一种多孔混凝土的制备方法技术

一种多孔混凝土的制备方法，涉及功能性的无砂多孔隙混凝土的制备方法。本发明专利技术先根据所要求的多孔混凝土的孔隙率及最佳水灰比和所采用的粗骨料粒径、级配及材质，确定出多孔混凝土的基本参数，再精确计算配置各原材料用量，然后经特殊的搅拌工艺，并按常规方法成型。由于本发明专利技术具有能保证所需孔隙率及孔隙的连通性，使多孔混凝土具有透水、净水以及植被根系生长等功能，且强度高，又能节约原材料，降低生产成本且方法简单、实用等特点。故采用本发明专利技术方法制备出的多孔混凝土，可广泛用作透水路面材料，污水净化材料、植被生长基材以及道路、河流的植被护坡、护堤材料等，还可用于沙漠的固沙和绿化，为沙漠改造开辟新的途径。

Method for preparing porous concrete

The invention relates to a preparation method of porous concrete, which relates to a preparation method of functional sand free porous concrete. According to the invention and the ratio of coarse aggregate gradation, and materials required by the porosity of porous concrete and optimum water cement, determine the basic parameters of porous concrete, then accurately calculating the amount of configuration of each raw material, then mixing process, and molded by conventional methods. Because the invention can ensure the connectivity required porosity and pore, the porous concrete permeable, water and vegetation root growth, and high strength, and can save raw materials, reduce the production cost and the characteristic method is simple and practical. The use of porous concrete prepared by the method of the invention system, which can be widely used as permeable pavement materials, sewage purification materials, vegetation growth substrates and roads, rivers, vegetation protection berm material, also can be used in the desert sand and desert greening, to open up a new way of transformation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土制备
，特别涉及功能性的无砂多孔隙混凝土的制备方法。
技术介绍
多孔混凝土又称为无砂混凝土或无砂大孔混凝土，主要由水泥、粗集料(碎石或卵石)、拌合水、和外加剂构成，其结构特征是采用特定粒径粗集料作为骨架，胶结材浆体(水泥、外加剂与水的混合物)包裹在粗集料颗粒的表面，作为粗集料颗粒之间的胶结层，形成骨架—孔隙结构的多孔混凝土并具有一定的强度。多孔混凝土内部含有较多的连通孔隙，能透水、净水以及为植物根系提供生长空间。由于多孔混凝土的这些特点，被广泛的用作透水路面材料，污水净化材料、植被生长基材以及公路、河川的植被护坡、护堤材料等方面。多孔混凝土在欧洲、美国、日本等国家和地区已经有了广泛的应用，而我国仅在北京、上海、镇江等少数地方有所应用。多孔混凝土的结构中包含的大量连通孔隙是其最大的特点，而应用多孔混凝土也正是这个特点，所以制备时应首先保证其孔隙率。只有这样才能制备出满足孔隙率和强度要求的多孔混凝土，这与普通混凝土以强度为出发点制备方法的根本区别。目前，对于多孔混凝土的制备，国内尚无统一、系统、合理的制备方法。一般参照普通混凝土的制备方法，在进行原材料配比时，以混凝土的强度为主要指标，混凝土的孔隙率在配比材料中未被充分考虑，而且现有的制备方法不能使多孔混凝土保持大量稳定的连通孔隙。因此不能满足功能性多孔混凝土的要求，使多孔混凝土的透水、净水及植被根系生长等功能无法发挥。而且原材料用量计算复杂、不准确，制备过程复杂、繁琐。所以应用效果差，不利于多孔混凝土的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有多孔混凝土制备方法的不足之处，提供。根据所需要制备的孔隙率和最佳水灰比(拌合水与水泥的重量比)精确配置各原材料，能保证多孔混凝土的孔隙率及孔隙连通性，且具有制备方法简单、实用等特点。本专利技术的目的是这样实现的，首先根据所要求多孔混凝土的孔隙率及最佳水灰比和所采用的粗集料的粒径、级配及材质，确定出多孔混凝土的基本参数，再精确计算配置各原材料用量，然后经混合搅拌工艺，最后按常规方法成型。具体的方法步骤如下(1)基本参数的确定①粗集料的紧密堆积密度(ρ)的确定按照标准JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》进行测定。粗集料的紧密堆积密度由粗集料的粒径和级配决定。②粗集料的表观密度(ρG)的确定按照标准JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(简易方法)进行测定。粗集料的表观密度由粗集料的材质决定。③最佳水灰比(w/c)的确定参照标准GB/T2419-94《水泥胶砂流动度测定方法》对胶结材浆体进行流动度试验，当试验结果(扩展度)为170±10mm时，胶结材浆体中拌合水与水泥的重量比就是最佳水灰比。最佳水灰比不仅保证了多孔混凝土孔隙的连通性，还影响到多孔混凝土强度的提高。若水灰比过小，多孔混凝土会因干硬而搅拌不均匀，粗集料表面包裹不完全，影响粗集料颗粒间的粘结，从而影响强度的提高，反之，如果水灰比过大，水泥浆就可能把多孔混凝土中的部分孔隙堵死，形成致密的水泥浆层，不仅影响孔的连通性，也不利于强度的提高。最佳水灰比由水泥品种及外加剂的性能和掺量决定。④胶结材浆体密度(ρJ)的确定参照标准JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》中密度试验方法进行测定，测试的水灰比采用最佳水灰比。因此，胶结材浆体密度由水灰比决定。⑤孔隙率(R)的确定由于多孔混凝土体积＝胶结材浆体体积+粗集料体积+孔隙体积，所以多孔混凝土的孔隙率小于粗集料的空隙率。当粗集料空隙率一定时，孔隙率越小，多孔混凝土的强度越高；孔隙率越大，则更有利于其透水、净水和植物根系生长等功能的发挥。因此，多孔混凝土的孔隙率根据具体应用情况而定。(2)计算配置原料用量按照要求制备的多孔混凝土的体积V(m3)，根据第(1)步确定出的基本参数，精确计算配置各原材料用量如下①粗集料用量(MG)为MG＝α×ρ×V(kg)②水泥用量(MC)为MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V(1+w/c)(kg)]]>③拌合水用量(Mw)为Mw＝Mc×(w/c)×V(kg)式中α-折减系数，是为了修正要求孔隙率与实际孔隙率的误差而引入的系数，一般为0.98ρ-粗集料的紧密堆积密度(kg/m3)ρG-粗集料的表观密度(kg/m3)w/c-最佳水灰比ρJ-胶结材浆体密度(kg/m3)R-孔隙率(3)混合搅拌在第(2)步完成后，根据第(2)步计算配置出的各原材料用量，分以下三步进行混合搅拌①将全部粗集料和60％～80％(拌合水总用量的重量百分比)的水，放入搅拌机中，搅拌1～3分钟，使粗集料表面得到有效清洗，并使粗集料表面石粉等杂质作为外掺料与胶结材浆体混为一体，有利粗集料与胶结材浆体的粘结，避免形成强度低的粘结过度带。②在第(3)-①步完成后，加入50％～60％(水泥总用量的重量百分比)的水泥，搅拌1～3分钟，使水泥和水形成流动性非常好的浆体，在粗集料之间起到润滑作用，使粗集料避免因摩擦过大而挤碎，有利于搅拌，并能保证孔隙率。③在第(3)-②步完成后，将剩余的40％～50％(水泥总用量的重量百分比)的水泥和20％～40％(拌合水总用量的重量百分比)的拌合水加入搅拌机中，搅拌1～3分钟，使水泥与水形成流动度适宜的浆体，新拌胶结材浆体在机械搅拌的作用下，均匀包裹于粗集料表面，包裹了胶结材浆体的粗集料间相互以点、面接触、粘结，即粗集料表面的胶结材浆体使得全部粗集料相互粘结，从而使得多孔混凝土既保证了连通孔隙率，又能提高多孔混凝土的强度，还提高了结构整体稳定性。(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形状要求，按照常规方法成型。本专利技术采用上述技术方案后，主要具有以下特点(1)根据多孔混凝土要求的结构特点，将其孔隙率和最佳水灰比作为多孔混凝土计算配置原材料的基本参数。最佳水灰比使多孔混凝土能保持大量稳定的连通孔隙，根据孔隙率和最佳水灰比精确计算配置各原材料的用量。不但保证了多孔混凝土的孔隙率和孔隙的连通性，使多孔混凝土具有的透水、净水及植被根系生长等功能，还节约了原材料，降低生产成本。(2)计算配置原材料用量的方法简单，仅涉及加、减、乘、除，避免了使用经验公式和经验曲线等的繁杂方法。便于推广应用(3)采用了特殊的混合搅拌工序，该工序能使得粗集料表面的石粉等杂质作为外掺料与胶结材浆体混为一体，避免了石粉等杂质对粗集料与胶结材浆体粘结界面的影响，同时投料工序保证了胶结材浆体均匀包裹在粗集料表面，利于相互粘结。从而提高了多孔混凝土的强度。(4)本专利技术制备方法简单、实用，便于现场施工，有利于推广应用。采用本专利技术方法制备出的多孔混凝土，可广泛用作透水路面材料、污水净化材料、植被生长基材以及公路、河川的植被护坡、护堤材料等，还可用于沙漠的固沙和绿化，为沙漠改造开辟新的途径。具体实施例方式下面将结合具体实施方式对本专利技术进一步说明。实施例1一种用于透水路面，要求孔隙率为28％的多孔混凝土的制备方法的具体步骤如下(1)基本参数的确定①粗集料的紧密堆积密度(ρ)按照标准JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》进行试验，本实施例的多孔混凝土采用粒径为16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔混凝土的制备方法，其特征在于具体的方法步骤如下：（１）基本参数的确定①粗集料的紧密堆积密度ρ的确定按照标准ＪＧＪ５３－９２《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》进行测定，粗集料的紧密堆积密度由粗集料的粒径和级配决定；②粗集料的表观密度ρ↓［Ｇ］的确定按照标准ＪＧＪ５３－９２《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》进行测定，粗集料的表观密度由粗集料的材质决定；③最佳水灰比ｗ／ｃ的确定参照标准ＧＢ／Ｔ２４１９－９４《水泥胶砂流动度测定方法》对胶结材浆体进行流动度试验，当试验结果为１７０±１０ｍｍ时，胶结材浆体中拌合水与水泥的重量比就是最佳水灰比，最佳水灰比由水泥品种及外加剂的性能和掺量决定；④胶结材浆体密度ρ↓［Ｊ］的确定参照标准ＪＧＪ７０－９０《建筑砂浆基本性能试验方法》中密度试验方法进行测定，测试的水灰比采用最佳水灰比，因此，胶结材浆体密度由水灰比决定；⑤孔隙率Ｒ的确定多孔混凝土的孔隙率根据具体应用情况而定；（２）计算配置原料用量按照要求制备的多孔混凝土的体积Ｖｍ↑［３］，根据第（１）步确定出的基本参数，精确计算配置各原材料用量如下：①粗集料用量为：Ｍ↓［Ｇ］＝α×ρ×Ｖｋｇ②水泥用量为：＊＊＊ｋｇ③拌合水用量为：Ｍ↓［ｗ］＝Ｍ↓［ｃ］×（ｗ／ｃ）×Ｖｋｇ式中：α－折减系数为０．９８ρ－粗集料的紧密堆积密度ｋｇ／ｍ↑［３］ρ↓［Ｇ］－粗集料的表观密度ｋｇ／ｍ↑［３］ｗ／ｃ－最佳水灰比ρ↓［Ｊ］－胶结材浆体密度ｋｇ／ｍ↑［３］Ｒ－孔隙率（３）混合搅拌在第（２）步完成后，根据第（２）步计算配置出的各原材料用量，分以下三步进行混合搅拌：①将全部粗集料和６０％～８０％的水，放入搅拌机中，搅拌１～３分钟；②在第（３）－①步完成后，加入５０％～６０％的水泥，搅拌１～３分钟；③在第（３）－②步完成后，将剩余的４０％～５０％的水泥和２０％～４０％的拌合水，加入搅拌机中，搅拌１～３分钟；（４）成型在第（３）步完成后，按照多孔混凝土成品的形状要求，按照常规方法成型。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王智，李晓红，钱觉时，张朝晖，石从黎，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]