一种聚丙烯膜裂纤维透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种聚丙烯膜裂纤维透水混凝土，属于土木工程材料领域。其配合比设计为：水泥为300kg/m3；碎石为1580kg/m3；水为90kg/m3；聚丙烯膜裂纤维为3kg/m3。按照以上方案配制的聚丙烯膜裂纤维透水混凝土，与相同配合比但未掺聚丙烯膜裂纤维的透水混凝土相比，抗压强度提高59.7％、劈裂强度提高40.0％、抗折强度提高53.3％，孔隙率达到17.0％，透水系数达到19.1×10-2cm/s，且聚丙烯膜裂纤维本身不会生锈，膜裂形成单丝纤维后易于分散均匀，其性能满足人行道、城市广场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程材料领域，是一种生态友好型混凝土，可用于人行道、城市广场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面。
技术介绍
透水混凝土是一种生态友好型混凝土，具有减轻城市排水系统压力、有效补给地下水、缓解城市热岛效应影响、吸声降噪和减轻反光作用、有利于保持城市生态系统平衡等优点。透水混凝土由水、水泥、粗骨料组成，采用单粒级骨料作为骨架，水泥浆薄层或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料表面形成胶结层，骨料通过硬化胶结层胶结而成多孔堆积结构。透水混凝土主要用于人行道、城市广场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面，抗压强度一般为10MPa-30MPa，大多在10MPa-20MPa之间，连续孔隙率一般为15％-25％，透水系数一般≥10×10-2cm/s，大多超过了15×10-2cm/s。实际应用发现，透水混凝土以多孔连通、薄胶结层为表征的内部结构，往往使其耐久性成为一个薄弱环节，使用寿命普遍不长。而研究表明，在混凝土中掺入一定量的钢纤维，可以起到良好的阻裂增韧效应，有效提高混凝土的耐久性，但由于透水混凝土的多孔连通性，水流作用容易导致钢纤维生锈，钢纤维生锈后产生微膨胀，将破坏薄胶结层与骨料界面的粘结性能。如果在透水混凝土中掺入一定量的普通聚丙烯纤维，尽管不会生锈，但普通聚丙烯纤维在搅拌时会发生结团现象，不容易分散均匀。我国国家标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2014)中规定：当建筑场地硬质铺装地面中透水铺装面积的比例达到50％，得3分。另外，创建国家生态园林城市考核指标中要求建成区道路广场用地中透水面积的比重≥50％，我国有许多城市正在创建国家生态园林城市。因此，透水混凝土发展应用前景十分广阔。
技术实现思路
本专利技术旨在针对普通透水混凝土存在的主要问题，提供一种聚丙烯膜裂纤维透水混凝土，聚丙烯膜裂纤维本身不会生锈，膜裂形成单丝纤维后易于分散均匀，因此，透水混凝土使用寿命会更长，同时本专利技术还提供了该混凝土的制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术的聚丙烯膜裂纤维透水混凝土由水泥、粗骨料、聚丙烯膜裂纤维与水拌合而成；水泥为强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥，主要性能指标应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求；粗骨料采用粒径为4.75mm～13.2mm的碎石，主要性能指标应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的Ⅱ类要求；聚丙烯膜裂纤维为束状网，主要性能指标满足当量直径<100μm，公称长度19±1mm，密度0.91～0.93g/cm3，断裂强度≥560MPa，断裂伸长率10％-50％，弹性模量>3500MPa，耐酸碱性(极限拉力保持率)≥96.0；拌合用水采用普通自来水，主要性能指标应符合行业标准《混凝土用水标准》JGJ63的规定；原材料配合比为：水泥300kg/m3，碎石1580kg/m3，水90kg/m3，聚丙烯膜裂纤维3kg/m3；上述原材料的质量允许误差：水泥为±1％；碎石为±2％；水为±1％；聚丙烯膜裂纤维为±1％。本专利技术的聚丙烯膜裂纤维透水混凝土的制备方法包括步骤如下：采用浆体裹石法，即先投入水泥搅拌60秒，在搅拌过程中均匀加入水，再投入碎石搅拌180秒，在投入碎石搅拌过程的前60秒内均匀撒入聚丙烯膜裂纤维。上述混凝土在施工现场拌制前应精确测定碎石的含水率，并应根据碎石的含水率，调整透水混凝土配比中的用水量，由施工现场试验确定施工配合比。上述混凝土的拌合采用强制式搅拌机，搅拌机容量应根据工程量、施工进度、施工顺序和运输工具等参数选择。性能评定成型：100mm×100mm×100mm立方体试件，用于测试抗压强度、劈裂强度和孔隙率；100mm×100mm×400mm棱柱体试件，用于测试抗折强度；Φ100mm×300mm试件，用于测试透水系数，使用时应按标准切割成Φ100mm×50mm标准试件。通过插捣和压实相结合的方法成型。养护：试件成型后在自然状态下覆盖并洒水养护28天。测试：抗压强度、劈裂强度和抗折强度测试采用现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081中规定的方法；孔隙率测试参照《透水混凝土及其应用技术》(宋中南等编著，中国建筑工业出版社，2011年8月第一版)中介绍的重量法；透水系数测试采用现行行业标准《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135中规定的方法。本专利技术的聚丙烯膜裂纤维透水混凝土所掺入的聚丙烯膜裂纤维以聚丙烯为原料，通过特殊的工艺加工制造而成。当聚丙烯膜裂纤维投入到混凝土中后，在混凝土搅拌过程中，纤维单丝间的横向连接可经混凝土自身的揉搓和摩擦作用而膜裂形成单丝纤维，实现阻裂增韧效果。与钢纤维相比，聚丙烯膜裂纤维本身不会生锈；与普通聚丙烯纤维相比，聚丙烯膜裂纤维膜裂形成单丝纤维后易于分散均匀。在透水混凝土中掺入聚丙烯膜裂纤维，需要综合考虑强度、孔隙率、透水系数以及纤维分散均匀性要求，进行配合比设计并确定拌合工艺，这与在普通混凝土中掺入聚丙烯膜裂纤维主要考虑强度和纤维分散均匀性要求相比，明显不同，技术复杂性增强，这也是本专利技术的创新点所在。具体实施方式(1)原材料选择水泥：采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，根据《通用硅酸盐水泥》GB175中的试验方法，主要性能指标测试结果如下表所示：水泥主要性能指标符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求。粗骨料：采用粒径为5mm～10mm的碎石，根据《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的试验方法，主要性能指标测试结果如下表所示：碎石主要性能指标符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的Ⅱ类要求。拌合用水：采用普通自来水，根据《混凝土用水标准》JGJ63中的试验方法，主要性能指标测试结果如下表所示：pHCl-含量(mg/L)SO42-(mg/L)碱含量(mg/L)7.017514095拌合用水主要性能指标测试结果符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ63的规定。束状网型聚丙烯膜裂纤维：当量直径<100μm，公称长度19±1mm，密度0.91g/cm3～0.93g/cm3，断裂强度≥560MPa，断裂伸长率10％-50％，弹性模量>3500MPa，主要性能指标符合本专利技术说明书中的要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯膜裂纤维透水混凝土，其特征在于，由水泥、粗骨料、聚丙烯膜裂纤维与水拌合而成；所述水泥为强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥；所述粗骨料采用粒径为4.75mm～13.2mm的碎石；所述聚丙烯膜裂纤维为束状网，主要性能指标满足当量直径<100μm，公称长度19±1mm，密度0.91～0.93g/cm3，断裂强度≥560MPa，断裂伸长率10％‑50％，弹性模量>3500MPa，耐酸碱性(极限拉力保持率)≥96.0；原材料配合比为：水泥300kg/m3，碎石1580kg/m3，水90kg/m3，聚丙烯膜裂纤维3kg/m3；上述原材料的质量允许误差：水泥为±1％；碎石为±2％；水为±1％；聚丙烯膜裂纤维为±1％。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯膜裂纤维透水混凝土，其特征在于，由水泥、粗骨料、
聚丙烯膜裂纤维与水拌合而成；
所述水泥为强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥；
所述粗骨料采用粒径为4.75mm～13.2mm的碎石；
所述聚丙烯膜裂纤维为束状网，主要性能指标满足当量直径<100μm，
公称长度19±1mm，密度0.91～0.93g/cm3，断裂强度≥560MPa，断裂伸长率
10％-50％，弹性模量>3500MPa，耐酸碱性(极限拉力保持率)≥96.0；
原材料配合比为：水泥300kg/m3，碎石1580kg/m3，水90kg/m3，聚丙
烯膜裂纤维3kg...

【专利技术属性】
技术研发人员：高润东，许清风，李向民，
申请(专利权)人：上海市建筑科学研究院集团有限公司，上海建科工程改造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31