一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料的技术领域，提供了一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法。所述透水混凝土是由热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水拌和而制得。所述热收缩粒子是由偶联剂包覆热收缩聚合物而制得。所得透水混凝土用作海绵城市路面时，在对透水能力要求低的冬季具有高强度，在对透水能力要求高的夏季同时具有高强度和高透水性。

Permeable concrete for sponge City pavement and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法
本专利技术属于建筑材料的
，提供了一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法。
技术介绍
随着城市建设的发展，越来越多的场地、道路被混凝土覆盖。由于混凝土的致密性，阻断了地面上与土体之间的空气、水分、湿气的流通和循环。在降雨时，雨水很难渗入土体中，一旦遇到大暴雨，就会出现城市内涝现象。而干旱时，降水量少，土体中的水分无法蒸发到空气中，造成空气湿度低，温度高，引起城市热岛效应。因此，必须大力发展海绵城市，而透水混凝土由于自身良好的透水和蓄水能力，成为极具发展潜力的海绵城市路面材料。透水混凝土也叫无砂大孔隙混凝土，在制备过程中不加细骨料或少加细骨料，其他组分与普通混凝土相差不大。透水混凝土内部含有许多连通孔隙，具有透水、蓄水、透气等功能，在保护水资源、改善路面环境、缓解城市内涝及热岛效应方面具有重要作用。当降雨发生时，初期雨水自然渗入混凝土内部孔隙中，积蓄在透水面层和基层中。当降雨量较大时，面层和基层中的孔隙被雨水填满，进一步向下渗透进入土体中，防止城市内涝；干燥状态下，面层和基层储存的水分会自然蒸发，润湿空气，降低路面温度，减少城市热岛效应。可见，透水混凝土的使用有利于建立良性的城市生态水循环。但是，为保证透水效果，透水混凝土制备中没有添加细骨料或添加量较小，大量孔隙的存在导致混凝土密实度差，强度低，大大阻碍了透水混凝土的推广应用。
技术实现思路
可见，现有透水混凝土在保证透水性的同时，难以保证混凝土的强度。针对这种情况，本专利技术提出一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法，该混凝土用作海绵城市路面时，在对透水能力要求低的冬季具有高强度，在对透水能力要求高的夏季同时具有高强度和高透水性。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：本专利技术提供了一种海绵城市路面用透水混凝土，所述透水混凝土是由热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水拌和而制得。所述热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水的质量比为15~20：20~30：100：10~15：1~1.5：0.4~0.8：30~35。优选的，所述粗骨料为粒径5~10mm的碎石或卵石。优选的，所述减水剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的至少一种。优选的，所述增粘剂为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。优选的，所述热收缩粒子是由偶联剂包覆热收缩聚合物而制得。进一步优选的，所述偶联剂、热收缩聚合物的质量比为3~5：100。优选的，所述热收缩聚合物为交联热收缩聚乙烯、交联热收缩聚氯乙烯、交联热收缩聚四氟乙烯、热收缩聚氨酯中的至少一种。优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。本专利技术还提供了一种海绵城市路面用透水混凝土的制备方法，所述透水混凝土的制备包括以下步骤：（1）在塑料破碎机中将热收缩聚合物破碎至粒径不大于3mm，然后加入高速混合机中，再加入偶联剂，加热至80~90℃，以300~500r/min的速度搅拌混合20~40min，停止搅拌，自然冷却至室温，得到热收缩粒子；（2）先在拌和设备中加入热收缩粒子、粗骨料、一半水，搅拌20~40s，然后加入水泥、粉煤灰、另一半水，搅拌20~40s，再加入减水剂、增粘剂，搅拌60~80s，即可得到所述海绵城市路面用透水混凝土。本专利技术创造性地在透气混凝土的配方中加入了热收缩粒子，该热收缩粒子是由偶联剂包覆热收缩聚合物而制得。热收缩聚合物又叫热致形状记忆高分子，是一类具有两相微区或交联结构的高分子材料，由固定相和可逆相组成。当温度高于Tg时，热收缩聚合物具有热收缩能力，但还需要外界应力作用可逆相才会产生高弹形变而使体积收缩，应力除去后又可恢复形状而使体积膨胀。当温度低于Tg时不发生热收缩效应。因此，含有热收缩粒子的混凝土，在不同季节对温度和水分变化具有不同的响应能力：一方面，夏季气温高于Tg，热收缩聚合物具有热收缩能力，下雨时，雨水渗入混凝土中，在雨水压力作用下热收缩聚合物产生体积收缩，使混凝土内部孔隙增大，蓄水能力和透水能力都得到了提高，可满足雨季排水需要，防止内涝现象；雨停后，路面温度逐渐升高，混凝土孔隙中储存的水分蒸发进入空气中，降低路面温度，可防止热岛效应；随着水分逐渐蒸发，作用在热收缩聚合物上的应力逐渐减小，聚合物逐渐恢复形状而使体积膨胀，混凝土内部的孔隙随之减少，聚合物粒子重新密实填充在粗骨料形成的孔隙中，起到类似细骨料的作用，使混凝土的强度提高。另一方面，冬季气温低，雨水少，不会出现内涝和热岛效应，对蓄水和透水能力要求低，此时，由于环境温度低于Tg时聚合物粒子不发生热收缩效应，其填充在混凝土中，使混凝土的密实度增加，强度提高。本专利技术提供了一种海绵城市路面用透水混凝土及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：（1）本专利技术提供的透水混凝土，在夏季，通过热收缩粒子的体积收缩和膨胀，既可防止内涝和热岛效应，还可提高混凝土的强度。（2）本专利技术提供的透水混凝土，在冬季，内部的热收缩粒子可起到提高混凝土强度的作用。（3）本专利技术的制备方法操作简单，可实现规模化生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1粗骨料为粒径5~10mm的碎石；减水剂为木质素磺酸钙；增粘剂为羧甲基纤维素；热收缩聚合物为交联热收缩聚乙烯，经测试其Tg为20℃；偶联剂为硅烷偶联剂kh550；水泥为普通硅酸盐水泥42.5；热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水的质量比为15：26：100：11：1.3：0.7：33；热收缩粒子中的偶联剂、热收缩聚合物的质量比为4：100；制备步骤：（1）在塑料破碎机中将热收缩聚合物破碎至粒径不大于3mm，然后加入高速混合机中，再加入偶联剂，加热至80℃，以500r/min的速度搅拌混合20min，停止搅拌，自然冷却至室温，得到热收缩粒子；（2）先在拌和设备中加入热收缩粒子、粗骨料、一半水，搅拌40s，然后加入水泥、粉煤灰、另一半水，搅拌40s，再加入减水剂、增粘剂，搅拌60s，即可得到所述海绵城市路面用透水混凝土。实施例2粗骨料为粒径5~10mm的卵石；减水剂为木质素磺酸钠；增粘剂为羟丙基甲基纤维素；热收缩聚合物为热收缩聚氨酯，经测试其Tg为22℃；偶联剂为硅烷偶联剂kh570；水泥为普通硅酸盐水泥42.5；热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水的质量比为20：28：100：13：1：0.8：30；热收缩粒子中的偶联剂、热收缩聚合物的质量比为3：100；制备步骤：（1）在塑料破碎机中将热收缩聚合物破碎至粒径不大于3mm，然后加入高速混合机中，再加入偶联剂，加热至90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述透水混凝土是由热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水拌和而制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述透水混凝土是由热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水拌和而制得。


2.根据权利要求1所述一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述热收缩粒子、水泥、粗骨料、粉煤灰、减水剂、增粘剂、水的质量比为15~20：20~30：100：10~15：1~1.5：0.4~0.8：30~35。


3.根据权利要求1所述一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述粗骨料为粒径5~10mm的碎石或卵石。


4.根据权利要求1所述一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的至少一种。


5.根据权利要求1所述一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述增粘剂为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。


6.根据权利要求1所述一种海绵城市路面用透水混凝土，其特征在于：所述热收缩粒子是由偶联剂包覆热收缩聚合物而...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋涛，
申请(专利权)人：成都其其小数科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51