CN112745080B - 一种高透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种高透水混凝土及其制备方法。高透水混凝土包含以下重量份的组分：280‑520份水泥、1400‑1600份粗骨料、100‑130份水、15‑20份增强剂、20‑60份外加剂；增强剂包含以下重量份的组分：6‑10份聚醚砜、3‑5份活性炭纤维、1.6‑2纳米二氧化钛和2‑4份糖滤泥；其制备方法为：S1、将外加剂加入占总用水量的1/3的水中，搅拌20‑30min，制得组分A；S2、将水泥、粗骨料和增强剂搅拌均匀，制得组分B；S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。本申请的高透水混凝土在具有较高透水性能的同时具有较高的强度。

Description

一种高透水混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高透水混凝土及其制备方法。
背景技术
现有技术中，申请号为CN202010412295.9的中国发明专利申请文件公开了一种提高透水性的混凝土，包括以下重量份的原料：混凝土35-65份、石灰石1-5份、陶瓷1-5份、泡沫材料0.5-3.5份、乳胶粉1.5-6份、再生骨料5-10份、气凝胶2-8份、扩孔剂1-5份、减水剂1.5-4.5份、石墨粉0.5-3.5份。
现有的这种提高透水性的混凝土具有透水性高，加工成本低廉的优点，能解决道路容易积水的问题，但因该透水混凝土内部存在大量的孔隙，使得混凝土在具有良好透水性的同时，强度比普通混凝土低。
针对上述中的相关技术，发明人认为现有的透水混凝土虽然具有较好的透水性能，但强度较低。
发明内容
为了使混凝土在具有较好透水性的同时具有较高的强度，本申请提供一种高透水混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高透水混凝土，采用如下的技术方案：
一种高透水混凝土，包含以下重量份的组分：280-520份水泥、1400-1600份粗骨料、100-130份水、15-20份增强剂、20-60份外加剂；
所述增强剂包含以下重量份的组分：6-10份聚醚砜、3-5份活性炭纤维、1.6-2纳米二氧化钛和2-4份糖滤泥。
通过采用上述技术方案，由于透水混凝土中采用粗集料、水泥、外加剂和水，水泥作为凝胶材料，与粗骨料配合，由于未添加砂，填充粗骨料之间间隙的物质用量少，制得的混凝土中具有较多的连通孔隙，有利于提高混凝土的透水性能，除水泥等基本材料外，还加入由聚醚砜、活性炭纤维、糖滤泥和纳米二氧化钛组成的增强剂，因糖滤泥是制糖企业的废弃物，不仅占用大量场地，且对空气质量及周边环境造成严重污染，将其用于混凝土生产，能降低混凝土生产成本，提高产品市场竞争力，又节能环保，消化固废排放物，改善环境，且糖滤泥是一种粉状的黏湿物料，且其主要成分为碳酸钙，与活性炭纤维配合使用，能增加活性炭纤维内的孔隙率，从而便于将硬度高、亲水性的二氧化钛负载在活性炭纤维的孔隙内，再将透水性好，且固化后硬度高的聚醚砜包裹在内部负载有纳米二氧化钛的活性炭纤维以及糖滤泥表面，活性炭纤维掺入混凝土中，能在混凝土内相互搭接，形成网状结构，当混凝土受压时，聚醚砜能防止二氧化钛从活性炭纤维内脱离，提高混凝土的抗压强度，且聚醚砜具有较强的阻燃性能，在提升混凝土强度的同时，改善混凝土的阻燃效果。
优选的，所述增强剂的制备方法如下：(1)将糖滤泥和活性炭纤维球磨30-40min后过筛，在800-900℃下保温2h，冷却；(2)将纳米二氧化钛分散在水中，形成纳米二氧化钛分散液，加入步骤(1)所得物，搅拌10-12h，在50-60℃下烘干，在800-900℃下保温2h，冷却；(3)将聚醚砜熔融，加入步骤(2)所得物，搅拌10-14h，固化，粉碎，制得增强剂。
通过采用上述技术方案，因糖滤泥中主要成分为碳酸钙，经煅烧后，碳酸钙分解成二氧化碳和氧化钙，二氧化碳使活性炭纤维表面的孔隙增加，透水效果增强，且负载量增大，氧化钙与糖滤泥中Al2O3·2SiO2在高温下生成钙长石，增加糖滤泥的强度，将糖滤泥和活性炭纤维煅烧后浸渍在纳米二氧化钛分散溶液中，纳米二氧化钛在活性炭纤维和糖滤泥吸水过程中负载在活性炭纤维的外表面和孔隙内以及糖滤泥上，增加活性炭纤维和糖滤泥的硬度，聚醚砜熔融后能在活性炭纤维内部孔隙内流动，固化后，附着在活性炭纤维孔隙内和外表面的聚醚砜硬度高，能增强活性炭纤维强度，当活性炭纤维相互搭接在混凝土内部时，能显著提高混凝土的抗压强度。
优选的，所述外加剂包括质量比为1:0.4-0.6:1的稻壳灰、木胶粉和纳米硅灰。
通过采用上述技术方案，稻壳灰结构非常致密，外表面有一层致密的二氧化硅保护膜，且稻壳灰含有大量纳米尺度的孔隙，这些孔隙由硅凝胶离子紧密粘聚而成，比表面积大，吸水性高，稻壳灰表面的二氧化硅，与混凝土混合后，高活性的二氧化硅能与水泥水化，形成氢氧化钙，并产生水化硅酸钙凝胶，从而提升混凝土的密实度，增加抗压强度，木胶粉能提高粗骨料之间的粘结力，提升混凝土的后期强度，延长使用寿命和稳定性，掺入适量的硅灰可以改善硬化水泥浆体微观结构，起到填充效应、火山灰效益和孔隙溶液化学效应。
优选的，所述外加剂的制备方法如下：将木胶粉加入到水中，边加边以50-150r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，加入木粉和纳米硅灰，以200-300r/min的速度搅拌，搅拌均匀后加入稻壳灰，超声分散，在60-80℃下固化，固化后粉碎成5-15mm，制得外加剂。
通过采用上述技术方案，将木胶粉用水溶解后，加入木粉，避免木胶粉成团，也能增加木胶粉与纳米硅灰、稻壳灰的粘结力，木胶粉溶解后，带动纳米硅灰在稻壳灰的孔隙内流动，因木胶粉固化后强度高，耐候性优异，且纳米硅灰掺入能改善混凝土的强度，增加稻壳灰的硬度，当木胶粉固化后，在稻壳灰的孔隙内和外表面粘附，纳米硅灰附着于稻壳灰的空隙内和外表面，从而增强了稻壳灰的抗压强度。
优选的，所述稻壳灰经过以下预处理：将40-50重量份稻壳灰用100-150重量份浓度为90％的磷酸溶液在90-100℃下回流3-4h，用碳酸氢钠中和至pH＝7，用蒸馏水洗涤3-5次，在600-800℃下煅烧2-4h，加入13-16重量份硅烷偶联剂KH-550，在70-80℃下搅拌20-40h，加入16-20重量份氧化石墨烯，超声分散40-60min。
通过采用上述技术方案，氧化石墨烯含有丰富的羧基、羟基、环氧基和羰基等亲水性基团，且具有较好的表面活性和润湿性，稻壳灰表面的二氧化硅具有很高的比表面积，且具有丰富的亲水羟基基团，经磷酸活化处理后，稻壳灰的比表面积增大，得到二氧化硅纯度较高的稻壳灰，加入硅烷偶联剂KH-550中氨基接枝到稻壳灰表面的二氧化硅上，得到氨基化二氧化硅，氨基化二氧化硅与氧化石墨烯表面的羧基进行结合，从而完成接枝，制得吸水性得到进一步提升的稻壳灰。
优选的，所述粗骨料为粒径在5-10mm之间的人工碎石，含泥量为0.2％，针片状含量4.6％。
通过采用上述技术方案，若人工碎石含泥量较多，泥包裹在碎石表面，阻碍碎石与水泥浆体的结合，则需要较多的用水量改善混凝土的流动性，而针片状含量较多，使得混凝土的流动性较差。
优选的，所述糖滤泥含有如下重量百分含量的成分：SiO2，1.52％；Fe2O3,0.26％；Al2O3，0.3％；CaO，42.83％；MgO，2.73％；Cl-，0.014％；Na2O，0.15％；SO3，2.83％；K2O，0.14％。
通过采用上述技术方案，糖滤泥中氧化钙含量高，且二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁的过氧化物含量相对较高，便于形成钙长石，增加糖滤泥的硬度，还有利于提高活性炭纤维表面孔隙率。
优选的，所述水泥为42.5硅酸盐水泥。
优选的，所述纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3，pH值为7-8。
通过采用上述技术方案，使纳米二氧化钛的粒径为10nm，可便于纳米二氧化钛负载在活性炭纤维内部的微小孔隙内，提升活性炭纤维的硬度。
第二方面，本申请提供一种高透水混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将外加剂加入占总用水量的1/3的水中，水温加热至25-30℃，搅拌20-30min，制得组分A；
S2、将水泥、粗骨料和增强剂搅拌均匀，制得组分B；
S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。
通过采用上述技术方案，先将外加剂用水溶解，避免外加剂成团或团聚，再将水泥、粗骨料和增强剂混合，便于活性炭纤维在水泥和粗骨料之间相互搭接，形成网状结构，最后用水混合均匀，制备方法简单，制成的混凝土透水性好，强度高。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用聚醚砜、活性炭纤维、纳米二氧化钛和糖滤泥制备增强剂，由于糖滤泥中碳酸钙含量较多，在受热时生成二氧化碳和碳酸钙，使得活性炭纤维的孔隙率增加，活性炭纤维负载纳米二氧化钛，聚醚砜对糖滤泥和活性炭纤维进行表面包裹和内部孔隙填充，固化后的聚醚砜具有高透水性和高硬度，能防止混凝土在受压时，纳米二氧化钛从活性炭的孔隙内脱离，从而能使混凝土具有高透水性的同时具有高强度。
2、本申请中优选采用稻壳灰、木胶粉和纳米硅灰组成外加剂，由于稻壳灰的外表面由二氧化硅保护膜包裹，能与水泥发生水化作用，形提升混凝土的密实度，增加混凝土强度，纳米硅灰能改善水泥浆体的微观结构，起到填充效应，木胶粉能增加稻壳灰、纳米硅灰与水泥、粗骨料之间的粘结力，从而进一步增加混凝土的抗压强度。
3、本申请中优选使用硅烷偶联剂KH550在稻壳灰表面的二氧化硅上接枝氨基，形成氨基化二氧化硅，再将其与富含羧基、羟基等亲水基团的氧化石墨烯进行接枝，进一步提高了稻壳灰的吸水性能，从而进一步改善透水混凝土的透水效果。
具体实施方式
增强剂的制备例1-5
制备例1-5中聚醚砜选自东莞市鸿灏源塑胶原料有限公司，型号为德国巴斯夫E1010，聚醚砜的物性参数如表1所示，纳米二氧化钛选自江苏天行新材料有限公司，型号为TTP-A10，活性炭纤维选自南通新通活性炭纤维有限公司，糖滤泥的技术指标如表2所示。
制备例1：(1)将6kg糖滤泥和3kg活性炭纤维以2000r/min的转速球磨40min后过筛，在800℃下保温2h，冷却；(2)将1.6kg纳米二氧化钛分散在5kg水中，形成纳米二氧化钛分散液，加入步骤(1)所得物，以500r/min的转速搅拌10h，在50℃下烘干，在800℃下保温2h，冷却；(3)将聚醚砜在350℃下熔融，加入步骤(2)所得物，搅拌10h，在150℃下固化4h，粉碎成粒径为10mm，制得增强剂，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3。
表1聚醚砜的物性参数
Figure GDA0003582824770000051
表2糖滤泥的技术指标
Figure GDA0003582824770000052
制备例2：(1)将8kg糖滤泥和4kg活性炭纤维以2300r/min的转速球磨35min后过筛，在850℃下保温2h，冷却；(2)将1.8kg纳米二氧化钛分散在6kg水中，形成纳米二氧化钛分散液，加入步骤(1)所得物，以400r/min的转速搅拌11h，在55℃下烘干，在850℃下保温2h，冷却；(3)将聚醚砜在365℃下熔融，加入步骤(2)所得物，搅拌12h，在100℃下固化4h，粉碎成粒径为15mm，制得增强剂，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3。
制备例3：(1)将10kg糖滤泥和5kg活性炭纤维以2500r/min的转速球磨30min后过筛，在900℃下保温2h，冷却；(2)将2kg纳米二氧化钛分散在7kg水中，形成纳米二氧化钛分散液，加入步骤(1)所得物，以300r/min的转速搅拌12h，在60℃下烘干，在900℃下保温2h，冷却；(3)将聚醚砜在380℃下熔融，加入步骤(2)所得物，搅拌14h，在130℃下固化5h，粉碎成粒径为20mm，制得增强剂，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3。
制备例4：与制备例1的区别在于，步骤(1)中未添加糖滤泥。
制备例5：与制备例1的区别在于，不含步骤(3)。
外加剂的制备例1-10
制备例1-10中木胶粉选自苏州德益威粘合剂有限公司，型号为101；木粉选自灵寿县顺磊矿产品加工厂，货号为17；纳米硅灰选自北京德昌伟业建筑工程技术有限公司，型号为DC；硅烷偶联剂KH-550选自济南聚能化工有限公司，货号为02；氧化石墨烯选自源叶生物，货号为S28018。
制备例1：将1kg木胶粉加入到0.5kg水中，边加边以50r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，加入0.2kg木粉和1kg纳米硅灰，以200r/min的速度搅拌，搅拌均匀后加入0.4kg稻壳灰，在300w的频率下超声分散30min，在60℃下固化，固化后粉碎成50um，制得外加剂，木粉粒径为325目，纳米硅灰的粒径为1200目，氧化石墨烯纯度为99.9％。
制备例2：将1kg木胶粉加入到0.5kg水中，边加边以100r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，加入0.3kg木粉和1kg纳米硅灰，以250r/min的速度搅拌，搅拌均匀后加入0.5kg稻壳灰，在400w的频率下超声分散25min，在70℃下固化，固化后粉碎成40um，制得外加剂，木粉粒径为325目，纳米硅灰的粒径为1200目，氧化石墨烯纯度为99.9％。
制备例3：将1kg木胶粉加入到0.5kg水中，边加边以150r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，加入0.4kg木粉和1kg纳米硅灰，以300r/min的速度搅拌，搅拌均匀后加入0.6kg稻壳灰，在500w的频率下超声分散20min，在80℃下固化，固化后粉碎成30um，制得外加剂，木粉粒径为325目，纳米硅灰的粒径为1200目，氧化石墨烯纯度为99.9％。
制备例4：与外加剂的制备例1的区别在于，未添加纳米硅灰。
制备例5：与外加剂的制备例1的区别在于，未添加稻壳灰。透水性下降。
制备例6：与外加剂的制备例1的区别在于，稻壳灰经过以下预处理：将40g稻壳灰用100g浓度为90％的磷酸溶液在90℃下回流4h，用碳酸氢钠中和至pH＝7，用蒸馏水洗涤3次，在600℃下煅烧4h，加入13g硅烷偶联剂KH-550，在70℃下搅拌40h，加入16g氧化石墨烯，超声分散40min。
制备例7：与外加剂的制备例1的区别在于，稻壳灰经过以下预处理：将45g稻壳灰用130g浓度为90％的磷酸溶液在95℃下回流3.5h，用碳酸氢钠中和至pH＝7，用蒸馏水洗涤4次，在700℃下煅烧3h，加入14g硅烷偶联剂KH-550，在75℃下搅拌30h，加入18g氧化石墨烯，超声分散50min。
制备例8：与外加剂的制备例1的区别在于，稻壳灰经过以下预处理：将50g稻壳灰用150g浓度为90％的磷酸溶液在100℃下回流3h，用碳酸氢钠中和至pH＝7，用蒸馏水洗涤5次，在800℃下煅烧2h，加入16g硅烷偶联剂KH-550，在80℃下搅拌20h，加入20g氧化石墨烯，超声分散60min。
制备例9：与外加剂的制备例1的区别在于，未添加硅烷偶联剂KH-550。
制备例10：与外加剂的制备例1的区别在于，未添加氧化石墨烯。
实施例
以下实施例和对比例中巴斯夫聚羧酸减水剂选自上海凯茵化工有限公司，型号为RHEOPLUS 410；RJ-8型混凝土表面增强剂选自北京荣达信新技术有限公司，KSZ型透水混凝土增强剂选自武汉开思新材料有限公司，聚醚砜选自东莞市鸿灏源塑胶原料有限公司，型号为德国巴斯夫E1010，纳米二氧化钛选自江苏天行新材料有限公司，型号为TTP-A10，活性炭纤维选自南通新通活性炭纤维有限公司。
实施例1：一种高透水混凝土，其原料配比如表3所示，该高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将20kg/m3外加剂加入占总用水量的1/3的水中，水温加热至25℃，搅拌30min，制得组分A，外加剂为巴斯夫聚羧酸减水剂；
S2、将280kg/m3水泥、1400kg/m3粗骨料和15kg/m3增强剂搅拌均匀，制得组分B，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，粗骨料为粒径在5-10mm之间的人工碎石，含泥量为0.2％，针片状含量为4.6％，堆积密度为1500kg/m3，增强剂由6kg聚醚砜、3kg活性炭纤维、1.6kg纳米二氧化钛和2kg糖滤泥混合制成，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3，活性炭纤维的长度为5mm；
S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。
表3实施例1-3中混凝土的原料配比
Figure GDA0003582824770000071
实施例2：一种高透水混凝土，其原料配比如表3所示，该高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将40kg/m3外加剂加入占总用水量的1/3的水中，水温加热至25℃，搅拌20min，制得组分A，外加剂为巴斯夫聚羧酸减水剂；
S2、将400kg/m3水泥、1500kg/m3粗骨料和18kg/m3增强剂搅拌均匀，制得组分B，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，粗骨料为粒径在5-10mm之间的人工碎石，含泥量为0.2％，针片状含量为4.6％，堆积密度为1500kg/m3，增强剂由8kg聚醚砜、4kg活性炭纤维、1.8kg纳米二氧化钛和3kg糖滤泥混合制成，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3，活性炭纤维的长度为8mm；
S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。
实施例3：一种高透水混凝土，其原料配比如表3所示，该高透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将60kg/m3外加剂加入占总用水量的1/3的水中，水温加热至25℃，搅拌30min，制得组分A，外加剂为巴斯夫聚羧酸减水剂；
S2、将520kg/m3水泥、1600kg/m3粗骨料和20kg/m3增强剂搅拌均匀，制得组分B，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，粗骨料为粒径在5-10mm之间的人工碎石，含泥量为0.2％，针片状含量为4.6％，堆积密度为1500kg/m3，增强剂由10kg聚醚砜、5kg活性炭纤维、2kg纳米二氧化钛和5kg糖滤泥混合制成，纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99％，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3，活性炭纤维的长度为10mm；
S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。
实施例4：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂由增强剂的制备例1制成。
实施例5：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂由增强剂的制备例2制成。
实施例6：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂由增强剂的制备例3制成。
实施例7：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂由增强剂的制备例4制成。
实施例8：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂由增强剂的制备例5制成。
实施例9：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例1制成。
实施例10：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例2制成。
实施例11：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例3制成。
实施例12：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例4制成。
实施例13：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例5制成。
实施例14：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例6制成。
实施例15：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例7制成。
实施例16：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例8制成。
实施例17：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例9制成。
实施例18：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，外加剂由外加剂的制备例10制成。
对比例
对比例1：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂为RJ-8型混凝土表面增强剂。
对比例2：一种高透水混凝土，与实施例1的区别在于，增强剂为KSZ型透水混凝土增强剂。
对比例3：一种高透水混凝土，与实施例4的区别在于，增强剂中聚醚砜用油性聚氨酯树脂替代，油性聚氨酯树脂选自东莞市竞择树脂有限公司，型号为FR-C609。
对比例4：一种透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：先将0.5kg白炭黑和0.6kg纳米二氧化钛分散于5份水中，得到第一悬浮液，再将0.01kg疏水改性聚丙烯酰胺溶于10份水中，得到疏水改性聚丙烯酰胺溶液，将上述第一悬浮液和上述疏水改性聚丙烯酰胺溶液混合均匀得到第二悬浮液，接着向上述第二悬浮液中加入0.2kg荷叶疏水剂、1kg有机硅乳液和0.6kg含氟丙烯酸乳液，混合均匀，得到第一混合物；取40kg再生粗骨料、80kg碎石、40kg水泥、1kg羟丙基甲基纤维素和0.3kg三乙醇胺混合均匀，得到第二混合物；其中再生粗骨料和碎石的粒径均为7(±1)mm；取上述第一混合物和第二混合物混合均匀，得到透水混凝土。
性能检测试验按照各实施例和各对比例中的方法制备混凝土，将混凝土放入150mm×150mm×150mm的模具中，将模具放入标准养护箱中养护至28天，每个实施例或对比例均取三块试样进行检测，检测结果取平均值，记录于表4中，以CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的性能要求作为检测标准值，检测方法如下：
1、透水系数：采用“固定水位高度法”测试，先将试块四个侧面用净浆密封，使成型面作为测试表面，测试透水仪中水位由180降至0时所用时间t，通过下式计算透水系数υ：υ＝h/t；2、抗压强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检测；
3、孔隙率：将试块在水中浸泡24h后，在水中测试试块的质量m1，然后将试块风干24h，测其质量m2，根据下式计算混凝土的孔隙率P：P＝[1-(m2-m1)/Vρ水]×100％。
表4高透水混凝土的性能检测结果
Figure GDA0003582824770000101
由表4中数据可以看出，实施例1-3中添加了由聚醚砜、活性炭纤维、糖滤泥和纳米二氧化钛混合制成的增强剂，混凝土的透水系数高，孔隙率大，抗压强度高，在具备较好透水性能的同时具有较高的抗压强度。
实施例4-6中采用本申请中增强剂的制备例1-3制备的增强剂，由于活性炭纤维经过造孔和负载，从而增强了混凝土的抗压强度。
实施例7因制备增强剂时未使用糖滤泥，活性炭纤维表面无法形成较多孔隙，从而负载高强的纳米二氧化钛，所以混凝土的抗压强度有所降低。
实施例8因制备增强剂时未添加聚醚砜，混凝土的透水系数、孔隙率和抗压强度与实施例4-6相比均有所下降，说明聚醚砜的加入能有效改善混凝土的透水性能和抗压强度。
实施例9使用增强剂的制备例1制成的增强剂，并添加外加剂的制备例1制备的外加剂，由检测结果可以看出，与实施例4-6相比，混凝土的抗压强度增加，透水系数变大，孔隙率增多，说明外加剂的加入能有效改善混凝土的抗压强度和透水性能。
实施例10-11中分别掺入由外加剂的制备例2-3制备的外加剂，与实施例9相同，实施例10-11制备的混凝土也具有较好的抗压强度和透水性能。
实施例12因外加剂中未添加纳米硅灰，与实施例9-11相比，实施例12制备的混凝土抗压强度明显下降，实施例13因外加剂中未添加稻壳灰，与实施例9-11相比，实施例13制备的混凝土透水系数变小，孔隙率降低，由此说明使用纳米硅灰和稻壳灰能有效增加混凝土的抗压强度和透水性能。
实施例14-16因外加剂中稻壳灰使用氧化石墨烯进行预先处理，与实施例6-11相比，实施例14-16制备的混凝土，透水系数明显增大，孔隙率有较大提升，透水性能有进一步的改善。
实施例17因外加剂中稻壳灰预处理使未使用硅烷偶联剂KH-550，氧化石墨烯无法与稻壳灰表面的基团进行接枝，使得实施例17制备的混凝土透水系数与实施例9-11中稻壳灰未经预处理时无较大差异，说明经过使用硅烷偶联剂和氧化石墨烯对稻壳灰进行预处理，能有效改善混凝土的透水性能。
实施例18因外加剂中稻壳灰预处理时未添加氧化石墨烯，混凝土的透水系数与实施例9-11无较大变化，说明经氧化石墨烯预处理的稻壳灰，能有效提高混凝土的透水系数和孔隙率，提升混凝土的透水性能。
对比例1因增强剂使用市售的RJ-8型混凝土表面增强剂，由检测结果可知，混凝土的透水系数和孔隙率与实施例1-3无较大变化，但混凝土的抗压强度有明显下降，说明本申请中增强剂能有效增强混凝土的抗压强度。
对比例3因制备增强剂时使用聚氨酯树脂替代聚醚砜，聚氨酯树脂虽然能提升混凝土的抗压强度，但透水性能较差，不及本申请中聚醚砜的效果好。
对比例4为现有技术制备的透水混凝土，其透水系数和孔隙率均不及本申请中数据，且抗压强度比本申请中实施例1-18制备的混凝土小，说明本申请制备的高透水混凝土在具有较高透水性的同时具有较强的抗压强度。
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 (7)

1.一种高透水混凝土，其特征在于，包含以下重量份的组分：280-520份水泥、1400-1600份粗骨料、100-130份水、15-20份增强剂、20-60份外加剂；
所述增强剂包含以下重量份的组分：6-10份聚醚砜、3-5份活性炭纤维、1.6-2纳米二氧化钛和2-4份糖滤泥；
所述增强剂的制备方法如下：（1）将糖滤泥和活性炭纤维球磨30-40min后过筛，在800-900℃下保温2h，冷却；（2）将纳米二氧化钛分散在水中，形成纳米二氧化钛分散液，加入步骤（1）所得物，搅拌10-12h，在50-60℃下烘干，在800-900℃下保温2h，冷却；（3）将聚醚砜熔融，加入步骤（2）所得物，搅拌10-14h，固化，粉碎，制得增强剂；
所述外加剂包括质量比为1:0.4-0.6:1的稻壳灰、木胶粉和纳米硅灰；
所述稻壳灰经过以下预处理：将40-50重量份稻壳灰用100-150重量份浓度为90%的磷酸溶液在90-100℃下回流3-4h，用碳酸氢钠中和至pH=7，用蒸馏水洗涤3-5次，在600-800℃下煅烧2-4h，加入13-16重量份硅烷偶联剂KH-550，在70-80℃下搅拌20-40h，加入16-20重量份氧化石墨烯，超声分散40-60min。
2.根据权利要求1所述的高透水混凝土，其特征在于，所述外加剂的制备方法如下：将木胶粉加入到水中，边加边以50-150r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，加入木粉和纳米硅灰，以200-300r/min的速度搅拌，搅拌均匀后加入稻壳灰，超声分散，在60-80℃下固化，固化后粉碎成5-15mm，制得外加剂。
3.根据权利要求1所述的高透水混凝土，其特征在于，所述粗骨料为粒径在5-10mm之间的人工碎石，含泥量为0.2%，针片状含量4.6%。
4.根据权利要求1所述的高透水混凝土，其特征在于，所述糖滤泥含有如下重量百分含量的成分：SiO2，1.52%；Fe2O3,0.26%；Al2O3，0.3%；CaO，42.83%；MgO，2.73%；Cl-，0.014%；Na2O，0.15%；SO3，2.83%；K2O，0.14%。
5.根据权利要求1所述的高透水混凝土，其特征在于，所述水泥为42.5硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的高透水混凝土，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为10nm，TiO2含量为99%，比表面积为85m2/g，堆积密度为0.3g/cm3。
7.权利要求1-6任一项所述的高透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将外加剂加入占总用水量的1/3的水中，水温加热至25-30℃，搅拌20-30min，制得组分A；
S2、将水泥、粗骨料和增强剂搅拌均匀，制得组分B；
S3、将组分A和组分B混合均匀，加入剩余的水，继续搅拌均匀，制得高透水混凝土。
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