CN116217263B - 一种超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及应用 - Google Patents

一种超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及应用,透水混凝土按重量份包括:水泥700‑1000份、粉煤灰0‑300份、减水剂2‑4份、料浆稳定剂1‑3份、中空聚丙烯纤维2‑5份、孔道疏水剂4‑8份、界面偶联剂2‑6份、水250‑320份、开孔型物理发泡剂40‑70份、通孔型透水轻骨料300‑500份。本发明首创利用开孔泡沫混凝土与通孔透水轻骨料相结合的技术路线来制备超高开孔率轻质透水混凝土,使其具有较高的透水系数且能保持较高的抗压强度,而且不易产生瘀堵,从而克服了传统透水混凝土骨料不透水、只依靠孔隙率来透水、透水性能差、无法保持抗压强度和透水系数平衡的问题,以及克服了传统透水混凝土存在孔隙较大容易淤堵的问题。

Description

一种超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及 应用
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,特别是涉及一种超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及应用。
背景技术
随着城镇化进程的加快,大量人口逐渐流入城市,促进经济发展的同时也给城市的发展带来很多困扰,如城市交通拥堵和噪声污染。道路作为城市的骨架,是城市发展必不可少的组成部分。城市中大部分路面被沥青、混凝土等路面材料覆盖,这些不透水的传统材料会引发城市的一系列问题:阻碍雨水下渗,对城市排水系统造成极大压力,形成城市内涝、城市内能消耗巨大,产生大量热量,城市温度上升,导致城市的“热岛效应”。
为解决上述问题,2012年国家首次提出“海绵城市”的概念,将人工排水管网的建造与当地自然生态系统有机结合。透水混凝土是一种由同等长粒径或与大间断透水级别相配合的骨料、胶凝材料、外加剂混合组成的,并使其具有一定程度空隙透水率的一种混合材料。与传统混凝土相比,透水混凝土具有优良的透水性和透气性,内部大量连通孔隙可以将雨水快速下渗,同时吸收大量的热能和噪声,热岛效应和噪声污染随之减少,对调节城市生态平衡和节约自然资源具有重要作用。同时可以缓解雨天路面积水给城市排水系统带来的巨大压力。是未来“海绵城市”发展必不可少的材料。
透水性混凝土与传统混凝土不同的是以单一级配粗骨料为主体,其粘结剂的主要成分是水泥净砂浆或少量的细骨料砂浆,且粘结剂一方面要对粗骨料有保护作用,另一方面要在不堵塞骨料间空隙的情况下保证骨料间粘结强度。因此,透水性混凝土在一定透水率下渗透系数多为2-5.4mm/s,透水能力较传统混凝土强,且抗压强度一般在3.5-28MPa。由于透水性混凝土具有疏松多孔的特点,所以内部有大量的空隙。半联通或联通的孔隙形成通道让雨水或积水渗入进而深入地下,而未联通的孔隙则作为可利用的储蓄空间。这也是透水混凝土透水的基本原理。
骨料是透水性混凝土中起骨架和支撑作用的材料,粗骨料的品种对透水性混凝土的强度也会有影响,骨料除了碎石,也有的用旧建筑物的水泥碎砖、废弃混凝土生产的再生骨料或者钢渣等固废骨料,目前主要是采用石子,因为石子是最稳定且强度较高的骨料,而且单一粒径骨料的堆积形成孔隙率是有上限的,因此目前提高透水混凝土性能的研究方向主要是提高外加剂和胶凝材料的性能。在胶凝材料方面,国内研究掺硅灰能够提高填充水泥浆体的毛细孔隙,硅灰是一种颗粒细小的火山灰活性粉末,硅灰中活性SiO2与水化时析出的Ca(OH)2化合,生成C-S-H凝胶,提高强度。随着硅灰掺量的提高,透水混凝土抗压强度随之提高;此外掺入一部分增粘剂如纤维素可以改善浆体流变性,提高混凝土的透水系数,改善透水混凝土拌合的触变性能;掺加聚合物乳液,大大提高了透水混凝土的冻融循环次数和透水系数。虽然透水混凝土由于海绵城市建设需求获得了一定的发展,但是也存在很多问题,有些是现有透水混凝土体系无法解决的。基于透水混凝土的透水原理为高孔隙率,骨料自身不透水且孔隙率是有上限的,孔隙结构直接决定了其透水性能,而过高孔隙率又会降低强度,因此透水系数随着抗压强度的增加而减小,保持抗压强度和透水系数的平衡依然是透水混凝土目前最大的难题;其次透水混凝土的流变性很难掌握,需要一些增粘材料和聚合物乳液调节以防止底部堵浆,后期透水混凝土吸附灰尘、杂质的同时也会经常面临堵塞问题,而定期养护清理成本过高,也是透水混凝土目前不能替代其它城市路面的一个重大原因。
由此可见,上述现有的透水混凝土在结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的超高开孔率轻质透水混凝土、其制备方法、专用配料及应用,成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超高开孔率轻质透水混凝土,使其具有较高的透水系数且能保持较高的抗压强度,而且不易产生瘀堵,从而克服传统透水混凝土骨料不透水、只依靠孔隙率来透水、透水性能差、无法保持抗压强度和透水系数平衡的问题,以及克服传统透水混凝土存在孔隙较大容易淤堵的问题。
本发明要解决的技术问题还包括提供上述超高开孔率轻质透水混凝土的制备方法、专用配料及应用。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种超高开孔率轻质透水混凝土,按重量份包括:
本发明首创通过将开孔泡沫混凝土料浆复合通孔型透水轻骨料的方法来制备高开孔率轻质透水混凝土,通过专用的开孔型物理发泡剂制备开孔泡沫混凝土料浆,然后复合通孔的透水轻骨料,搅拌成型,这样骨料和水泥石都具有联通的开孔结构,极大地增加了材料的开孔率,同时区别于传统单一粒径骨料制备的透水混凝土,本发明的轻质透水混凝土,孔径均为联通的小孔,在实际应用中不易产生瘀堵。而且通孔型透水轻骨料和开孔泡沫混凝土料浆的复合体,一方面泡孔的引入大大降低了材料的容重,另外一个方面通孔型透水轻骨料作为骨料也降低了水泥基多孔材料的收缩率。综合两种轻质混凝土的各自优点,取长补短,且骨料和水泥石均为开孔结构,都能透水,促进材料透水系数等性能的提高。
所述开孔型物理发泡剂按重量份包括:
优选地,所述开孔型物理发泡剂中各组分的组成比例为:十六烷基三甲基氯化铵:十六烷基苄基氯化铵:正己烷:乙醇=1.5:1:4:3.5。
本发明配置的开孔型物理发泡剂可以在加水稀释后形成发泡液,通过空气压缩型的发泡机产生大量水膜型气泡,掺入到胶凝材料浆体中混合均匀后,即完成了物理发泡过程,形成泡孔。水泥胶凝材料反应硬化过程中,会产生水化热,温度可达50-70度,随着浆体温度的上升,发泡剂中的正己烷、乙醇溶剂,便会开始挥发,于是在泡孔壁上产生无数针孔大小的细孔,穿透泡孔壁,将泡孔形成开孔状态,再加上后期水分的散失,泡孔的开孔率进一步变大。
所述料浆稳定剂按重量份包括:
优选地,所述料浆稳定剂中各组分的组成比例为:四硼酸钠:硫酸铝:氯化钙:可再分散乳胶粉:聚乙烯醇=1:2:2:1:1。
上述料浆稳定剂中的几种材料主要通过调整材料料浆的凝结时间和粘度,来保证料浆的稳定性,凝结时间过快,没有施工操作时间并会消弭泡孔,相反硬化过慢,胶凝材料浆体不能将开孔型泡沫剂产生的泡孔固结住,往往就会发生串泡、气泡逸出甚至塌模现象。另外的可再分散乳胶粉和聚乙烯醇能够增加浆体的粘聚性、防止透水轻骨料上浮或下沉,从而保持材料的稳定性。本发明中配制的料浆稳定剂可以很好地控制料浆凝结时间和粘聚性,确保开孔的泡孔与通孔型透水轻骨料能够均匀且有级配性的分布于于胶凝材料之中,并及时硬化固结产生强度。
所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。
所述中空聚丙烯纤维为3mm聚丙烯中空结构短纤维,其不仅可以起到防止材料收缩开裂的作用,还可以起到一定排水作用。
所述孔道疏水剂,按重量份包括:
优选地,所述孔道疏水剂中各组分的组成比例为硬脂酸铝:高氟硅醇钠:硫酸铝钾=2:1:1。
孔道疏水剂可以增加泡孔孔道面的憎水性,使得水分进入材料内部后,可以快速的通过联通的憎水的孔道透出材料,防止水分渗入材料内部结构深处,延缓甚至锁在材料内部,造成透水不畅。
所述界面偶联剂按重量份包括:
乙烯基三氯硅烷 2-4份
三硬脂酸钛酸异丙酯 1-2份。
优选地,所述界面偶联剂中各组分的组成比例为乙烯基三氯硅烷:三硬脂酸钛酸异丙酯=2:1。
界面偶联剂其主要作用是可以增加通孔型透水轻骨料与浆体的亲和力,提高两者界面结合的牢固性。
所述通孔型透水轻骨料为特种工艺制备的具有贯通孔的多孔骨料,其按如下方法制备:
按成陶原料化学组分要求配料,再加入高温发气剂及水进行搅拌混合,混合过程中加入引气剂,搅拌过程中产生微小气孔,然后放至圆盘造粒机上制备生料球,将制备好的生料球静停、烘干,然后将生料球放至高温炉中焙烧,最后将焙烧后的透水轻骨料移出炉膛,冷却至常温,得到通孔型透水轻骨料。
传统轻质烧结陶粒的内部气孔的孔壁之间大部分是封闭的或者开孔率不高。本发明的通孔型透水轻骨料,是在原有气孔的基础上,通过技术手段,在气孔孔壁上产生大量微气孔,从而打通了孔壁的阻隔,使透水轻骨料形成了贯通通道。
本发明优选采用冶金固废、污水处理厂污泥、低品质粉煤灰按照成陶原料化学组分要求进行配料,用渣土进行微调节,其中,冶金固废2~4份、污水处理厂污泥1~2份、低品质粉煤灰5~10份、渣土0.5~1份,各原料分别烘干后处理成细度<150μm的粉料进行混料;再加入高温发气剂及适量水进行搅拌混合,混合过程中加入专用引气剂,掺半过程中产生大量微小气孔,然后放至圆盘造粒机上制备生料球,将制备好的生料球静停约1h后,放置到105℃烘干机烘干3h,然后将生料球放至高温炉中,由常温按照14℃/min的升温速度逐步升温至400℃,保持20min,继续以14℃/min的升温速度升至1150℃,保持15min,当生料球在窑炉内焙烧时,产生脱水水解、碳酸盐分解、氧化铁还原反应、有机质氧化等一系列化学反应,产生的气体逸出,形成压力,促使料球膨胀,内部产生孔径较大的气孔,由于之前混料中加入引气剂引入的微小气孔,导致大气孔的孔壁之间产生了贯通。最后将焙烧后的透水轻骨料移出炉膛,冷却至常温。按照上述方法制备的通孔型透水轻骨料,堆积密度约为600-900kg/m3,具有良好的透水性。
所述高温发气剂包含碳酸钠、四氧化三铁、碳化硅,其重量组成比例为0.8~1:0.7~1.1:1.1~1.3;所述引气剂,是将4~6份松香热聚物、1~2份十二烷基硫酸钠,在12~18份水中,保持80℃恒温搅拌20min,冷却后得到;所述成陶原料为100~120份;所述高温发气剂为5~8份;所述通孔型透水轻骨料中的水为10~12份;所述引气剂为1~2份;
所述轻质透水混凝土其干表观密度900-1800kg/m3,抗压强度12-35MPa,透水系数4-5mm/s,开孔率大于80%。
本发明还公开了上述超高开孔率轻质透水混凝土的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例将水泥、粉煤灰、减水剂、料浆稳定剂、中空聚丙烯纤维、孔道疏水剂、界面偶联剂、水加入搅拌机,搅拌1-3min后成净浆;
(2)与此同时将开孔型物理发泡剂稀释至适当倍数(如20倍)后用机械空气压缩方式制出水膜型泡沫;
(3)然后将泡沫混入到之前搅拌好的净浆中并再次搅拌均匀,得到泡沫料浆;
(4)其后加入通孔型透水轻骨料并搅拌均匀,其后加入通孔型透水轻骨料并搅拌均匀,得到浆体和骨料均透水的超高开孔率轻质透水混凝土,用于现场浇筑施工,或浇筑到模具中,制备高开孔率轻质透水混凝土砌块或者板材。
在静停过程中,水膜型泡沫由于含有大量易挥发溶剂物质在水泥水化热的升温作用下发生大量挥发产生气体,穿透水膜型泡沫与水泥浆形成的泡壁,使得泡壁含有大量微小孔,形成了开孔型泡沫混凝土的开孔结构,同时与通孔型透水轻骨料胶凝硬化,由此得到浆体和骨料均透水的超高开孔率轻质透水混凝土。
上述开孔型物理发泡剂、料浆稳定剂及通孔型透水轻骨料均可作为上超高开孔率轻质透水混凝土的专用配料。
本发明还提供了一种上述超高开孔率轻质透水混凝土的应用,所述超高开孔率轻质透水混凝土用于制备超高开孔率轻质透水混凝土板材、砌块或现场浇筑施工。
由于采用了上述技术手段,使得本发明具有如下技术效果:
(1)本发明首创利用开孔泡沫混凝土与通孔透水轻骨料相结合的技术路线来制备超高开孔率轻质透水混凝土,区别于传统透水混凝土骨料和水泥石均不透水,只依靠骨料与水泥石间的孔隙来透水的方法,本发明胶凝材料浆体硬化后为开孔结构的泡沫混凝土,骨料为通孔型的透水轻骨料,轻质高强且透水性好,材料的胶凝材料和骨料均可以透水,大大提高了透水面积,具有很好的透水效果,同时两者有机结合,材料整体性好,通孔型透水轻骨料可大大降低单一开孔泡沫混凝土的收缩率,而开孔泡沫混凝土浆体可将骨料颗粒紧密包裹,进而促进了超高开孔率轻质透水混凝土综合性能的大大提高。
(2)本发明自主研制的料浆稳定剂含有调整胶凝材料凝结时间和稳泡、增粘材料,一可以使开孔泡沫混凝土的凝结时间与泡沫破掉的时间相匹配,同时稳泡,防止发生串泡、气泡逸出甚至塌模现象以及料浆在发泡过程中对环境、介质、工艺的敏感性难题。二是调整料浆的粘聚性,使通孔型透水轻骨料均匀分布在胶凝材料浆体中,不发生上浮和下沉,提高材料的均匀度。最后还有提高胶凝材料与通孔透水轻骨料的紧密结合的作用。
(3)本发明首次发明了泡沫混凝土专用的开孔型物理发泡剂,该发泡剂与传统泡沫混凝土发泡剂的使用方法一样,都是利用具有表面活性剂的起泡原理,在空压机的作用下,产生水膜型泡沫,然后与水泥浆搅拌混合,形成泡沫混凝土料浆。不同的在于本发明的开孔型泡沫剂,含有特制的专用挥发性溶剂,其在水泥水化热产生升温的作用下,大量挥发,穿透水膜型泡沫与水泥浆形成的泡壁,使得泡壁含有大量微小孔,形成了开孔型泡沫混凝土的开孔结构,具有很好的透水性。
(4)本发明的通孔型透水轻骨料,含有大量的穿透的、通孔的小泡孔结构,因此材料透水性好,堆积密度在600-900kg/m3,筒压强度为7-9MPa。
(5)超高开孔率轻质透水混凝土的干表观密度为900-1800kg/m3,强度为12-35MPa,透水系数为4-5mm/s,可广泛应用于海绵城市建设的各种使用场景,填补新型轻质透水混凝土的空白。
(6)超高开孔率轻质透水混凝土的干表观密度(900-1800kg/m3)等性能可以通过技术工艺进行调整,因此可以根据具体工程要求进行量体裁衣,实际工程适用性很强。
(7)本发明属于建材领域中的一种新型的超高开孔率轻质透水混凝土,其胶凝材料和骨料均为开孔结构,总体开孔率可达80%以上。其特点是轻质,强度高,超高开孔率,透水性好、由无机材料构成,大量消纳冶金固废、污水处理厂污泥、低品质粉煤灰、渣土等固体废弃物,无毒无害,属绿色建材,材料成本相对较低,符合功能型绿色建材的理念。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。
下述各实施例中的重量均是以g为单位计算,当然,在本发明的份数比例范围内,也可以根据实际需求采用kg或吨等其他单位。
实施例1:开孔型物理发泡剂的制备
取十六烷基三甲基氯化铵45g、十六烷基苄基氯化铵30g、正己烷80g、乙醇70g,按十六烷基三甲基氯化铵:十六烷基苄基氯化铵:正己烷:乙醇=1.5:1:4:3.5的组成比例混合搅拌均匀,配制开孔型物理发泡剂。
实施例2:料浆稳定剂的制备
取四硼酸钠40g、硫酸铝80g、氯化钙80g、可再分散乳胶粉40g、聚乙烯醇40g,按四硼酸钠:硫酸铝:氯化钙:可再分散乳胶粉:聚乙烯醇=1:2:2:1:1的组成比例混合均匀,配制料浆稳定剂。
实施例3:通孔型透水轻骨料的制备
当SiO2为53%~79%、Al2O3为10%~25%范围,助溶剂为13%~26%时,可烧制出具有良好烧胀性的陶粒(上述技术为已知成熟技术),按照上述成陶原料化学组分要求配料。具体为将冶金固废、污泥、低品质粉煤灰、建筑渣土烘干后处理成细度<150μm的粉料备用,取冶金固废3000g、污泥1500g、低品质粉煤灰7000g、建筑渣土500g按比例混合均匀,加入高温发气剂600g(碳酸钠、四氧化三铁、碳化硅,其组成比例为1:1:1),加入适量水(1100g)进行搅拌混合,混合过程中加入专用引气剂100g(由松香热聚物、十二烷基硫酸钠、水按4:1:12的重量配比,在80℃恒温混合20min,冷却后即得到引气剂),搅拌过程中产生微小气孔,然后放至圆盘造粒机上制备生料球,将制备好的生料球静停约1h后,放置到105℃烘干机烘干3h,然后将生料球放至高温炉中,由常温按照14℃/min的升温速度逐步升温至400℃,保持20min,继续以14℃/min的升温速度升至1150℃,保持15min,当生料球在窑炉内焙烧时,最后将焙烧后的透水轻骨料移出炉膛,冷却至常温,得到通孔型透水轻骨料,该骨料含有大量的穿透的、通孔的小泡孔结构,材料透水性好,堆积密度为890kg/m3,筒压强度为7.5MPa。
实施例4:超高开孔率轻质透水混凝土路面板材1的制备
取硅酸盐水泥7000g,粉煤灰3000g,减水剂30g,料浆稳定剂30g(实施例2制备),中空聚丙烯纤维20g,界面偶联剂60g、孔道疏水剂80g用搅拌机混合均匀,然后加入水2500g,搅拌3min成净浆。
同时取开孔型物理发泡剂500g(实施例1制备),稀释至20倍,经空气压缩得到水膜性泡沫,加入到上述净浆中搅拌1min得到泡沫料浆,然后将通孔型透水轻骨料3000g(实施例3制备)加入到浆料中混合,搅拌30s,浇入到模具中,24h后拆模,养护至28天,得到超高开孔率轻质透水混凝土路面板材。其密度为1700kg/m3,强度35兆帕,透水系数4.1mm/s,孔隙开孔率88%。
实施例5:超高开孔率轻质透水混凝土路面板材2的制备
取硅酸盐水泥9000g,粉煤灰1000g,减水剂40g,料浆稳定剂20g(实施例2制备),中空聚丙烯纤维50g,界面偶联剂30g、孔道疏水剂50g用搅拌机混合均匀,然后加入水3000g,搅拌3min成净浆。
同时取由开孔型物理发泡剂500g(实施例1制备),稀释至20倍,经空气压缩得到水膜性泡沫,加入到上述净浆中搅拌1min得到泡沫料浆,然后将通孔型透水轻骨料5000g(实施例3制备)加入到浆料中混合,搅拌30s,浇入到模具中,24h后拆模,养护至28天,得到超高开孔率轻质透水混凝土路面板材,其密度为1400kg/m3,强度30兆帕,透水系数为4.5mm/s,孔隙开孔率91%。
实施例6:超高开孔率轻质透水混凝土路面板材3的制备
取硅酸盐水泥10000g,减水剂20g,料浆稳定剂10g(实施例2制备),中空聚丙烯纤维30g,界面偶联剂20g、孔道疏水剂40g用搅拌机混合均匀,然后加入水3200g,搅拌3min成净浆。
同时取由开孔型物理发泡剂700g(实施例1制备),稀释至20倍,经空气压缩得到水膜性泡沫,加入到上述净浆中搅拌1min得到泡沫料浆,然后将通孔型透水轻骨料4000g(实施例3制备)加入到浆料中混合,搅拌30s,浇入到模具中,24h后拆模,养护至28天,得到超高开孔率轻质透水混凝土路面板材,其密度为1100kg/m3,强度18兆帕,透水系数为5.1mm/s,孔隙开孔率95%
上述实施例4-6中的界面偶联剂中各组分的组成比例为乙烯基三氯硅烷:三硬脂酸钛酸异丙酯=2:1;孔道疏水剂中各组分的组成比例为硬脂酸铝:高氟硅醇钠:硫酸铝钾=2:1:1。
对比例1:
对比例1与实施例4基本相同,区别仅在于,其中的开孔型物理发泡剂是在实施例1的基础上,将其中的易挥发性有机溶剂替换为十二烷基苯磺酸钠。最后得到的透水混凝土路面板材,其密度为1650kg/m3,强度为27MPa,透水系数2.2mm/s;孔隙开孔率52%。
对比例2:
对比例2与实施例4基本相同,区别仅在于,其中的料浆稳定剂是在实施例2的基础上,将硫酸铝、可再分散乳胶粉省略,最后得到的透水混凝土路面板材,其密度为1780kg/m3,强度30兆帕,透水系数3.5mm/s,孔隙开孔率75%。
对比例3:
对比例3与实施例4基本相同,区别仅在于,其中的通孔型透水轻骨料替换为传统烧结陶粒,最后得到的透水混凝土路面板材,其密度为1750kg/m3,强度28兆帕,透水系数3.2mm/s,孔隙开孔率60%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种超高开孔率轻质透水混凝土,其特征在于,按重量份包括:
所述开孔型物理发泡剂按重量份包括:
所述料浆稳定剂按重量份包括:
所述孔道疏水剂,按重量份包括:
硬脂酸铝2-6份
高氟硅醇钠1-3份
硫酸铝钾1-3份;
所述界面偶联剂按重量份包括:
乙烯基三氯硅烷2-4份
三硬脂酸钛酸异丙酯1-2份;
所述通孔型透水轻骨料按如下方法制备:
按成陶原料化学组分要求配料,再加入高温发气剂及水进行搅拌混合,混合过程中加入引气剂,搅拌过程中产生微小气孔,然后放至圆盘造粒机上制备生料球,将制备好的生料球静停、烘干,然后将生料球放至高温炉中焙烧,最后将焙烧后的透水轻骨料移出炉膛,冷却至常温,得到通孔型透水轻骨料;
所述成陶原料采用冶金固废2~4份、污水处理厂污泥1~2份、低品质粉煤灰5~10份、渣土0.5~1份,分别烘干后处理成细度<150μm的粉料进行混料;
所述高温发气剂包含碳酸钠、四氧化三铁、碳化硅,其重量组成比例为0.8~1:0.7~1.1:1.1~1.3;
所述引气剂,是将4~6份松香热聚物、1~2份十二烷基硫酸钠,在12~18份水中,搅拌,冷却后得到;
所述通孔型透水轻骨料制备时,成陶原料为100~120份;所述高温发气剂为5~8份;所述水为10~12份;所述引气剂为1~2份;
所述将生料球放至高温炉中焙烧为:将生料球放至高温炉中,由常温按照14℃/min的升温速度逐步升温至400℃,保持20min,继续以14℃/min的升温速度升至1150℃,保持15min。
2.根据权利要求1所述的超高开孔率轻质透水混凝土,其特征在于,所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥;
和/或,所述中空聚丙烯纤维为3mm聚丙烯中空结构短纤维。
3.根据权利要求2所述的超高开孔率轻质透水混凝土,其特征在于,所述开孔型物理发泡剂中各组分的组成比例为:十六烷基三甲基氯化铵:十六烷基苄基氯化铵:正己烷:乙醇=1.5:1:4:3.5;
所述料浆稳定剂中各组分的组成比例为:四硼酸钠:硫酸铝:氯化钙:可再分散乳胶粉:聚乙烯醇=1:2:2:1:1;
所述孔道疏水剂中各组分的组成比例为硬脂酸铝:高氟硅醇钠:硫酸铝钾=2:1:1;
所述界面偶联剂中各组分的组成比例为乙烯基三氯硅烷:三硬脂酸钛酸异丙酯=2:1。
4.根据权利要求1所述的超高开孔率轻质透水混凝土,其特征在于,所述引气剂中的搅拌为保持80℃恒温搅拌20min;
所述静停时间为1h;所述烘干为105℃烘干机烘干3h。
5.根据权利要求1-3任一项所述的超高开孔率轻质透水混凝土,其特征在于,所述轻质透水混凝土干表观密度900-1800kg/m3,抗压强度12-35MPa,透水系数4-5mm/s,开孔率大于80%。
6.一种权利要求1-5任一项所述的超高开孔率轻质透水混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按比例将水泥、粉煤灰、减水剂、料浆稳定剂、中空聚丙烯纤维、孔道疏水剂、界面偶联剂、水加入搅拌机,搅拌1-3min后成净浆;
(2)与此同时将开孔型物理发泡剂与水按照1:20比例稀释后用机械空气压缩方式制出水膜型泡沫;
(3)然后将泡沫混入到之前搅拌好的净浆中并再次搅拌均匀,得到泡沫料浆;
(4)其后加入通孔型透水轻骨料并搅拌均匀,得到浆体和骨料均透水的超高开孔率轻质透水混凝土,用于浇筑到模具中或现场浇筑施工。
7.一种权利要求1-5任一项所述的超高开孔率轻质透水混凝土的专用配料,其特征在于,所述专用配料为开孔型物理发泡剂,按重量份包括:
或,所述专用配料为料浆稳定剂,按重量份包括:
或,所述专用配料为通孔型透水轻骨料,所述通孔型透水轻骨料按如下方法制备:
按成陶原料化学组分要求配料,再加入高温发气剂及水进行搅拌混合,混合过程中加入引气剂,搅拌过程中产生微小气孔,然后放至圆盘造粒机上制备生料球,将制备好的生料球静停、烘干,然后将生料球放至高温炉中焙烧,最后将焙烧后的透水轻骨料移出炉膛,冷却至常温,得到通孔型透水轻骨料;
所述专用配料为通孔型透水轻骨料时,所述成陶原料采用冶金固废2~4份、污水处理厂污泥1~2份、低品质粉煤灰5~10份、渣土0.5~1份,分别烘干后处理成细度<150μm的粉料进行混料;
所述高温发气剂包含碳酸钠、四氧化三铁、碳化硅,其重量组成比例为0.8~1:0.7~1.1:1.1~1.3;
所述引气剂,是将4~6份松香热聚物、1~2份十二烷基硫酸钠,在12~18份水中,搅拌,冷却后得到;
所述通孔型透水轻骨料制备时,成陶原料为100~120份;所述高温发气剂为5~8份;所述水为10~12份;所述引气剂为1~2份。
8.一种权利要求1-5任一项所述的超高开孔率轻质透水混凝土的应用,其特征在于,所述超高开孔率轻质透水混凝土用于制备超高开孔率轻质透水混凝土板材、砌块或现场浇筑施工。
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