一种透水混凝土的制备方法与流程

文档序号:24406177发布日期:2021-03-26 17:13阅读:234来源:国知局

1.本发明属于混凝土技术领域,具体涉及一种透水混凝土的制备方法。


背景技术:

2.透水混凝土是一种环境友好型高渗透性材料,在城市道路中得到了广泛应用。透水混凝土作为道路的路面铺装材料,有着很好的透水性和通气性。利用透水混凝土良好的渗透性来排除多降雨地区的积水始于世纪年代,研究表明,透水混凝土路面的高孔隙结构能让雨水有效渗入地下,减少城市地表洪流,此外,贯通性孔隙具有吸音、降噪的功能。透水混凝土路面还具有良好的生态功能,可以使入渗的雨水水质得到净化,并可调节地表温湿度,有效减缓城市热岛效应。在可持续发展理念指导下,近几年透水混凝土路面工程研究应用迅速发展,这将对解决大都市的市内排水不畅问题起到巨大的作用。
3.透水混凝土是由粗骨料、胶凝材料、水、掺合料、外加剂和细骨料(少数情况下掺加)等按照一定的配比经某种拌合工艺拌制而成的一种多孔轻质混凝土,因而又称无砂混凝土或大孔混凝土。它是由特定粒级的粗骨料作为骨架,由胶凝浆体或加入少量细骨料的砂浆作为骨料颗粒之间胶结层,从而形成的骨架—空隙结构。由于这种内部含有连通孔隙的特殊结构,使得透水混凝土在具有良好透水、透气性能的同时,也导致了其强度要比普通混凝土低得多。
4.在透水混凝土中,粗骨料不同的粒径组成、比表面积、表面形态等直接影响混凝土成型后的孔隙率、孔径尺寸、透水系数等设计参数,进而对透水混凝土的力学性能和透水性产生重要影响。级配良好的骨料能有效减少水泥用量、用水量及外加剂用量,从而降低透水混凝土开裂和离析的风险,改善透水混凝土强度及耐久性,提高透水混凝土的性能。
5.与普通混凝土相比较,透水混凝土仍具有强度低、耐磨性差等不足,目前主要应用于人行道及自行车道、园林景观道路及公园、游泳池旁边及体育场、户外停车场、社区内轻量级道路等场合。


技术实现要素:

6.本发明所要解决的技术问题:针对透水混凝土强度低、耐磨性差的问题,提供一种透水混凝土的制备方法。
7.为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:一种透水混凝土的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)将混合料与盐酸溶液按质量比5:7~9进行搅拌,过滤,收集滤渣及滤液,将滤液与氢氧化钠溶液按体积比5:3~4进行混合,搅拌均匀,静置,过滤,收集滤饼,将滤饼与滤渣进行混合,得复合料;(2)将复合料、添加剂按质量比5~6:1~3放入球磨罐中,氮气保护,进行球磨,收集球磨料,将球磨料放入压机中,在80~90℃,250~300mpa进行热压,收集压料;(3)将压料放入煅烧炉中进行煅烧,收集煅烧料,将煅烧料、水、乳化剂按质量比7:
10~13:1放入反应器中搅拌,再加入煅烧料质量25~30%的混合物,升温搅拌,加入煅烧料质量0.2~0.3%的引发剂,搅拌反应,静置,过滤,洗涤,干燥,收集干燥物;(4)按重量份数计,取120~200份硅酸盐水泥、90~110份干燥物、40~50份石英砂、10~20份卵石、3~5份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
8.所述步骤(1)中混合料为将铝灰、粉煤灰及高炉渣按质量比6:4~5:3进行球磨,过筛,收集过筛颗粒,即得混合料。
9.所述步骤(2)中添加剂为氢化钛、碳酸钠及表面活性剂按质量比5:3:0.3~0.5混合均匀,即得。
10.所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的任意一种。
11.所述步骤(3)中混合物为将4

乙烯基吡啶、丙烯酰胺按质量比5:3混合而成。
12.所述步骤(3)中乳化剂为木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯中的任意一种。
13.所述步骤(3)中引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
14.本发明与其他方法相比,有益技术效果是:本发明以铝灰、粉煤灰及高炉渣作为起始原料,通过利用盐酸提取其中的金属物质,并且扩大了其中的粉煤灰、高炉渣颗粒的孔隙力度,再利用氢氧化钠溶液将金属离子进行沉淀,与残渣进行混合,再与添加剂进行混合球磨,使其充分接触,随后进行热压,保证其内部密切结合,随后进行煅烧,首先在煅烧过程中金属氢氧化物,转变为金属氧化物,再与添加剂进行结合,通过添加剂的作用形成了混合泡沫金属物质,沉积在残渣表面及内部,一是可以很好地起到对于通道的支撑,二是可以提高颗粒的力学性能,并且保证了通道的光滑性,随后与混合物进行结合,通过引发剂进行引发,通过利用混合物的反应,形成聚合物接枝颗粒表面,使聚合物紧密与颗粒孔道进行覆盖,一是可以保证了对于孔道的保护,二是增强了孔道表面的光滑性,可以增强脱水性能,并且由于聚合物的存在,提高了颗粒与其他原料间的结合性能,进一步提高了透水混凝土强度以及耐磨性。
具体实施方式
15.混合料为将铝灰、粉煤灰及高炉渣按质量比6:4~5:3进行球磨,过筛,收集过筛颗粒,即得混合料。
16.添加剂为氢化钛、碳酸钠及表面活性剂按质量比5:3:0.3~0.5混合均匀,即得。
17.表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的任意一种。
18.混合物为将4

乙烯基吡啶、丙烯酰胺按质量比5:3混合而成。
19.乳化剂为木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯中的任意一种。
20.引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
21.一种透水混凝土的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)将混合料与1.3mol/l盐酸溶液按质量比5:7~9以600r/min进行搅拌1h,过滤,收集滤渣及滤液,将滤液与1.1mol/l氢氧化钠溶液按体积比5:3~4进行混合50min,搅拌均匀,静置2h,过滤,收集滤饼,将滤饼与滤渣进行混合,得复合料;(2)将复合料、添加剂按质量比5~6:1~3放入球磨罐中,氮气保护,以500r/min进行球磨20min,收集球磨料,将球磨料放入压机中,在80~90℃,250~300mpa进行热压
20min,收集压料;(3)将压料放入煅烧炉中在950~1100℃进行煅烧2h,收集煅烧料,将煅烧料、水、乳化剂按质量比7:10~13:1放入反应器中以600r/min搅拌30min,再加入煅烧料质量25~30%的混合物,升温至90℃,搅拌40min,加入煅烧料质量0.2~0.3%的引发剂,搅拌反应8h,静置2h,过滤,洗涤滤饼,干燥,收集干燥物;(4)按重量份数计,取120~200份硅酸盐水泥、90~110份干燥物、40~50份石英砂、10~20份卵石、3~5份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
22.实施例1混合料为将铝灰、粉煤灰及高炉渣按质量比6: 5:3进行球磨,过筛,收集过筛颗粒,即得混合料。
23.添加剂为氢化钛、碳酸钠及表面活性剂按质量比5:3: 0.5混合均匀,即得。
24.表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的任意一种。
25.混合物为将4

乙烯基吡啶、丙烯酰胺按质量比5:3混合而成。
26.乳化剂为木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯中的任意一种。
27.引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
28.一种透水混凝土的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)将混合料与1.3mol/l盐酸溶液按质量比5:9以600r/min进行搅拌1h,过滤,收集滤渣及滤液,将滤液与1.1mol/l氢氧化钠溶液按体积比5: 4进行混合50min,搅拌均匀,静置2h,过滤,收集滤饼,将滤饼与滤渣进行混合,得复合料;(2)将复合料、添加剂按质量比6: 3放入球磨罐中,氮气保护,以500r/min进行球磨20min,收集球磨料,将球磨料放入压机中,在90℃, 300mpa进行热压20min,收集压料;(3)将压料放入煅烧炉中在1100℃进行煅烧2h,收集煅烧料,将煅烧料、水、乳化剂按质量比7: 13:1放入反应器中以600r/min搅拌30min,再加入煅烧料质量30%的混合物,升温至90℃,搅拌40min,加入煅烧料质量0.3%的引发剂,搅拌反应8h,静置2h,过滤,洗涤滤饼,干燥,收集干燥物;(4)按重量份数计,取200份硅酸盐水泥、110份干燥物、50份石英砂、20份卵石、5份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
29.实施例2混合料为将铝灰、粉煤灰及高炉渣按质量比6:4:3进行球磨,过筛,收集过筛颗粒,即得混合料。
30.添加剂为氢化钛、碳酸钠及表面活性剂按质量比5:3:0.4混合均匀,即得。
31.表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的任意一种。
32.混合物为将4

乙烯基吡啶、丙烯酰胺按质量比5:3混合而成。
33.乳化剂为木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯中的任意一种。
34.引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
35.一种透水混凝土的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)将混合料与1.3mol/l盐酸溶液按质量比5:8以600r/min进行搅拌1h,过滤,收集滤渣及滤液,将滤液与1.1mol/l氢氧化钠溶液按体积比5: 4进行混合50min,搅拌均匀,静置2h,过滤,收集滤饼,将滤饼与滤渣进行混合,得复合料;
(2)将复合料、添加剂按质量比6:2放入球磨罐中,氮气保护,以500r/min进行球磨20min,收集球磨料,将球磨料放入压机中,在85℃,280mpa进行热压20min,收集压料;(3)将压料放入煅烧炉中在1000℃进行煅烧2h,收集煅烧料,将煅烧料、水、乳化剂按质量比7:12:1放入反应器中以600r/min搅拌30min,再加入煅烧料质量28%的混合物,升温至90℃,搅拌40min,加入煅烧料质量0.3%的引发剂,搅拌反应8h,静置2h,过滤,洗涤滤饼,干燥,收集干燥物;(4)按重量份数计,取160份硅酸盐水泥、100份干燥物、45份石英砂、15份卵石、4份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
36.实施例3混合料为将铝灰、粉煤灰及高炉渣按质量比6:4:3进行球磨,过筛,收集过筛颗粒,即得混合料。
37.添加剂为氢化钛、碳酸钠及表面活性剂按质量比5:3:0.3混合均匀,即得。
38.表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的任意一种。
39.混合物为将4

乙烯基吡啶、丙烯酰胺按质量比5:3混合而成。
40.乳化剂为木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯中的任意一种。
41.引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
42.一种透水混凝土的制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)将混合料与1.3mol/l盐酸溶液按质量比5:7以600r/min进行搅拌1h,过滤,收集滤渣及滤液,将滤液与1.1mol/l氢氧化钠溶液按体积比5:3进行混合50min,搅拌均匀,静置2h,过滤,收集滤饼,将滤饼与滤渣进行混合,得复合料;(2)将复合料、添加剂按质量比25:1放入球磨罐中,氮气保护,以500r/min进行球磨20min,收集球磨料,将球磨料放入压机中,在80℃,250mpa进行热压20min,收集压料;(3)将压料放入煅烧炉中在950℃进行煅烧2h,收集煅烧料,将煅烧料、水、乳化剂按质量比7:10:1放入反应器中以600r/min搅拌30min,再加入煅烧料质量25%的混合物,升温至90℃,搅拌40min,加入煅烧料质量0.2%的引发剂,搅拌反应8h,静置2h,过滤,洗涤滤饼,干燥,收集干燥物;(4)按重量份数计,取120份硅酸盐水泥、90份干燥物、40份石英砂、10份卵石、3份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
43.对比例1与实施例1基本相同,唯独不同的是步骤(1)中缺少氢氧化钠溶液。
44.对比例2与实施例1基本相同,唯独不同的是步骤(2)中缺少添加剂。
45.对比例3与实施例1基本相同,唯独不同的是步骤(3)中缺少混合物。
46.对比例4按重量份数计,取200份硅酸盐水泥、60份粉煤灰、50份高炉渣、50份石英砂、20份卵石、5份聚羧酸高效减水剂,搅拌均匀,即得透水混凝土。
47.将实施例、对比例中的透水混凝土分别与水按质量比3:1进行混合,得透水混凝土拌合料;将透水混凝土拌合料分两层进行装模;每层装模后拿直径为10mm的钢筋插捣25次,
第二层插捣完后轻轻振动敲打模具侧边确保密实;插捣完成后用平板振动器在试件顶面进行低频振捣10s;装模成型后放入标准养护室(温度20
±
2℃、相对湿度95%以上),24h 后进行拆模,拆模后的试件继续放置标准养护室养护至要求龄期,方可进行后续试验。
48.按照《普通混凝土力学性能试验方法》(gb/t50081—2002)的要求进行试验,试验采用液压式万能试验机,测试标准试块28d龄期的抗压强度。
49.试验采用《透水水泥混凝土路面技术规程》(cjj/t 135

2009)中介绍的定水头法测定透水混凝土透水系数,试件尺寸70mm
×
70mm
×
70mm 的试件,检测结果如下表: 实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4抗压强度/mpa20.1319.8319.8514.6314.5315.6917.26渗透系数/(mm/s)7.227.127.116.126.156.436.59
综上所述,本发明制备的透水混凝土取得了较好的效果。
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