CN114394846B - 环保透水抗腐蚀混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土领域，具体公开了一种环保透水抗腐蚀混凝土及其制备方法。环保透水抗腐蚀混凝土由混凝土拌和料制成，混凝土拌和料包括以下组分：水泥；水；粉煤灰；磷渣粉；石；砂；减水剂；松香；石蜡颗粒；硅烷偶联剂；分散剂；冰颗粒；石蜡颗粒的熔点低于50℃。其制备方法包括以下步骤：步骤1，混合水泥、粉煤灰、磷渣粉、石、砂、松香、石蜡颗粒、硅烷偶联剂、分散剂以及一半质量的水；步骤2，继续加入减水剂以及剩余一半质量的水，混合均匀；步骤3，加入冰颗粒，搅拌均匀，得混凝土拌和料，把混凝土拌和料立即浇筑至模板中，养护成型。本发明制备所得的混凝土具有同时保持优异的透水性能、强度性能以及抗腐蚀性能的优点。

Description

环保透水抗腐蚀混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种环保透水抗腐蚀混凝土及其制备方法。

背景技术

透水混凝土又称多孔混凝土、无砂混凝土、透水地坪，是由骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料。透水混凝土能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的城市环境问题，能有效消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害，同时，还能保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应，有利于人类生存环境的良性发展以及城市雨水管理与水污染防治，对人类生活具有特殊的重要意义。

但是，由于透水混凝土需要长期与雨水、蒸馏水、重碳酸盐含量少的江河湖水等硬度较小的水接触，容易使得水泥中的氢氧化钙溶解析出，从而使得水泥中的氢氧化钙浓度容易在水流以及水压的作用下不断流失，而随着氢氧化钙的浓度不断降低，水泥中的C-S-H凝胶也可能会从出现分解溶出的情况，进而容易出现混凝土被腐蚀的情况，使得混凝土的强度降低，进而容易影响混凝土的耐久性能。因此，如何能提高透水混凝土的抗腐蚀性能是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

为了提高透水混凝土的抗腐蚀性能，本申请提供一种环保透水抗腐蚀混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种环保透水抗腐蚀混凝土，采用如下的技术方案：

一种环保透水抗腐蚀混凝土，由混凝土拌和料制成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水泥300-310份；

水150-160份；

粉煤灰50-55份；

磷渣粉33-35份；

石1020-1030份；

砂740-745份；

减水剂7-9份；

松香20-25份；

石蜡颗粒10-15份；

硅烷偶联剂3-5份；

分散剂3-6份；

冰颗粒30-40份；

所述石蜡颗粒的熔点低于50℃。

通过加入石蜡颗粒，石蜡颗粒在水泥发生水化热反应，放出热量时，受热熔融，从而有利于在混凝土内部形成孔隙，同时，熔融的石蜡流动并均匀分散于水泥中，有利于在孔隙内壁形成保护膜，另外，通过利用冰颗粒在混凝土养护成型过程中溶解而形成多孔的透水结构，使得混凝土的透水性能更加不容易受到石蜡的阻挡作用，进而使得成型的混凝土形成一种内部具有均匀孔隙，且孔隙内壁均覆有保护膜的结构，进而有利于保持混凝土多孔结构的透水性能，同时，还使得水分不容易渗入至混凝土内部而对混凝土造成侵蚀，使得混凝土在保持较好的透水性能的同时使得混凝土的耐久性能也不容易受到影响。

通过加入分散剂，有利于石蜡颗粒以及冰颗粒分散更加均匀，从而有利于提高混凝土的孔隙的均匀度，使得混凝土的强度更高，从而使得混凝土的抗压强度也不容易受到多孔结构的影响。

通过利用粉煤灰以及磷渣粉作为细骨料，有利于更好地填充混凝土中的孔隙，使得混凝土的密实度更高，从而有利于更好地提高混凝土的抗压强度，使得混凝土的抗压强度更加不容易受到多孔结构的影响。同时，还有利于废渣的循环利用，使得资源利用率提高，有利于提高混凝土的环保性能。

通过利用石蜡与松香互相协同复配，有利于更好地在混凝土表面以及孔隙内壁形成一层坚硬的防护膜，使得保护膜更加不容易受损，从而有利于覆盖在混凝土表面以及孔隙内壁的保护膜更好地保护混凝土，使得混凝土的耐久性能更好。

另外，通过冰颗粒在混凝土的成型过程中缓慢溶解，再混凝土内部形成孔隙，还有利于保持混凝土在养护成型过程中的湿度，还有利于减少洒水的操作，使得混凝土的养护成型的操作更加简便。

通过加入硅烷偶联剂，有利于各组份更好地相容并分散均匀，从而有利于组分更好地互相协同复配，从而有利于混凝土更好地同时保持优异的透水性能、抗腐蚀性能以及抗压强度性能。

优选的，所述石蜡颗粒的粒径为10-20cm。

通过控制石蜡的粒径，有利于更好地控制石蜡颗粒的熔融时间，从而有利于更好地控制混凝土内部所形成的孔隙的大小以及均匀度，使得混凝土的抗压强度更高，同时，还有利于熔融的石蜡更好地均匀渗透至水泥内部，使得制得的混凝土更加不容易受到水流的侵蚀，进而有利于更好地提高制得的混凝土的耐久性能。

优选的，所述冰颗粒的粒径为20-25cm。

由于冰颗粒加入混凝土拌和料中后，会有部分先溶解，只有在混凝土养护成型至具有一定强度时，冰颗粒的溶解才更容易在混凝土内部形成孔隙，通过控制冰颗粒的粒径，有利于更好地控制混凝土内部孔隙的大小以及均匀度，使得混凝土的抗压强度更高，使得混凝土的抗压强度更加不容易受到多孔结构的影响。

优选的，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，所述砂的粒径为3-4mm，所述石为5-25mm连续级配。

通过控制砂以及石的粒径，有利于混凝土中的骨料堆积更加密集，从而有利于更好地提高混凝土的密实度，使得制得的混凝土的抗压强度更高，使得混凝土的抗压强度更加不容易受到多孔透水结构的影响。

优选的，所述砂由水洗砂与机制砂以4.5：(2.7-3.2)的质量比例均匀混合而成。

通过控制水洗砂与机制砂的比例，有利于更好地节约成本的同时还有利于更好地提高混凝土的抗压强度。

优选的，所述减水剂包括聚羧酸系高性能减水剂、脂肪酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂中的一种或多种。

通过采用上述中的一种或多种物质作为减水剂，有利于更好地提高减水效率，有利于更好地节约成本。

优选的，所述分散剂包括己烯基双硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。

通过采用上述中的一种或多种物质作为分散剂，上述物质与其他物质的相容性更好，从而有利于更好地提高对各物质的分散均匀性，使得制得的混凝土的孔隙更加均匀，从而有利于更好地提高混凝土的抗压强度。

优选的，所述混凝土拌和料还包括以下质量份数的组分：

低熔点玻璃粉10-15份。

通过加入低熔点玻璃粉，有利于更好地填充混凝土内部的微孔，使得混凝土的密实度更高，从而有利于更好地提高混凝土的抗压强度，使得混凝土的抗压强度更加不容易受到多孔结构的影响。

第二方面，本申请提供一种环保透水抗腐蚀混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

一种环保透水抗腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，混合水泥、粉煤灰、磷渣粉、石、砂、松香、石蜡颗粒、硅烷偶联剂、分散剂以及一半质量的水，形成预拌混合物；

步骤2，往预拌混合物中继续加入减水剂以及剩余一半质量的水，混合均匀，形成半成品；

步骤3，待半成品冷却至室温后，立即加入冰颗粒，搅拌均匀，即得混凝土拌和料，并把混凝土拌和料立即浇筑至模板中，养护成型，即得环保透水抗腐蚀混凝土。

通过控制各组分的混合顺序，有利于石蜡颗粒以及冰颗粒更好地在混凝土内部形成均匀的孔隙，同时，还有利于石蜡以及松香更好地在混凝土表面以及孔隙内壁形成保护膜，从而有利于更好地保持混凝土的多孔透水结构的同时使得混凝土的抗腐蚀性能以及抗压强度性能更加不容易受到多孔结构的影响。

优选的，所述步骤1中还加入有低熔点玻璃粉。

通过在步骤1中加入低熔点玻璃粉，有利于更好地填充混凝土的微孔，使得混凝土的密实度以及抗压强度提高的同时使得低熔点玻璃粉更加不容易影响冰颗粒的成孔，从而有利于混凝土更好地同时保持透水性能以及强度性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、通过利用松香、石蜡颗粒、分散剂、硅烷偶联剂以及冰颗粒的协同复配，有利于混凝土更好地保持多孔结构的透水性能的同时使得混凝土的强度性能以及耐久性能更加不容易受到多孔结果以及透过混凝土的水分的影响，使得混凝土可同时保持较佳的透水性能、强度性能以及抗腐蚀性能。

2、通过利用粉煤灰以及磷渣粉作为细骨料，有利于更好地提高混凝土的密实度，使得混凝土的抗压强度更加不容易受到多孔结构的影响，同时，还有利于提高资源利用率，使得混凝土的环保性能提高。

3、通过控制各组分的添加顺序，有利于各组分更好地互相协同复配，从而有利于混凝土更好地同时保持较佳的透水性能、强度性能以及抗腐蚀性能。

具体实施方式

以下结合实施例以及对比例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例以及对比例的原料来源详见表1。

表1

原料	厂家	型号或货号
			水泥	东莞市广承建材贸易有限公司	华润P.O4.25R
聚羧酸减水剂	山东登诺新材料科技有限公司	dn5888
			石蜡颗粒	佛山市采茂化工科技有限公司	48号软蜡，牌号45-49
硅烷偶联剂	济南豪坤化工有限公司	KH-570
			脂肪醇聚氧乙烯醚	济南硕鼎商贸有限公司	AEO-9
低熔点玻璃粉	灵寿县海滨矿产品贸易有限公司	1250目

实施例1

本实施例公开一种环保透水抗腐蚀混凝土，由混凝土拌和料制成，混凝土拌和料由以下质量的组分组成：

水泥300kg；水150kg；粉煤灰50kg；磷渣粉33kg；石1020kg；砂740kg；减水剂7kg；松香20kg；石蜡颗粒10kg；硅烷偶联剂3kg；分散剂3kg；冰颗粒30kg。

其中，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，石为5-15mm连续级配，砂的粒径为1.5-2.5mm，石蜡颗粒的粒径为8cm，冰颗粒的粒径为17cm。

在本实施例中，砂为水洗砂。

在本实施例中，减水剂采用聚羧酸减水剂，在其他实施例中，减水剂还可以采用木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、磺化三聚氰胺甲醛树脂等。

在本实施例中，分散剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚，在其他实施例中，分散剂还可以采用己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸钡、聚乙烯蜡等。

本实施例还公开一种环保透水抗腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在混凝土搅拌机中加入水泥、粉煤灰、磷渣粉、石、砂、松香、石蜡颗粒、硅烷偶联剂、分散剂以及一半质量的水，以150r/min的转速搅拌15min，形成预拌混合物。

步骤2，边搅拌边往预拌混合物中继续加入减水剂以及剩余一半质量的水，继续搅拌10min，形成半成品。

步骤3，待半成品冷却至常温后，立即加入冰颗粒，搅拌30s，即得混凝土拌和料，并把混凝土拌和料立即浇筑至模板中，保持在27℃的环境中静置养护28天，成型并脱模后，即得环保透水抗腐蚀混凝土。

实施例2

与实施例1的区别在于：各组分的质量不同，具体如下：

水泥310kg；水160kg；粉煤灰55kg；磷渣粉35kg；石1030kg；砂745kg；减水剂9kg；松香25kg；石蜡颗粒15kg；硅烷偶联剂5kg；分散剂6kg；冰颗粒40kg。

其中，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，石为5-31.5mm连续级配，砂的粒径为4-4.75mm，石蜡颗粒的粒径为24cm，冰颗粒的粒径为27cm。

实施例3

与实施例1的区别在于：各组分的质量不同，具体如下：

水泥305kg；水155kg；粉煤灰58kg；磷渣粉34kg；石1025kg；砂743kg；减水剂8kg；松香22kg；石蜡颗粒13kg；硅烷偶联剂4kg；分散剂5kg；冰颗粒35kg。

其中，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，石为5-20mm连续级配，砂的粒径为2-3mm，石蜡颗粒的粒径为8cm，冰颗粒的粒径为27cm。

实施例4

与实施例3的区别在于：粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，石为5-25mm连续级配，砂的粒径为3-4mm，石蜡颗粒的粒径为10cm，冰颗粒的粒径为20cm。

实施例5

与实施例3的区别在于：粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，石为5-25mm连续级配，砂的粒径为3-4mm，石蜡颗粒的粒径为20cm，冰颗粒的粒径为25cm

实施例6

与实施例4的区别在于：石蜡颗粒的粒径为25cm。

实施例7

与实施例4的区别在于：冰颗粒的粒径为30cm。

实施例8

与实施例4的区别在于：粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，石为5-20mm连续级配，砂的粒径为4-4.75mm。

实施例9

与实施例4的区别在于：砂由水洗砂与机制砂以4.5：2.7的质量比例均匀混合而成。

实施例10

与实施例4的区别在于：砂由水洗砂与机制砂以4.5：3.2的质量比例均匀混合而成。

实施例11

与实施例3的区别在于：

粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，石为5-25mm连续级配，砂的粒径为3-4mm，石蜡颗粒的粒径为15cm，冰颗粒的粒径为23cm。

砂由水洗砂与机制砂以4.5：3的质量比例均匀混合而成。

步骤1中还加入有10kg的低熔点玻璃粉。

实施例12

与实施例11的区别在于：低熔点玻璃粉的添加量为15kg。

对比例1

与实施例3的区别在于：环保透水抗腐蚀混凝土中未加入松香、石蜡颗粒、硅烷偶联剂、分散剂以及冰颗粒。

对比例2

与实施例3的区别在于：以等量的松香替换石蜡。

对比例3

与实施例3的区别在于：以等量的石蜡替换松香。

对比例4

与实施例3的区别在于：以等量的水替换冰颗粒。

对比例5

与实施例3的区别在于：环保透水抗腐蚀混凝土中未加入分散剂。

对比例6

市售的透水混凝土。

实验1

根据GB/T25993-2010《标准透水水泥混凝土透水系数试验装置说明书》检测以上实施例以及对比例制备所得的环保透水抗腐蚀混凝土的透水系数(mm/s)。

实验2

根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的6.抗压强度试验检测以上实施例以及对比例制备所得的环保透水抗腐蚀混凝土的28d抗压强度(MPa)。

实验3

将实验2中完成28d抗压强度测试的试样举起至离地面1.5m处，放手，使得试样做自由落体运动，撞击地面，重复两次，然后将试样放入28℃的水中浸泡10天，使得试样完全浸没于水中，浸泡完成后，再根据实验2的方法重新检测试样的浸泡后的抗压强度(MPa)，并计算环保透水抗腐蚀混凝土试样在浸泡前后的抗压强度变化率(％)，其中，

以上实验的检测数据见表2。

表2

根据表2中对比例1与实施例3的数据对比可得，对比例1中的混凝土加入细骨料，未加入冰颗粒以及石蜡颗粒，无法形成多孔的透水结构，因而无法形成透水混凝土，所制得的是普通混凝土，因而对比例1的抗压强度性能以及抗腐蚀性能均优于实施例3的，但其透水性能同时也相较于实施例3的大大下降。说明只有通过采用石蜡颗粒、松香以及冰颗粒互相协同复配，才能同时保证混凝土具备较佳的透水性能、抗压强度性能以及抗腐蚀性能。

根据表2中对比例2-3与实施例3的数据对比可得，石蜡与松香互相协同复配有利于更好地提高覆盖在混凝土表面的保护膜的强度，使得混凝土试样在与地面发生碰撞时，更加不容易破损，从而有利于更好地保护混凝土不容易受到水分的侵蚀，有利于更好地提高混凝土的抗腐蚀性能。

根据表2中对比例4与实施例3的数据对比可得，通过加入冰颗粒，有利于混凝土中形成均匀的多孔透水结构，从而有利于混凝土在保持一定强度的同时还有利于提高混凝土的透水性能。

根据表2中对比例5与实施例3的数据对比可得，通过加入分散剂，有利于混凝土中的各组分更好地分散均匀，从而有利于各组分更好地互相协同配合，从而有利于混凝土更好地同时保持较佳的透水性能、抗压强度性能以及抗腐蚀性能。

根据表2中对比例6与实施例3的数据对比可得，市售的透水混凝土具备较佳的透水性能，但抗压强度性能和抗腐蚀都难以满足实际的使用需求，通过采用本申请的技术方案，有利于混凝土同时保持较佳的透水性能、抗压强度性能以及抗腐蚀性能。

根据表2中实施例3-8的数据对比可得，通过控制石蜡颗粒、冰颗粒以及骨料的粒径，有利于混凝土中的各组分更好地堆积密集，同时，不容易影响冰颗粒在混凝土中形成多孔透水结构，从而有利于混凝土更好地同时保持较佳的透水性能、抗压强度性能以及抗腐蚀性能。

根据表2中实施例4与实施例9-10的数据对比可得，通过控制砂的种类及比例，有利于更好地提高混凝土中的骨料的堆积密集度，使得混凝土的密实度更高，从而有利于更好地提高混凝土的抗压强度性能。

根据表2中实施例4与实施例11-12的数据对比可得，通过加入低熔点玻璃粉，有利于更好地填充混凝土中的微孔孔隙，使得混凝土的密实度提高，从而有利于更好地提高混凝土的抗压强度性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：由混凝土拌和料制成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水泥300-310份；

水150-160份；

粉煤灰50-55份；

磷渣粉33-35份；

石1020-1030份；

砂740-745份；

减水剂7-9份；

松香20-25份；

石蜡颗粒10-15份；

硅烷偶联剂3-5份；

分散剂3-6份；

冰颗粒30-40份；

所述石蜡颗粒的熔点低于50℃；

低熔点玻璃粉15份。

2.根据权利要求1所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述石蜡颗粒的粒径为10-20cm。

3.根据权利要求2所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述冰颗粒的粒径为20-25cm。

4.根据权利要求3所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，所述砂的粒径为3-4mm，所述石为5-25mm连续级配。

5.根据权利要求4所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述砂由水洗砂与机制砂以4.5：（2.7-3.2）的质量比例均匀混合而成。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述减水剂包括聚羧酸系高性能减水剂、脂肪酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土，其特征在于：所述分散剂包括己烯基双硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。

8.一种如权利要求1-7任一所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，混合水泥、粉煤灰、磷渣粉、石、砂、松香、石蜡颗粒、硅烷偶联剂、分散剂以及一半质量的水，形成预拌混合物；

步骤2，往预拌混合物中继续加入减水剂以及剩余一半质量的水，混合均匀，形成半成品；

步骤3，待半成品冷却至常温后，立即加入冰颗粒，搅拌均匀，即得混凝土拌和料，并把混凝土拌和料立即浇筑至模板中，养护成型，即得环保透水抗腐蚀混凝土。

9.根据权利要求8所述的一种环保透水抗腐蚀混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤1中还加入有低熔点玻璃粉。