CN112979249A - 一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法 Download PDF

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王安宁
孙杰
吕康琪
陈国珍
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Wuhan University of Science and Technology WHUST
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    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明提供了一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域，所述透水再生混凝土由如下重量份配比的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米SiO290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份；各原料按一定顺序混合搅拌均匀后得到所需的混凝土。本发明的再生骨料透水混凝土以建筑垃圾和工业废渣为主要原材料，不仅具有较高的强度和耐久性能，而且具备优良的吸水、蓄水、排水、净水能力。再生骨料透水混凝土在混凝土路面铺设中的应用，与传统的路面相比，具有优良的排水、透气、吸声、降噪等性能。

Description

一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备 方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的快速发展，许多城市道路都被钢筋混凝土结构物和不透水材料所覆盖。由于硬化的普通混凝土路面不透水，阻断雨水和地下水之间的循环，造成地下水位下降，甚至还会引起城市内涝，严重破坏城市水循环系统。透水铺装系统作为建设海绵城市的主要措施之一，可以改善城市水循环，修复城市水环境。人们研发出透水混凝土，透水混凝土具有优良的透气、透水性能，不仅能解决城市道路快速排水问题，而且可以促进地下水循环，净化地表径流，改善生态环境。
发明内容
针对上述问题，现提供一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法，再生骨料透水混凝土以建筑垃圾和工业废渣为主要原材料，具有较高的强度和耐久性性能。
本发明还有一个目的是再生骨料透水混凝土在混凝土路面铺设中的应用，再生骨料透水混凝土路面，与传统的路面相比，具有优良的透气、透水、抗冻、吸声、降噪等性能。
具体技术方案如下：
本发明的第一个方面是提供一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米SiO290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～ 1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，再生骨料的粒径为5mm-20mm。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，纳米SiO2，密度为5.18g/cm3。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，硅灰为实验室科研单位超细的白色粉末。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，水泥为42.5级普通酸盐水泥。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，细石中普通碎石和强化后的外加剂的重量比为0.5～1.1∶1。
上述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，还具有这样的特征，外加剂(增强剂)为南京界面透水混凝土，细度为0.25mm。
本发明的第二个方面是提供一种上述复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：
S1、称取普通硅酸盐水泥、硅灰、纳米SiO2、外加剂和水，搅拌混匀得水泥砂浆；
S2、在所述水泥砂浆中加入石子混匀，成型硬化后得混凝土半成品；
S3、将所述混凝土半成品在室温下洒水养护，得混凝土成品。
本发明中通过使用增强剂，增强透水再生砼的强度。
上述方案的有益效果是：
本发明提供的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土具有优异的透水、抗冻性能以及抗压强度和抗折强度，而且具备优良的透水、透气、排水能力。透水再生混凝土在混凝土路面铺设中的应用，与传统的路面相比，具有优良的排水、透气、吸声、降噪等性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施列1
一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其由以下重量份的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米SiO290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份。“每份重量”是按照预设孔隙率为25％估算出这些原料可以制成1份重量的混凝土。
称取普通硅酸盐水泥、硅灰、纳米SiO2、外加剂和水，搅拌混匀得水泥砂浆；在所述水泥砂浆中加入石子混匀，采用人工夯击法，成型硬化后得混凝土半成品；将所述混凝土半成品在室温下洒水养护，得混凝土成品；最后将透水混凝土装至100mm×100mm×100mm的试模中。
试件在温度为20±5℃的环境中静置1-2d后拆模，拆模后置于温度为 20±2℃，相对湿度为95％以上的标准养护室中养护至规定龄期。
实施例2
一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其由以下重量份的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米SiO290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份。“每份重量”是按照预设孔隙率为25％估算出这些原料可以制成1份重量的混凝土。
按照实施例1相同步骤制备方法制备得到复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，并成型透水混凝土试件。
实施例3
一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其由以下重量份的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米SiO290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份。“每份重量”是按照预设孔隙率为25％估算出这些原料可以制成1份重量的混凝土。
按照实施例1相同步骤制备方法制备得到复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，并成型透水混凝土试件。
实施例1～3的透水混凝土的原料配料如表1所示。
表1透水再生混凝土配合比(kg/m3)
Figure BSA0000240038520000041
将上述实施例1～3所得的透水混凝土试件样品，分别进行3d抗压强度、 7d抗压强度、28d抗压强度、连续孔隙率、透水系数测试和快速冻融循环试验，试验结果如表2～3所示。
表2透水混凝土试件的力学及排水性能
Figure BSA0000240038520000051
表3透水混凝土试件的抗冻性能
Figure BSA0000240038520000052
由表2可以看出，随着水胶比增大，复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土的抗压强度降低，连续孔隙率略微增大，透水系数也随之增大。当水胶比在0.25～0.35时，样品的连续孔隙率在22％以上，透水系数在4.5mm/s 以上，抗压等级在C30以上。由表3可以看出，实施例1～3样品的150次冻融循环后的质量损失率低于5％，抗压强度损失率低于20％，即抗冻等级均在F150以上。
由上表可知，本发明提供的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土的性能具有较大提升。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明申请保护的范围。在不脱离本发明的精神和原则的前提下，本发明还会有各种修改、替换以及改进等，这些变化均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：硅灰180～200重量份、纳米Si0290～110重量份、普通硅酸盐水泥200～390份、天然粗骨料800～1100份、再生粗骨料400～500份、外加剂3.8～5.8份、水90～130份。
2.根据权利要求1所述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述再生骨料的粒径为5mm-20mm。
3.根据权利要求1所述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述的纳米SiO2，密度为5.18g/cm3。
4.根据权利要求1所述的复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述硅灰为实验室科研单位超细的白色粉末。
5.根据权利要求1所述的一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述细石中普通碎石和强化后的外加剂的重量比为0.5～1.1∶1。
7.根据权利要求1所述的一种复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土，其特征在于，所述外加剂(增强剂)为南京界面透水混凝土，细度为0.25mm。
8.一种权利要求1-7任一项所述复掺硅灰和纳米SiO2抗冻性透水再生混凝土及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、称取普通硅酸盐水泥、硅灰、纳米SiO2、外加剂和水，搅拌混匀得水泥砂浆；
S2、在所述水泥砂浆中加入石子混匀，成型硬化后得混凝土半成品；
S3、将所述混凝土半成品在室温下洒水养护，得混凝土成品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115611571A (zh) * 2022-09-19 2023-01-17 广州大学 一种煤矸石透水混凝土及其制备方法

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