高强透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强透水混凝土及其制备方法，高强透水混凝土包括以下按质量份数计的各组分：水泥340‑380kg/m

High strength permeable concrete and its preparation method

The invention discloses a high-strength pervious concrete and its preparation method, high strength porous concrete comprises the following components in parts by weight of the components: 340 cement 380kg/m

【技术实现步骤摘要】
高强透水混凝土及其制备方法
本专利技术涉及透水性混凝土领域。更具体地说，本专利技术涉及一种高强透水混凝土及其制备方法。
技术介绍
和普通混凝土相比，透水混凝土具有使雨水透过路面从而补充地下水的功能，同时具有吸声降噪、缓解城市“热岛效应”等诸多优点。通过海绵城市的建设，逐渐实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”的目标要求。然而，在我国生态混凝土的性能研究起步较晚，应用仅处于起步阶段，目前，透水性混凝土主要应用在停车场、公园、人行道、住宅小区、高速公路的中央分隔带及路肩等处，由于透水混凝土的强度等级只能达到C20、C30，很难将透水混凝土的应用推广到公路、桥梁等工程上，若能将透水混凝土强度等级提高到C40、C50，则可能推动透水混凝土应用到公路、桥梁等工程。关于透水混凝土的研究大多是基于抗压强度和透水系数的研究，很少有针对透水混凝土劈裂抗拉强度的研究，而劈裂抗拉强度对于抗开裂性有重要意义，而透水混凝土的抗裂能力相对较差。因此，十分有必要开发出一种抗压强度及劈裂抗拉强度均较高的的透水混凝土及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种高强透水混凝土及其制备方法，制备的高强透水混凝土其水泥和骨料之间的粘结力、透水性能良好且混凝土强度高，配制出的高强透水混凝土强度可达50MPa以上，大大超出传统透水混凝土强度，解决了透水混凝土抗压强度不高以及抗压强度与透水系数相互制约的问题，为透水混凝土道路的发展奠定了基础。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种高强透水混凝土，包括以下按质量份数计的各组分：水泥340-380kg/m3；气相二氧化硅8-12kg/m3；硅灰20-40kg/m3；聚氨酯树脂乳液20-40kg/m3；增稠剂2-8kg/m3；尾矿砂12-20kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水109-132kg/m3；减水剂1.94-2.36kg/m3。优选的是，所述水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。优选的是，所述气相二氧化硅为纳米二氧化硅，纯度高于99％，BET表面积大于120m2/g。优选的是，所述聚氨酯树脂乳液为固体聚氨酯树脂的水性乳液，其成分包括多元异氰酸酯与多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。所述聚氨酯树脂乳液为安徽安大华泰新材料有限公司生产的AH-1604聚氨酯树脂乳液，聚氨酯树脂乳液为固体聚氨酯树脂的水性乳液，其主要成分为多元异氰酸酯与多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。优选的是，所述增稠剂由按重量百分数计的如下原料组成：胶类混合物为1％-2％、发酵混合物为0.5％-1％、增粘剂为0.1％-0.5％和余量的水。胶类混合物选自卡拉胶、明胶、黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、琼脂胶、槐豆胶中的一种或者他们的混合物；发酵混合物选自蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、酵母蛋白胨、鲜骨蛋白胨、大米淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉发酵物中的一种或者他们的混合物；增粘剂选自气相白碳黑、凹凸棒土、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或者他们的混合物。优选的是，所述尾矿砂为富硅铁尾矿砂，其中，SiO2的含量大于65％，颗粒粒径为0.30-2.36nm。优选的是，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于20％。本专利技术还提供一种高强透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：1)在温度为25±10℃的条件下，按配比在搅拌锅中先加入玄武岩碎石、聚氨酯树脂乳液和一半拌和水，搅拌30s；2)加入水泥、硅灰、气相二氧化硅、增稠剂、尾矿砂，搅拌30s；3)将减水剂溶于剩下一半拌和水后缓慢加入搅拌锅中，搅拌1.5-2.5min，直至混凝土表面有较明显的金属光泽时停止搅拌；4)将搅拌好的混凝土分两层填入150mm*150mm*150mm的试模，每层用插捣棒插捣25次，然后在振动台上振动8s，最后用三相平板振捣器振捣20s；5)将成型后的试块用塑料薄膜密封后放入养护室进行养护。本专利技术至少包括以下有益效果：1、尾矿砂的掺入可改善浆体的工作性能，使浆体分布更均匀，透水混凝土结构得到改善，掺入适量的尾矿砂可在保证透水性能的基础上，提高透水混凝土强度。2、聚氨酯树脂乳液为粘结性能非常好的材料，通过一定比例的混合，其粘结性可达到最优，且其抗拉性能较好，可显著提高透水混凝土的抗拉强度，改善透水混凝土的综合性能。3、纳米二氧化硅颗粒粒径为纳米级，表面能较大，除了起到填充效应外，还能参与水泥水化过程，也能通过与水化产物发生二次水化反应，同时可通过改善水泥浆与骨料界面处的密集分布和定向排列，提高水泥基材料的强度和耐久性。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例以及对比例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。本专利技术提供一种高强透水混凝土及其制备方法，高强透水混凝土的各组分配合比见下表1所示：表1高强透水混凝土配合比(kg/m3)材料用量实施例1实施例2实施例3水泥340360380纳米二氧化硅81012硅灰203040聚氨酯树脂乳液203040增稠剂258尾矿砂121620玄武岩碎石160016001600水109120132聚羧酸减水剂1.942.152.36实施例1如表1所示，高强透水混凝土由以下重量配比的组分构成：水泥340kg/m3；纳米二氧化硅8kg/m3；硅灰20kg/m3；聚氨酯树脂乳液20kg/m3；增稠剂2kg/m3；尾矿砂12kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水109kg/m3；聚羧酸减水剂1.94kg/m3。实施例2如表1所示，高强混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：水泥360kg/m3；纳米二氧化硅10kg/m3；硅灰30kg/m3；聚氨酯树脂乳液30kg/m3；增稠剂5kg/m3；尾矿砂16kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水120kg/m3；聚羧酸减水剂2.15kg/m3。实施例3如表1所示，高强透水混凝土由以下重量配比的组分构成：水泥380kg/m3；纳米二氧化硅12kg/m3；硅灰40kg/m3；聚氨酯树脂乳液40kg/m3；增稠剂8kg/m3；尾矿砂20kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水132kg/m3；聚羧酸减水剂2.36kg/m3。对比例1高强透水混凝土由以下重量配比的组分构成：水泥380kg/m3；纳米二氧化硅12kg/m3；硅灰40kg/m3；聚氨酯树脂乳液40kg/m3；增稠剂8kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水132kg/m3；聚羧酸减水剂2.36kg/m3。对比例2高强透水混凝土由以下重量配比的组分构成：水泥380kg/m3；纳米二氧化硅12kg/m3；硅灰40kg/m3；增稠剂8kg/m3；尾矿砂20kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水132kg/m3；聚羧酸减水剂2.36kg/m3。对比例3高强透水混凝土由以下重量配比的组分构成：水泥380kg/m3；硅灰40kg/m3；聚氨酯树脂乳液40kg/m3；增稠剂8kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强透水混凝土，其特征在于，包括以下按质量份数计的各组分：水泥340‑380kg/m

【技术特征摘要】
1.一种高强透水混凝土，其特征在于，包括以下按质量份数计的各组分：水泥340-380kg/m3；气相二氧化硅8-12kg/m3；硅灰20-40kg/m3；聚氨酯树脂乳液20-40kg/m3；增稠剂2-8kg/m3；尾矿砂12-20kg/m3；玄武岩碎石1600kg/m3；水109-132kg/m3；减水剂1.94-2.36kg/m3。2.如权利要求1所述的高强透水混凝土，其特征在于，所述水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。3.如权利要求1所述的高强透水混凝土，其特征在于，所述气相二氧化硅为纳米二氧化硅，纯度高于99％，BET表面积大于120m2/g。4.如权利要求1所述的高强透水混凝土，其特征在于，所述聚氨酯树脂乳液为固体聚氨酯树脂的水性乳液，其成分包括多元异氰酸酯与多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。5.如权利要求1所述的高强透水混凝土，其特征在于，所述增稠剂由按重量百分数计的如下原料组成：胶类混合物为1％-2％、发酵混合物为0.5％-1％、增...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴克雄，李顺凯，屠柳青，明阳，沈尔卜，朱志刚，韦鹏亮，徐文冰，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42