至少1分钟。
根据本公开的一个实施例，使用本透水混凝土铺设的透水路面，解决了透水系数和路面强度不能同时兼顾的问题，透水孔隙均匀，路面强度高，且耐用性强。
通过以下对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
实施例一
该实施例中的透水路面用透水混凝土，由集料、水泥、无机材粘结剂和水组成，所述集料的重量份数为1350～1650份，所述水泥的重量份数为300～350份，所述无机材粘结剂的重量份数为90～130份，所述水的重量份数为90～142份。
在该实施例中，选择的集料为玄武岩集料或者抛光彩色集料，集料的粒径为2.36～9.9mm，表观密度＞2500Kg/m3，所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，即P.O42.5水泥。
由于选用的集料球形度＜0.1，堆积后孔隙截面呈近似多边形；水泥、无机材粘结剂、水和集料分段加入拌和不影响球形度，同时在集料原孔隙处起到胶凝后粘接和填充效果，大孔隙呈近似多边形，胶凝反应后小孔隙呈小多边形，保证胶凝反应后呈微小多边形孔径特征。从而使本透水混凝土铺设后的路面具备较好的承载性能，使得路面的强度等级能够达到C25或C30，可满足步道或者轻载荷路用需求。
同时基于上述孔隙特征，路面污染物止于路表下5mm，便于清洗，具有较好的防堵塞功能。
在本实施例中，所述无机材粘结剂包括基材、活性剂、收缩减低剂、白华防止剂、无机颜料和纤维，其中每100份的基材中添加1～3份的活性剂、0.5～1.5份的收缩减低剂、3～6份的白华防止剂、10～20份的无机颜料以及1～2.5份的聚酯纤维，该聚酯纤维的纤维长度在12mm左右。
其中的基材由硅藻土、高炉炉渣、铝硅玻璃、粉煤灰以及硅灰组成，其中按重量份数计算每100份的基材中包含10份硅藻土、30份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、40份粉煤灰以及15份硅灰。
所述活性剂由消泡剂、减水剂和增粘剂组成，其中每份所述消泡剂中添加0.1～0.3份的所述减水剂以及0.08～0.36份的所述增粘剂。减水剂、增粘剂和消泡剂在功能上减少拌和水用量、增加胶凝材料和集料之间的结合力、较少因为胶凝反应产生的气孔。
实施例二
本实施例中的透水路面用透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将集料、水泥以及无机材粘结剂按比例加入至搅拌机中搅拌形成混合料；
在该步骤中，首先将按设定配合比计量的上述实施例中的集料、水泥和无机材粘结剂加入搅拌机中搅拌30秒。
步骤二：在搅拌中的混合料中分两次加入规定比例份数的水，两次加水之间间隔时间至少1分钟。
在该步骤中，将50％的拌合水加入后搅拌60秒，使得水泥、无机材粘结剂充分裹附集料，同时也是水泥、无机材粘结剂水化反应的化合水；之后将剩余水全部加入，保证透水混凝土混合料施工的和易性和坍落度；继续搅拌60秒后暂停15秒，清理粘附于搅拌机叶片、轴和内壁上的混合料，继续搅拌60秒后制成透水混凝土。
利用上述透水混凝土铺设透水路面时，采用人工摊铺结合刮尺刮平或者机械摊铺，平整度与排水坡度应符合设计要求，松铺系数为1.1～1.2；采用低频平板振动器压实至密实度＞0.95；采用抹光机抹平面层。
采用薄膜覆盖结合终凝后洒水方式养护，养护时间28天，即完成透水路面的铺设。
实施例三
在该实施例中，选用2.36～4.75mm玄武岩集料，压碎值9％，紧密堆积密度1580Kg/m3，孔隙率41％；PO42.5海螺水泥，300Kg；无机材粘结剂，130Kg；水，120kg；对比在不同的集料重量添加下，透水混凝土路面的性能参数。
采用上述实施例中的透水混凝土制备方法制备并铺设成为透水路面后，参照CJJ/T135《透水水泥混凝土路面技术规程》检测方法进行性能检测，得到的检测结果如下：
表1：不同质量份数的基材对透水混凝土路面检测性能影响表
Figure BDA0002807507850000051
由上表可知，本实施例的方法制备的水泥基透水水泥路面检测各项指标均超过性能要求。
实施例四
在该实施例中，选用4.75～9.90mm抛光彩色集料，压碎值11％，紧密堆积密度1560Kg/m3，集料重量1500Kg，孔隙率43％；PO42.5海螺水泥，300Kg；无机材粘结剂130Kg；在不同重量份数水的添加下，对透水混凝土路面的参数影响。
采用上述实施例中的透水混凝土制备方法制备，在松铺系数1.13，压实度0.95的参数下铺设路面；待面层初凝后采用0.3MPa工业喷枪，均匀、雾化喷缓凝剂至面层；路面底层终凝后，用0.5～1.0MPa工业喷枪冲刷表层胶凝材料，并采用实施例二中的养护方法进行养护；采用0.5MPa工业喷枪喷涂表面保护剂，参照CJJ/T135《透水水泥混凝土路面技术规程》检测方法进行性能检测，得到的检测结果如下：
表2：不同质量份数的水对透水混凝土路面检测性能影响表
Figure BDA0002807507850000061
由上表可知，本实施例的方法制备的水泥基透水水泥路面检测各项指标均超过性能要求。
实施例五
在该实施例中，选用重量占比位45％的2.36～4.75mm和55％的4.75～9.5mm两个粒度玄武岩集料，压碎值11％，紧密堆积密度1610Kg/m3，集料重量1500Kg，孔隙率41％；无机材粘结剂，130Kg；水，120Kg；PO42.5海螺水泥，不同质量份数的水泥对透水混凝土路面的影响。
采用上述实施例中的透水混凝土制备方法制备并铺设成为透水路面后，参照CJJ/T135《透水水泥混凝土路面技术规程》检测方法进行性能检测，得到的检测结果如下：
表3：不同质量份数水泥对透水混凝土路面检测性能影响表
Figure BDA0002807507850000071
由上表可知，本实施例的方法制备的水泥基透水水泥路面检测各项指标均超过性能要求。
实施例六
在该实施例中，选用2.36～4.75mm玄武岩集料，压碎值9％，紧密堆积密度1580Kg/m3，集料重量1500Kg，孔隙率41％；PO42.5海螺水泥300Kg；水120Kg；不同质量份数的无机材粘结剂对透水混凝土路面的参数影响。
采用上述实施例中的透水混凝土制备方法制备并铺设成为透水路面后，参照CJJ/T135《透水水泥混凝土路面技术规程》检测方法进行性能检测，得到的检测结果如下：
表4：不同质量份数的无机材粘结剂对透水混凝土路面检测性能影响表
Figure BDA0002807507850000072
Figure BDA0002807507850000081
由上表可知，本实施例的方法制备的水泥基透水水泥路面检测各项指标均超过性能要求。
通过对比实施例三至实施例六可知，透水路面性能最佳时，各原材料的质量份数为：集料的重量份数为1500份，水泥的重量份数为300份，无机材粘结剂的重量份数为130份，水的重量份数为120份。由于选用的集料球形度＜0.1，堆积后孔隙截面呈近似多边形；且水泥、无机材粘结剂、水和集料分段加入拌和保证不影响球形度，同时在集料原孔隙处起到胶凝后粘接和填充效果，大孔隙呈近似多边形，胶凝反应后小孔隙呈小多边形；水泥、无机材粘结剂和水混合种组份配方和水灰比保证胶凝反应后呈微小多边形孔径特征。
实施例七
在该实施例中，选用2.36～4.75mm玄武岩集料，压碎值9％，紧密堆积密度1580Kg/m3，集料重量1500Kg，孔隙率41％；PO42.5海螺水泥300Kg；无机材粘结剂130Kg；水120Kg。其中的无机材粘结剂中的基材比例选取如下：
基材一：10份硅藻土、30份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、40份粉煤灰以及15份硅灰；
基材二：10份硅藻土、50份高炉炉渣、4份铝硅玻璃、5份粉煤灰以及31份硅灰；
基材三：10份硅藻土、40份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、7份粉煤灰以及38份硅灰；
基材四：10份硅藻土、30份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、30份粉煤灰以及25份硅灰。
采用上述实施例中的透水混凝土制备方法制备并铺设成为透水路面后，参照CJJ/T135《透水水泥混凝土路面技术规程》检测方法进行性能检测，得到的检测结果如下：
表5：无机材粘结剂中不同的基材对透水混凝土路面检测性能影响表
Figure BDA0002807507850000091
由上表可知，当基材中的硅藻土、高炉炉渣、铝硅玻璃、粉煤灰以及硅灰的质量份数比为10：30：5：40：15时，无机材粘结剂在透水路面中的效果最佳，这是由于质量份数比例较高的高炉炉渣以及粉煤灰的颗粒状结构能够避免在粘合过程中孔隙的堵塞，保证孔隙率以及孔隙端面，从而保证透水路面具有较高的透水率。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种透水路面用透水混凝土，由集料、水泥、无机材粘结剂和水组成，其特征在于，所述集料的重量份数为1350～1650份，所述水泥的重量份数为300～350份，所述无机材粘结剂的重量份数为90～130份，所述水的重量份数为90～142份；所述无机材粘结剂包括基材、活性剂、收缩减低剂、白华防止剂、无机颜料和聚酯纤维，其中按重量份数计算每100份的基材中添加1～3份的活性剂、0.5～1.5份的收缩减低剂、3～6份的白华防止剂、10～20份的无机颜料以及1～2.5份的纤维。
2.根据权利要求1所述的透水路面用透水混凝土，其特征在于，所述集料的重量份数为1500份，所述水泥的重量份数为300份，所述无机材粘结剂的重量份数为130份，所述水的重量份数为120份。
3.根据权利要求1所述的透水路面用透水混凝土，其特征在于，所述基材由硅藻土、高炉炉渣、铝硅玻璃、粉煤灰以及硅灰组成，其中按重量份数计算每100份的基材中包含10份硅藻土、30份高炉炉渣、5份铝硅玻璃、40份粉煤灰以及15份硅灰。
4.根据权利要求2所述的透水路面用透水混凝土，其特征在于，所述活性剂由消泡剂、减水剂和增粘剂组成，其中每份所述消泡剂中添加0.1～0.3份的所述减水剂以及0.08～0.36份的所述增粘剂。
5.根据权利要求2所述的透水路面用透水混凝土，其特征在于，所述集料的粒径为2.36～9.9mm，表观密度＞2500Kg/m3。
6.根据权利要求2所述的透水路面用透水混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
7.一种权利要求1至6中所述的透水路面用透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将集料、水泥以及无机材粘结剂按比例加入至搅拌机中搅拌形成混合料；
步骤二：在搅拌中的混合料中分两次加入规定比例份数的水，两次加水之间间隔时间至少1分钟。
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