CN113550191B - 一种户外地面及其铺设方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种户外地面，其包括：级配碎石层，设置于所述级配碎石层上的水泥混凝土基层，和设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层，其特征在于，所述透水混凝土面层的制备材料包括：16‑20重量份的面层水泥，80‑84重量份的碎石料，使水灰比为0.33至0.36的水，无机增强剂，和任选的颜料。本发明所公开的技术方案极大提升了所述户外地面的抗压抗折性能，延长了使用寿命，节约了水泥用量，透水效果极佳。

Description

一种户外地面及其铺设方法
技术领域
本申请总体涉及一种户外地面及其铺设方法，特别是涉及一种包含无机增强剂的户外透水地面及其制备方法。
背景技术
现有的透水混凝土主要使用的增强剂(外加剂)主要有有机增强剂、无机增强剂。有机增强剂因为材料是有机的，耐候性较差产品寿命短，强度较差，目前虽有透水砖、混凝土产品用于园林市政步道、自行车道等道路建设，但是抗压强度、使用使用寿命都乏善可陈。无机增强剂稳定性能好，环保无排放，使用寿命长，产品的抗压强度高，目前无机增强剂在上海、河北等多个地方已经有步行道、广场道路等建设工程，使用的骨料都是玄武岩或者辉绿岩，抗压强度一般在C35以上，优于有机型增强剂的透水砖和混凝土道路。
发明内容
本发明涉及一种户外地面，本发明的一种或者多种实施方式克服了以上所述的一种或多种缺陷。
本发明提供一种包含无机增强剂的户外透水地面及其铺设方法，包含如下实施方式：
实施方式1.一种户外地面，其包括：级配碎石层，设置于所述级配碎石层上的水泥混凝土基层，和设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层，所述透水混凝土面层的制备材料包括：16-20重量份的面层水泥，80-84重量份的碎石料，使水灰比为0.33至0.36的水，无机增强剂，和任选的颜料。
实施方式2.根据实施方式1所述的户外地面，所述级配碎石层铺设于素土夯实层上。
实施方式3.根据实施方式1所述的户外地面，在所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层之间设置水泥浆层，用于粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层，所述水泥浆层的制备材料包括所述无机增强剂。
实施方式4.根据实施方式1或3所述的户外地面，所述无机增强剂含有：13～18wt％的硼酸，3～9wt％的氟硅酸钠，3～9wt％的氯化镁，2～8wt％的六偏磷酸钠，2～4wt％的氮化硅粉，18～20wt％的氯化钾，0.1～0.2wt％的螯合分散剂，0.05～0.09wt％的葡萄糖酸钠，和余量的水。
实施方式5.根据实施方式1所述的户外地面，所述透水混凝土面层的制备材料中无机增强剂的含量为0.4至1wt％。
实施方式6.根据实施方式5所述的户外地面，所述透水混凝土面层的制备材料中无机增强剂的含量为0.4至0.7wt％。
实施方式7.根据实施方式3所述的户外地面，所述水泥浆层由如下物质制成：30-35wt％的浆层水泥，0.4至1.5wt％的所述无机增强剂，和余量的水。
实施方式8.根据实施方式1所述的的户外地面，所述级配碎石层的厚度为100至500mm，优选150至250mm；所述水泥混凝土基层的厚度为50至300mm，优选70至180mm；所述透水混凝土面层的厚度为以下厚度中的任一个：30至80mm，80mm至100mm，100至150mm，150至180mm，180mm至300mm；
所述水泥浆层的厚度为小于等于2mm。
实施方式9.根据实施方式1所述的户外地面，其特征在于，所述颜料包括氧化铁颜料。
实施方式10.根据实施方式1或7所述的户外地面，其特征在于，所述浆层水泥和所述面层水泥的型号都为PO.42.5水泥(普通硅酸盐水泥)。
实施方式11.根据实施方式4所述的户外地面，其特征在于，所述无机增强剂如下制备：
第一步：将硼酸，氟硅酸钠，氯化镁，六偏磷酸钠，氮化硅粉，螯合分散剂，葡萄糖酸钠分别加入适量的水中，制得硼酸溶液，氟硅酸钠溶液，氯化镁溶液，六偏磷酸钠溶液，氮化硅粉溶液，螯合分散剂溶液，葡萄糖酸钠溶液备用；
第二步：向搅拌着的硼酸溶液中缓慢加入氯化钾颗粒，直至温度升至80～85℃停止投料，加入常温水，待釜内温度降至60～65℃时再继续投料，此步骤反复进行，直至加入氯化钾颗粒的投入量达到总量的35至45％为止，再注入常温水；
第三步：待温度降至60～65℃时，加入氟硅酸钠溶液，搅拌10～15分钟；加入氯化镁溶液，搅拌10～15分钟；加入六偏磷酸钠溶液，搅拌10～15分钟，温度控制在65℃以下；再加入氮化硅粉溶液，温度控制在60℃以下，搅拌10～15分钟；
第四步：第二次缓慢加入氯化钾颗粒，温度升至80℃时停止投料，加入常温水，待温度降至60～65℃时再继续投料，直至完全加入剩余的氯化钾颗粒；
第五步：加入螯合分散剂，搅拌10～15分钟，再加入葡萄糖酸钠和剩余的常温水，连续搅拌48～50小时。
实施方式12.根据实施方式5所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为3-20mm，例如3至5mm，6-10mm，10-16mm，或者10-20mm，的花岗岩、青石和/或玄武岩。
实施方式13.根据实施方式1所述的户外地面，其特征在于，所述水泥混凝土基层设置有排水结构，所述排水结构与排水系统连通，例如，其中所述排水结构包括一下的至少一种：所述水泥混凝土基层朝向排水系统倾斜0.1–2％角度的上表面、设置于所述水泥混凝土基层上表面的与排水系统连通的沟槽，或者二者的组合。
实施方式14.根据实施方式1所述的户外地面，其特征在于，所述户外地面还包括形成与所述透水混凝土面层上的罩面层，所述罩面层由水性聚氨酯漆形成。
实施方式15.一种根据实施方式1至14中任一项所述的户外地面的铺设方法，
铺设级配碎石层，
在所述级配碎石层上铺设水泥混凝土基层，
在所述水泥混凝土基层上形成水泥浆层，和
在保湿的情况下，在所述水泥浆层上铺设透水混凝土面层，使得所述水泥浆层粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层。
实施方式16.根据实施方式15所述的铺设方法，其特征在于，所述级配碎石层铺设于素土夯实层上。
本发明的技术方案，由于添加了所述无机增强剂，极大提升了所述户外地面的抗压抗折性能，延长了使用寿命，节约了水泥用量，透水效果极佳，由于在所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层之间设置包含所述无机增强剂的水泥浆层，有效防止了所述户外地面分层。此外，本申请的技术方案还带来了许多其他的优点，这些优点将会在具体实施方式中详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为实施例1、2中运动场设置结构示意图；
图2为实施例1、2中运动场施工流程图；
图3为实施例3、4中小区道路排水结构示意图。
附图标记：1—透水混凝土面层，2—水泥浆层，3—水泥混凝土基层，4—级配碎石层，5—素土夯实层，6-盲管。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在本申请中，除非特别指出或者根据上下文的理解可以得出不同的含义，否则各个术语具有本领域通常理解的含义。
本发明一方面提供一种户外地面，其包括：级配碎石层，设置于所述级配碎石层上的水泥混凝土基层，和设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层，所述透水混凝土面层的制备材料包括：16-20重量份的面层水泥，80-84重量份的碎石料，使水灰比为0.33至0.36的水，无机增强剂，和任选的颜料。本申请中的技术特征“设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层”，采用在所述水泥混凝土基层上设置所述透水混凝土面层的结构，使所述户外地面在具备透水保水性能的同时保持稳定的基础结构，具体来说，所述透水混凝土面层具备透水保水性能，能使地表水迅速下渗，所述水泥混凝土基层为不透水的常规水泥混凝土，其能承受所述透水混凝土面层传导的重压，在稳定所述户外地面结构的同时能够防止地表下渗的水进一步下渗进入所述水泥混凝土基层和所述级配碎石层，使所述户外地面具备持久的稳定性。本申请发明人出乎意料的发现，采用本申请提供的所述透水混凝土面层的配合比能使所述透水混凝土面层产生优异的抗压强度、抗折强度和透水保水性能，在施工中节约了水泥用量，并延长了所述户外地面的使用寿命。在一些优选的实施方式中，所述透水混凝土面层的制备材料中还包括颜料，由此可以按照实际需求设计所述户外地面的表面颜色。
本申请中，术语“透水混凝土面层”指位于所述户外地面表层的具备一定贯通孔隙来满足透水性要求的混凝土层；术语“面层水泥”中使用的“面层”并非是对水泥的种类、规格或其他指标的限定，仅为了便于理解所述水泥用于制备所述透水混凝土面层；术语“水灰比”具有本领域技术人员理解的通常含义，即混凝土中水的用量与水泥用量的重量比值；术语“碎石料”是指由岩石轧碎而成的石料或者天然卵石，对其形状和大小没有特别的限定，只要在所述混凝土面层中起到骨架和填充作用即可；术语“无机增强剂”指主要由无机原料制备而成用于改善混凝土力学性能的添加剂，但需要理解的是，首先，主要原料为无机物质但包含少量有机物质的增强剂也属于本申请所述的无机增强剂，其次，添加所述无机增强剂所产生的技术效果并不限于混凝土力学性能的改善。本申请中的重量份是指同一组合物中各个组分之间的相对重量比例。而重量百分比(wt％)是指组合物中各个组分相对于整个组合物的相对重量。
在一些实施方式中，作为通常的铺设方法，所述级配碎石层铺设于素土夯实层上。
在一些优选的实施方式中，所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层之间设置水泥浆层，用于粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层，所述水泥浆层的制备材料包括所述无机增强剂，从而有效防止所述水泥混凝土基层和所述混凝土面层之间的分层现象。通过在界面上设置添加有所述无机增强剂的水泥浆层，能够有效粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层，防止上述分层现象，并进一步提高界面的强度。在施工中，对所述水泥混凝土基层表面进行拉毛处理，增加其粗糙度，并结合所述水泥浆层的设置，效果更佳。
在一些实施方式中，所述无机增强剂含有：13～18wt％的硼酸，3～9wt％的氟硅酸钠，3～9wt％的氯化镁，2～8wt％的六偏磷酸钠，2～4wt％的氮化硅粉，18～20wt％的氯化钾，0.1～0.2wt％的螯合分散剂，0.05～0.09wt％的葡萄糖酸钠，和余量的水。所述无机增强剂能促进包裹在所述碎石料周围的水泥浆晶体膨胀，极大地提高所述透水混凝土面层的强度，使所述户外地面更加坚固、耐用和耐磨。同时所述无机增强剂与水泥水解分散大量颗粒，激发游离钙的离子反应，从而减少水泥用量，达到节约水泥用量、降低成本的效果。
在一些实施方式中，所述透水混凝土面层的制备材料中所述无机增强剂的含量为0.4至1wt％。
在一些优选的实施方式中，所述透水混凝土面层的制备材料中无机增强剂的含量为0.4至0.7wt％。
在一些实施方式中，所述水泥浆层由如下物质制成：30-35wt％的浆层水泥，0.4至1.5wt％的所述无机增强剂，和余量的水。如前所述，本申请中，术语“浆层水泥”中使用的“浆层”并非是对水泥的种类、规格或其他指标的限定，仅为了便于理解所述水泥用于制备所述水泥浆层。
在一些实施方式中，所述级配碎石层的厚度为100至500mm，优选150至250mm；所述水泥混凝土基层的厚度为50至300mm，优选70至180mm；所述透水混凝土面层的厚度为以下厚度中的任一个：35至80mm，80mm至100mm，100至150mm，150至180mm，180mm至300mm；针对所述户外地面的不同用途设计，例如运动场、广场道路、小区道路、消防通道、重载道路等，本领域技术人员根据实际需要选择设置合适的厚度。本申请中，术语“重载路”或者“重载道路”具有相同的含义，是指根据普通混凝土力学性能实验方法标准GB/T 50081-2002测定，抗压强度大于50Mpa和抗折强度大于5.0Mpa的道路。
所述水泥浆层的厚度为小于等于5mm，小于等于4mm，小于等于3mm，小于等于2mm，或者小于等于1mm。
在一些实施方式中，所述颜料包括氧化铁颜料。氧化铁颜料是具有良好的分散性、优良的耐光及耐候性的彩色无机颜料，具有色谱广、颜色多、价廉、无毒等优良的应用性能，非常适合作为本申请所述颜料。
在一些实施方式中，所述浆层水泥和所述面层水泥的型号都为PO.42.5水泥(普通硅酸盐水泥)。
在一些实施方式中，所述无机增强剂如下制备：
第一步：将硼酸，氟硅酸钠，氯化镁，六偏磷酸钠，氮化硅粉，螯合分散剂，葡萄糖酸钠分别加入适量的水中，制得硼酸溶液，氟硅酸钠溶液，氯化镁溶液，六偏磷酸钠溶液，氮化硅粉溶液，螯合分散剂溶液，葡萄糖酸钠溶液备用；
第二步：向搅拌着的硼酸溶液中缓慢加入氯化钾颗粒，直至温度升至80～85℃停止投料，加入常温水，待釜内温度降至60～65℃时再继续投料，此步骤反复进行，直至加入氯化钾颗粒的投入量达到总量的35至45％为止，再注入常温水；
第三步：待温度降至60～65℃时，加入氟硅酸钠溶液，搅拌10～15分钟；加入氯化镁溶液，搅拌10～15分钟；加入六偏磷酸钠溶液，搅拌10～15分钟，温度控制在65℃以下；再加入氮化硅粉溶液，温度控制在60℃以下，搅拌10～15分钟；
第四步：第二次缓慢加入氯化钾颗粒，温度升至80℃时停止投料，加入常温水，待温度降至60～65℃时再继续投料，直至完全加入剩余的氯化钾颗粒；
第五步：加入螯合分散剂，搅拌10～15分钟，再加入葡萄糖酸钠和剩余的常温水，连续搅拌48～50小时。
在一些实施方式中，所述碎石料包括：粒径为3-20mm，例如3至5mm，6-10mm，10-16mm，或者10-20mm，的花岗岩、青石和/或玄武岩。在同样条件下，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的高，现有技术中，碎石混凝土普遍采用强度和抗折性能更好的青石、玄武岩作为骨料。本申请中，除了青石、玄武岩以外，还可使用成本更低的花岗岩以及其他石料，例如，花岗岩、大理石尾矿、煤矸石、废钢渣、菱镁矿、建筑垃圾等，优选采用反击破技术生产的花岗岩碎石料，所述花岗岩碎石料中圆形和锥体状碎石比例高，片状碎石比例少，从而能够在节约成本的同时实现最大的抗压抗折强度。本领域技术人员可以根据成本和性能要求，选择合适的碎石料，形成不同抗压抗折强度的地面。
在一些实施方式中，所述水泥混凝土基层设置有排水结构，所述排水结构与排水系统连通，例如，其中所述排水结构包括一下的至少一种：所述水泥混凝土基层朝向排水系统倾斜0.1–2％角度的上表面、设置于所述水泥混凝土基层上表面的与排水系统连通的沟槽，或者二者的组合。所述排水系统可以为集/蓄水井或者其他符合设计标准的排水系统，所述排水结构的设计没有具体的限制，本领域技术人员可以根据现场实际环境进行设计。例如，对于普通步行道且设计向道路两侧绿化带或者排水沟自然排水的道路，如果道路较窄，所述水泥混凝土基层可以不做特殊排水结构处理。对于较宽的道路，依照集水井设置，所述水泥混凝土基层表面从道路一侧向有集水井的另一侧倾斜0.1–2％角度。对于双向通行的较宽的道路，则可以从路中间向两侧倾斜0.1–2％。具体的倾斜角度以设计单位最终数据为准。在一些实施方式中，还可以在所述沟槽中设置盲管来增加径流。
在一些优选的实施方式中，可以通过在所述水泥混凝土基层设置盲沟或者埋设盲管的方式，加大地面下渗的水向所述排水系统的排放，例如，盲沟的具体可采用如下方式：依据设计的集/蓄水井位置，在集/蓄水井一侧的所述水泥混凝土基层上部开出70–150mm宽、40-100mm深的盲沟，盲沟两端连接集/蓄水井，可以在盲沟中填入粗骨料或者铺设盲管，以加大径流。若设计需要埋设盲管，则盲沟深度与盲管外径一致，将盲管设置于盲沟中即可。
在一些实施方式中，所述户外地面还包括形成与所述透水混凝土面层上的罩面层，所述罩面层由水性聚氨酯漆形成。结合所述透水混凝土面层的氧化铁颜料底色，采用水性聚氨酯漆对所述户外地面按照设计的图案进行喷色绘制，清晰美观，长时间使用不掉色不变色，维护成本极低，相比现有技术中的环氧地坪漆以及采用热塑技术的地面，还具备无异味无刺激、环保安全的效果。
本申请另一方面提供了一种所述户外地面的铺设方法，包括：
铺设级配碎石层，
在所述级配碎石层上铺设水泥混凝土基层，
在所述水泥混凝土基层上形成水泥浆层，和
在保湿的情况下，在所述水泥浆层上铺设透水混凝土面层，使得所述水泥浆层粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层。
所述水泥浆层的形成可采用刷水泥浆、喷施或者其他方法，水泥浆应于施工现场搅拌，如需要远离施工现场搅拌时，运输时间应在30分钟以内(视温度条件略有差异)。现场使用时需搅拌均匀后及时均匀施于所述水泥混凝土基层表面，并在保湿的状态下开始所述透水混凝土面层摊铺。
在一些实施方式中，所述级配碎石层铺设于素土夯实层上，所述素土夯实层的夯实系数达到93％以上为佳。
以上所述的范围可以单独使用或者组合使用。通过下面实施例，能够更容易理解本申请。
实施例
实施例1
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为表面设计有四色图案的彩色运动场，如附图1所示，其包括：铺设于素土夯实层5上的级配碎石层4，设置于所述级配碎石层4上的水泥混凝土基层3，和设置于所述水泥混凝土基层3上的透水混凝土面层1，在所述水泥混凝土基层3和所述透水混凝土面层1之间设置水泥浆层2，用于粘结所述水泥混凝土基层3和所述混凝土面层1，所述水泥混凝土基层设置有排水结构。
所述素土夯实层5夯实系数为93％，所述级配碎石层4厚度为200mm，所述水泥混凝土基层3厚度为100mm，所述透水混凝土面层1厚度为50mm。
如附图2所示，本实施例所述运动场如下设置：
1、所述素土夯实层5与级配碎石层4的施工与普通的场地基层施工要求一致。
2、水泥混凝土基层3与排水结构
所述水泥混凝土基层3为采用C25水泥混凝土，能够承受所述透水混凝土面层1传导的重压，是本运动场的基础层。同时作为本运动场的排水层，所述水泥混凝土基层3设置有与排水系统连通的排水结构，透水混凝土面层1下渗的水通过排水结构有组织排放到排水系统，所述排水结构为设置成朝向排水系统倾斜1％角度的上表面，所述排水系统为本运动场配套的地下排水系统。
3、水泥浆层2
所述水泥浆层2使用的水泥浆采用以下重量百分数的原料拌和制备：浆层水泥35wt％，水64.7wt％，无机增强剂A0.4％，其中，浆层水泥采用海螺水泥公司生产的PO.42.5普通硅酸盐水泥，水采用当地自来水。所述水泥浆于施工现场搅拌，搅拌均匀后及时均匀喷施于所述水泥混凝土基层表面，铺设厚度小于1mm，并在保湿的状态下开始所述透水混凝土面层摊铺。
4、透水混凝土面层1
所述透水混凝土面1层包括以下重量份数的原料：18份面层水泥，82份碎石料，6份水(水灰比0.33)，0.4份无机增强剂A，和根据设计图案的适量氧化铁颜料，其中，面层水泥采用海螺水泥公司生产的PO.42.5普通硅酸盐水泥，碎石采用3-5mm粒径反击破技术生产的花岗岩石料，水采用当地自来水。原料(按质量计)的允许误差不应超过下列规定：面层水泥±1％，碎石料±2％，无机增强剂A±1％，水±1％。
所述透水混凝土面层拌合物采用以下工艺配制：将计量好的碎石料、面层水泥、氧化铁颜料(水泥用量的3-5wt％)一同投入强制式搅拌机中，先干拌15秒，待搅拌均匀后，再将计量好的水和无机增强剂A进行勾兑，加入搅拌机中进行充分拌和120秒左右，视搅拌均匀粘稠程度，可适当延长机械搅拌的时间，但不宜超过5分钟。
所述透水混凝土面层拌合物运输时要防止离析、初凝，注意保持拌合物的湿度，天气炎热或运途超过10分钟时应采取遮盖等措施。所述透水混凝土面层拌合物从搅拌机出料到运至施工地点时间要根据水泥初凝时间及施工气温确定，如下表：
表1.根据地表温度确定的最长施工时间
施工地表温度t(℃) 允许最长施工时间(h)
5≤t＜10 2
10≤t＜20 1.5
20≤t＜30 0.5
30≤t＜35 0.25
5、无机增强剂A
所述无机增强剂A包含以下重量百分数(wt％)的原料：
表2.无机增强剂A配合比
Figure GDA0003823101030000101
Figure GDA0003823101030000111
所述无机增强剂A采用以下工艺配制：
第一步：将硼酸，氟硅酸钠，氯化镁，六偏磷酸钠，氮化硅粉，螯合分散剂，葡萄糖酸钠分别加入适量的水中溶解，制得硼酸溶液，氟硅酸钠溶液，氯化镁溶液，六偏磷酸钠溶液，氮化硅粉溶液，螯合分散剂溶液，葡萄糖酸钠溶液备用；
第二步：向搅拌着的硼酸溶液中缓慢加入氯化钾颗粒，直至温度升至80～85℃停止投料，加入常温水，待釜内温度降至60～65℃时再继续投料，此步骤反复进行，直至加入氯化钾颗粒的投入量达到总量的35至45％为止，再注入常温水；
第三步：待温度降至60～65℃时，加入氟硅酸钠溶液，搅拌10～15分钟；加入氯化镁溶液，搅拌10～15分钟；加入六偏磷酸钠溶液，搅拌10～15分钟，温度控制在65℃以下；再加入氮化硅粉溶液，温度控制在60℃以下，搅拌10～15分钟；
第四步：第二次缓慢加入氯化钾颗粒，温度升至80℃时停止投料，加入常温水，待温度降至60～65℃时再继续投料，直至完全加入剩余的氯化钾颗粒；
第五步：加入螯合分散剂，搅拌10～15分钟，再加入葡萄糖酸钠和剩余的常温水，连续搅拌48～50小时。
6、喷涂罩面漆
依据设计图案和色彩，在运动场表面喷涂罩面漆，所述罩面漆为水性聚氨酯漆，喷涂为量0.16–0.33Kg/m2，清晰美观，无异味无刺激，长期使用不掉色。
实施例2
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为表面设计有四色图案的彩色运动场，其设置结构和方法与实施例1基本一致，不同之处在于，所述透水混凝土面层1的原料中添加17份面层水泥、0.7重量份的无机增强剂A。
实施例3
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为小区道路，其设置结构和方法与实施例1基本一致，不同之处在于，所述透水混凝土面层1的厚度为100mm，所述透水混凝土面层1的原料中添加16份面层水泥、0.5重量份的无机增强剂B，所述水泥浆层2使用的水泥浆采用以下重量百分数的原料拌和制备：浆层水泥30wt％，水68.5wt％，无机增强剂B1.5wt％。所述无机增强剂B包含以下重量百分数(wt％)的原料，采用和实施例1中所述无机增强剂A相同的工艺流程配制：
表3.无机增强剂B配合比
料 重量百分数(wt％)
硼酸 18
氟硅酸钠 9
氯化镁 9
六偏磷酸钠 8
氮化硅粉 4
氯化钾 20
螯合分散剂 0.2
葡萄糖酸钠 0.09
水 31.71
本实施例中所述排水结构设置如附图3所示，图中示出了所述小区道路排水结构从路中向路边设置的断面，具体来讲，所述水泥混凝土基层3从道路中间向位于两侧的排水系统倾斜0.5％，所述排水系统为集水井，在集水井一侧的所述水泥混凝土基层3上部开出50mm深，70mm宽的盲沟，盲沟内埋设盲管6，并与集水井连接。
实施例4
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为小区道路，其设置结构和方法与实施例3基本一致，不同之处在于，所述透水混凝土面层1的原料中添加17重量份的面层水泥。
实施例5
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为重载道路，其包括：铺设于素土夯实层上的级配碎石层，设置于所述级配碎石层上的水泥混凝土基层，和设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层，在所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层之间设置水泥浆层，用于粘结所述水泥混凝土基层和所述混凝土面层，所述水泥混凝土基层设置有排水结构。
所述素土夯实层夯实系数为93％，所述级配碎石层厚度为350mm，其中添加6％水泥，所述水泥混凝土基层厚度为200mm，所述水泥浆层厚度为小于2mm，所述透水混凝土面层厚度为200mm。
本实施例中，所述素土夯实层、级配碎石层的施工与普通的场地基层施工要求一致，所述水泥混凝土基层、水泥浆层、透水混凝土面层的施工与实施例1一致，不同之处在于，所述透水混凝土面层包括以下重量份数的原料：16份面层水泥，84份碎石料，5.8份水(水灰比0.36)，0.5份无机增强剂C。所述水泥浆层使用的水泥浆采用以下重量百分数的原料拌和制备：浆层水泥32wt％，水67.5wt％，无机增强剂C 0.5wt％。其余施工工艺与实施例1一致。所述无机增强剂C包含以下重量百分数(wt％)的原料，采用和实施例1中所述无机增强剂A相同的工艺流程配制：
表4.无机增强剂C配合比
Figure GDA0003823101030000131
Figure GDA0003823101030000141
实施例6
本实施例公开了一种户外地面，所述户外地面为重载道路，其设置结构和方法与实施例5基本一致，不同之处在于，所述透水混凝土面层包括以下重量份数的原料：20份面层水泥，80份碎石料，7份水(水灰比0.36)，0.5份无机增强剂C。
上述实施例1至实施例6中透水混凝土面层和水泥浆层的原料配合比按重量份数计见下表：
表5.6个实施例中透水混凝土面层和水泥浆层的配合比
Figure GDA0003823101030000142
其中，无机增强剂A、B、C的原料配合比按重量百分数计见下表：
表6.6个实施例中无机增强剂A、B、C的配合比
Figure GDA0003823101030000143
Figure GDA0003823101030000151
对比例
对比例1(使用热浇乳化沥青代替水泥浆层)：与实施例1的区别为不设置所述水泥浆层，而使用热浇乳化沥青代替。
对比例2(设置普通水泥浆层对照)：与实施例1的区别为所述水泥浆层为不包含无机增强剂A的普通水泥浆。
对比例3(现有技术对照)：与实施例6的区别为所述透水混凝土面层配合比中80重量份的所述碎石料替换为10重量份的沙子和70重量份的碎石料，所述无机增强剂C替换为市售有机透水混凝土增强剂。对比例3的水泥用量、水灰比与实施例6相同。
对比例4(现有技术加大水泥用量对照)：与实施例6的区别为所述透水混凝土面层配合比中20重量份所述面层水泥替换为25重量份，80重量份所述碎石料替换为10重量份的沙子和65重量份的碎石料，7重量份水替换为8.75重量份，所述无机增强剂C替换为市售有机透水混凝土增强剂。对比例4的水泥用量较实施例6多5重量份、水灰比与实施例6相同。
检测指标
1、抗压强度和抗折强度
依次检测6个实施例和对比例3、4的透水混凝土面层混凝土试块的抗压强度和抗折强度，试块龄期28天，检测方法依据《普通混凝土力学性能试验方法标准(GB/T50081-2002)》，检测结果如下表：
表7.透水混凝土面层混凝土试块检测结果
Figure GDA0003823101030000152
Figure GDA0003823101030000161
结论：由上表可以看出，与对比例3的现有技术相比，6个实施例中透水混凝土面层的抗压强度、抗折强度均有不同程度的提高；
与对比例4相比，实施例6在节约5％水泥且不使用沙子的同时，抗压强度、抗折强度均得到提高；
上述数据表明本申请技术方案具有提高透水混凝土路面强度、节约施工中水泥用量的技术效果。
2、设置水泥浆层效果对比
实施例1与对比例1、2的地面固化后对各层混凝土界面形变进行观察，可以看到在使用热胶乳化沥青或者设置普通水泥浆层的情况下，在所述透水混凝土面层和所述水泥混凝土基层之间出现分层现象，这种分层现象在气温变化较大时尤为明显，而实施例1中没有出现分层现象，表明本申请公开的技术方案能有效解决现有技术中的分层问题。
3、透水系数与连续孔隙率
依次检测实施例6和对比例3、4的透水混凝土面层混凝土试块的透水系数与连续孔隙率，检测方法依据《透水水泥混凝土路面技术规程(CJJ/T135-2009)》，检测结果见下表：
表8透水混凝土面层混凝土试块检测结果
指标 实施例6 对比例3 对比例4
透水系数(mm/s) 2.3 0.8 0.6
连续孔隙率(％) 22 11 10
结论：由上表可以看出，采用本申请公开的技术方案的透水混凝土的透水系数与连续孔隙率均高于现有技术的方案，采用常规增强剂的技术方案为了满足透水混凝土的力学性能，会添加较多沙子和水泥，则其孔隙率相应降低，透水性能也较差，而本申请采用的无机增强剂在提高透水混凝土强度的同时，使其具备优异的透水性。
4、耐磨性与抗冻性检测
依次检测实施例6和对比例3、4的透水混凝土面层混凝土试块的耐磨性与抗冻性，其中，耐磨性依据《无机地面材料耐磨性能试验方法(GB/T 12988-2009)》检测，抗冻性依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T 50082-2009)》检测，检测结果见下表：
表9透水混凝土面层混凝土试块检测结果
指标 实施例6 对比例3 对比例4
耐磨性(磨坑长度/mm) 15 28 22
抗冻性(25次冻融循环后质量损失率/％) 2 5 5
结论：由上表可以看出，采用本申请技术方案，所述透水混凝土面层的耐磨性和抗冻性均得到增强，表明本申请技术方案的户外地面更加耐磨耐久，其使用寿命长于现有技术方案。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (16)

1.一种户外地面，其包括：
级配碎石层，
设置于所述级配碎石层上的水泥混凝土基层，和
设置于所述水泥混凝土基层上的透水混凝土面层，
其特征在于，
所述透水混凝土面层的制备材料包括：
16-20重量份的面层水泥，
80-84重量份的碎石料，
使水灰比为0.33至0.36的水，
无机增强剂，和
任选的颜料，
在所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层之间设置水泥浆层，用于粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层，所述水泥浆层的制备材料包括所述无机增强剂，
所述水泥浆层由如下物质制成：
30-35wt%的浆层水泥，
0.4至1.5 wt%的所述无机增强剂，和
余量的水，
所述水泥浆层的厚度为小于等于3mm；
所述透水混凝土面层的制备材料中无机增强剂的含量为0.4至1wt%；
所述碎石料中圆形和锥体状碎石比例高于片状碎石；
所述无机增强剂含有：
13～18wt%的硼酸，
3～9wt%的氟硅酸钠，
3～9wt%的氯化镁，
2～8wt%的六偏磷酸钠，
2～4wt%的氮化硅粉，
18～20wt%的氯化钾，
0.1～0.2wt%的螯合分散剂，
0.05～0.09wt%的葡萄糖酸钠，和
余量的水；
其中所述水泥混凝土基层表面是进行拉毛处理的；
所述级配碎石层铺设于素土夯实层上。
2.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述透水混凝土面层的制备材料中无机增强剂的含量为0.4至0.7wt%。
3.根据权利要求1所述的的户外地面，其特征在于，
所述级配碎石层的厚度为100至500mm；
所述水泥混凝土基层的厚度为50至300mm；
所述透水混凝土面层的厚度为以下厚度中的任一个：30mm至80mm，80mm至100mm，100mm至150mm，150mm至180mm，180mm至300mm；
所述水泥浆层的厚度为小于等于2mm。
4.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述颜料包括氧化铁颜料。
5.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述浆层水泥和所述面层水泥的型号都为PO.42.5水泥（普通硅酸盐水泥）。
6.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述无机增强剂如下制备：
第一步：将硼酸，氟硅酸钠，氯化镁，六偏磷酸钠，氮化硅粉，螯合分散剂，葡萄糖酸钠分别加入适量的水中，制得硼酸溶液，氟硅酸钠溶液，氯化镁溶液，六偏磷酸钠溶液，氮化硅粉溶液，螯合分散剂溶液，葡萄糖酸钠溶液备用；
第二步：向搅拌着的硼酸溶液中缓慢加入氯化钾颗粒，直至温度升至80～85℃停止投料，加入常温水，待釜内温度降至60～65℃时再继续投料，此步骤反复进行，直至加入氯化钾颗粒的投入量达到总量的35至45%为止，再注入常温水；
第三步：待温度降至60～65℃时，加入氟硅酸钠溶液，搅拌10～15分钟；加入氯化镁溶液，搅拌10～15分钟；加入六偏磷酸钠溶液，搅拌10～15分钟，温度控制在65℃以下；再加入氮化硅粉溶液，温度控制在60℃以下，搅拌10～15分钟；
第四步：第二次缓慢加入氯化钾颗粒，温度升至80℃时停止投料，加入常温水，待温度降至60～65℃时再继续投料，直至完全加入剩余的氯化钾颗粒；
第五步：加入螯合分散剂，搅拌10～15分钟，再加入葡萄糖酸钠和剩余的常温水，连续搅拌48～50小时。
7.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为3-20mm的花岗岩、青石和/或玄武岩。
8.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述水泥混凝土基层设置有排水结构，所述排水结构与排水系统连通，其中所述排水结构包括以下的至少一种：所述水泥混凝土基层朝向排水系统倾斜0.1 – 2 %角度的上表面、设置于所述水泥混凝土基层上表面的与排水系统连通的沟槽，或者二者的组合。
9.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述户外地面还包括形成与所述透水混凝土面层上的罩面层，所述罩面层由水性聚氨酯漆形成。
10.根据权利要求1所述的的户外地面，其特征在于，
所述级配碎石层的厚度为150至250mm；
所述水泥混凝土基层的厚度为70至180mm；
11.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为3至5mm的花岗岩、青石和/或玄武岩。
12.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为6-10mm的花岗岩、青石和/或玄武岩。
13.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为10-16mm的花岗岩、青石和/或玄武岩。
14.根据权利要求1所述的户外地面，其特征在于，所述碎石料包括：粒径为10-20mm的花岗岩、青石和/或玄武岩。
15.一种根据权利要求1至14中任一项所述的户外地面的铺设方法，
铺设级配碎石层，
在所述级配碎石层上铺设水泥混凝土基层，
在所述水泥混凝土基层上形成水泥浆层，和
在保湿的情况下，在所述水泥浆层上铺设透水混凝土面层，使得所述水泥浆层粘结所述水泥混凝土基层和所述透水混凝土面层。
16.根据权利要求15所述的铺设方法，其特征在于，所述级配碎石层铺设于素土夯实层上。
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