CN101182172A - 一种高强高透水性混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种高强高透水性混凝土及其制备方法。本发明采用如下技术方案：利用高强水泥、一种特殊的建材添加剂和特殊的成型方法，使用沙漠中的风积沙或电厂发电产生的粉煤灰为原料配制的一种高透水性混凝土。本发明所用原材料分别为：40～50级普通硅酸盐水泥；粒径分别为10.0～13.0mm、5.0～10.0mm、2.5～5.0mm的碎石、沙漠中的风积沙、粉煤灰，其加入比例自由选择；NNO型减水剂和JM－SCA型增强剂。用这种方法制得的混凝土，不仅具有很好的透水性，而且其抗压强度可达到35MPa以上。用它制作的人行地砖来铺设路面，可以大大减少路面的积水，局部地区甚至可以考虑减少或不用铺设下水管线，因为即使碰到百年一遇的大暴雨，也可在5分钟内顺利地通过该地砖将雨水快速渗透进土壤中，使之成为可循环利用的地下水。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，更确切地说是一种高强度、高透水性的混凝土及其人行地砖的制作方法，属新型建材领域。
背景技术
我国是人口众多，自然水资源极度缺乏的国家。随着现代工农业的迅猛发展，地下水大量地被抽取，而补充地下水的地表面日益被不透水的沥青或水泥混凝土材料所覆盖，使日益减少的水资源越来越趋于枯竭。如果这种情况持续下去，必将引起地表下沉，导致地面结构物的变形和破坏，直接影响人类的生存空间。而且，每逢雨季降落在不透水地面上的雨水，不但加重城市排水***的负担，而且集中排放在江河里，既浪费了水资源又成了洪水泛滥的原因之一。为解决这些问题，发达国家从上世纪80年代开始研究透水性混凝土，试图将其研究成果试用在公园、人行道、停车场及各种体育场地。由于透水性混凝土具有空隙率大、连通空隙多的特点，因而在雨季可以积蓄大量的地下水，也可以调节城市里的温度和湿度。但关键问题在于这种混凝土普遍存在抗压强度小的缺点。目前，国内研制的透水性混凝土路面砖的抗压强度一般在加10～25MPa，与国家建材行业标准混凝土路面规定的抗压强度最低值(30MPa)尚有差距。
发明内容
本发明依据当前国内外对透水性混凝土的研究现状，采用以下技术方案：利用高强水泥、一种特殊的建材添加剂和特殊的成型方法，使用沙漠中的风积沙或电厂发电产生的粉煤灰为原料配制的一种高透水性混凝土。可以利用这种混凝土按常规方法压制成各种形状与花纹的人行地砖。
本发明所用原材料分别为：40～50级普通硅酸盐水泥；粒径分别为10.0～13.0mm、5.0～10.0mm、2.5～5.0mm的碎石、沙漠中的风积沙、粉煤灰，其加入比例自由选择；NNO型减水剂和JM-SCA型增强剂。实验结果表明，其抗压强度可达混凝土标号中的C40，不但满足《混凝土路面砖》标准JC/T 446-2000所规定的性能，同时也能而且还满足透水性混凝土的技术要求。
本发明确认，要配制所述的高强透水性混凝土及其制品，应采取如下方法：
1、为保证骨料颗粒表面充分地被水泥浆所包裹，应采用充足的水泥浆。
2、为保骨料颗粒表面均匀地被水泥浆所包裹，应筛去多余的水泥浆。
3、应采用不同粒径两次或三次布料，一次成型的方法。
用这种混凝土制作的人行地砖来铺设路面，可以大大减少路面的积水，局部地区甚至可以考虑减少或不用铺设下水管线，因为即使碰到百年一遇的大暴雨，也可在5分钟内顺利地通过该地砖将雨水快速渗透进土壤中，使之成为可循环利用的地下水。
下面结合具体实施例来说明。
具体实施方式
| 编号 | 石/沙/灰粒径(mm) | 水泥(kg) | 水(kg) | 石/沙/灰(共kg) | 水灰比(包括石沙)(％) | JM-SCA(％) | NNO(％) |
| 1 | 10.0～13.0/5.0～10.0/2.5～5.0 | 12 | 2.3 | 30 | 20 | 2.5 | 0.5 |
| 2 | 10.0～13.0/5.0～10.0/2.5～5.0 | 15 | 3.3 | 36 | 25 | ||
| 3 | 10.0～13.0/5.0～10.0/2.5～5.0 | 12 | 2.6 | 30 | 30 |
表1混凝土配方表
根据表1的配比，我们进行了编号为1～3的各种实施方式，主要在水灰比上进行了变化，分别采用了20％、25％及30％的水灰比进行实验。同时，为探讨骨料颗粒粒径与透水性混凝土强度的关系，分别采用了3种不同的骨料配合比方式。
具体制作过程是：根据配合比现场配制水泥浆，再倒入骨料(混合灰料)并强制搅拌3min后，利用中10×20mm模具加压成型的方法制作了混凝土。再使用200×200mm的制砖模具及湖南中联重科的250型制砖机，制成人行地砖。地砖成型后在温度20℃，湿度50％的条件下养护1天后，再在标准条件下分别养护了7～28d，以保证其强度及透水性能达到最大。
依据日本道路协会《透水性沥青混合物的透水试验方法》，利用自制透水仪器，计量3个透水性混凝土为一组的透水量并取用其平均值计算了透水系数。由表2可知，本发明中，透水性混凝土的平均密度为2025kg/m3，为普通混凝土密度(2400kg/m3)的85％左右，平均空隙率为33.4％，透水系数为20.7mm/s(见表2)，均可满足相关的标准规定的技术要求。
| 编号 | 相对密度(kg/立方米) | 抗压强度(MPa) | 空隙率(％) | 透水系数(mm/s) | ||
| 1d | 7d | 28d | ||||
| 1 | 2020 | 4.4 | 16.5 | 25.0 | 30.9 | 20.9 |
| 2 | 2020 | 5.9 | 18.4 | 29.9 | 33.2 | 20.5 |
| 3 | 2030 | 5.8 | 15.7 | 27.7 | 33.0 | 20.8 |
表2混凝土物理性能
值得注意的是：
如果采用过小的水灰比，就不能有效地包裹骨料颗粒表面而降低颗粒之间的粘结力，从而导致强度降低。随着水灰比的增加，水泥浆体逐渐变稠，当稠度达到均匀包裹骨料表面而不淌流时，密实度以及骨料间的粘接力达到最大值，因而强度也随之提高，但水灰比过大将会出现水泥浆体汤流到时间底面，不但减少水泥浆体的数量，还影响到骨料之间的粘结力，也同样导致强度降低。因此在保证一定空隙率的前提下，增加胶结点的数量和面积，提高胶结强度是提高透水性混凝土强度的关键。骨料粒径越小，单位体积内骨料颗粒之间的接触点数量就越多，所形成的结果骨架越密，胶结面积就越大，从而提高透水性混凝土的整体强度。
再次作为路面材料，通常要求表层具有良好的耐磨性和平整度，由于透水性混凝土的表层颗粒间的结合面长期受到摩擦力，很容易发生骨料脱落，使道路表面出现凸凹不平的现象，不但影响市容，增加噪音，而月加速汽车轮胎的磨损。若采用不同粒径两次布料，一次成型的方法，就能克服透水性混凝土的这些缺点，满足《混凝土路面砖》标准JC/T 446-2000的技术要求，抗压强度可高达C40以上的标准。
其次本发明利用强制式搅拌机预先拌好比需要量大3-4倍的水泥浆后，将骨料放进去一起搅拌，再利用具有一定频率的振动筛除去多余的水泥浆，只留骨料颗粒表面所需的水泥浆。这样，不但保证搅拌均匀性，提高了透水性混凝土的强度，而且又提高了水泥浆的有效利用率。
Claims (5)
1.一种高强高透水性混凝土及其配制方法，其特征在于：利用高强水泥、一种特殊的建材添加剂和特殊的成型方法，使用沙漠中的风积沙或电厂发电产生的粉煤灰为原料配制而成。
2.根据权利要求1所述的一种高强高透水性混凝土，其特征在于：使用包括40～50级普通硅酸盐水泥；粒径分别为10.0～13.0mm、5.0～10.0mm、2.5～5.0mm的碎石、沙漠中的风积沙、粉煤灰；NNO型减水剂和JM-SCA型增强剂等原材料，按一定配比制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种高强高透水性混凝土，其特征在于：碎石、沙漠中的风积沙、粉煤灰的加入比例任意。
4.根据权利要求1所述的一种高强高透水性混凝土，其特征在于它的制作应注意如下几点：
4.1、为保证骨料颗粒表面充分地被水泥浆所包裹，应采用充足的水泥浆。
4.2、为保骨料颗粒表面均匀地被水泥浆所包裹，应筛去多余的水泥浆。
4.3、应采用不同粒径两次或三次布料，一次成型的方法。
5.根据权利要求1所述的一种高强高透水性混凝土，其特征在于：利用强制式搅拌机预先拌好比需要量大3-4倍的水泥浆后，将骨料放进去一起搅拌，再利用具有一定频率的振动筛除去多余的水泥浆，只留骨料颗粒表面所需的水泥浆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080521 |