CN107098627A - 一种碳纤维‑矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法 - Google Patents

一种碳纤维‑矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维‑矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法，本发明利用熔融矿渣本身具有的高温介质对经预氧化处理后的碳纤维前体纤维进行碳化处理，这种制备碳纤维的方法降低了生产能耗，并实现了碳纤维和矿渣的有效结合，避免了微尺度碳纤维分散性不佳的缺陷，更容易实现碳纤维增强的材料的大规模推广应用，再与铝粉、蛇纹石矿渣、外加剂等材料协同作用，这种碳纤维‑矿渣骨料为基料制备的透水砖较之传统的骨料制备的透水砖在强度和透水性上均更为优异，制得的混凝土砌块轻质高强、吸热保温、降噪透水、抗压抗折，更为经济实用，能满足现代路面材料的性能要求。

Description

一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法。
背景技术
混凝土透水砖是由集料表面包裹水泥浆体而形成的统一整体，内部呈现蜂窝状结构，属于骨架空隙结构。作为一种功能性道路铺装材料，其特殊的蜂窝状结构土地具备了雨雪渗透性能，一方面消除了路面积水，缓解了城市抗洪排水和管道疏浚的压力，及时补充了地下水资源，减小了地基下沉；另外，通过砖内孔洞中水分的蒸发，减少了城市地面热能吸收和热岛效应，有效降低了城市的噪音污染，与其他的传统地面铺装材料相比，混凝土透水砖无疑具有更为突出的生态环境效益。然而在一些道路载荷要求较高的路面，透水砖的强度和透水性需要进一步的提升，才能满足实际生产生活需要。
我国每年大量的矿渣排放堆存不仅占用了大量的土地，还对环境造成了严重的污染，将矿渣再利用是解决这一问题的直接手段。有研究表明将矿渣掺杂在混凝土透水砖中可同时提高材料的抗压强度和透水性，具有很好的应用前景。由于矿渣是从高温状态下骤冷后得到，是对矿渣显热的巨大损失，且处理过程中对空气、水都会造成二次污染，且矿渣粉的制备过程是一种高能耗的过程，急需开拓更为节能高值的利用手段。若能将其有效的应用于混凝土透水砖中，并优化相应工艺参数，在保证强度与透水性的基础上将极大的减少相应生产步骤，降低生产能耗。
发明内容
本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，包括以下重量份的原料：碳纤维-矿渣骨料80-115、粉煤灰5-10、水泥20-35、聚羧酸系碱水剂0.1-0.5、铝粉0.1-0.5、蛇纹石尾矿渣粉8-12、脱硫石膏3-8、外加剂0.5-1、水13.5-22.5。
所述的碳纤维-矿渣骨料是由碳纤维前体纤维预氧体与熔融矿渣混料1-5min后水淬处理后再破碎得到的粒径为5-20mm的粒料。
所述的碳纤维前体纤维为沥青纤维、聚丙烯腈纤维中的一种。
所述的碳纤维前体纤维预氧体与熔融矿渣的重量比为1:10。
所述的外加剂是由糖蜜酒精废液80-90%、表面活性剂10-20%混合而成。
所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖的制备方法为：先将除水外的各原料预混均匀，然后再加入水，继续搅拌混合3-5min，随后将混料送入成型压砖机中压制成型，成型后的砖坯标准养护至28天龄期，即得所述的透水砖成品。
与现有技术相比，本发明的优点在于，利用熔融矿渣本身具有的高温介质对经预氧化处理后的碳纤维前体纤维进行碳化处理，这种制备碳纤维的方法降低了生产能耗，并实现了碳纤维和矿渣的有效结合，避免了微尺度碳纤维分散性不佳的缺陷，更容易实现碳纤维增强的材料的大规模推广应用，再与铝粉、蛇纹石矿渣、外加剂等材料协同作用，制得的透水砖较之传统矿渣骨料为基料的透水砖在强度和透水性上均更为优异，制得的混凝土砌块轻质高强、吸热保温、降噪透水、抗压抗折，更为经济实用，能满足现代路面材料的性能要求。
具体实施方式
一种一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，包括以下重量份的原料：碳纤维-矿渣骨料95、粉煤灰7.5、水泥27.5、聚羧酸系碱水剂0.25、铝粉0.25、蛇纹石尾矿渣粉10、脱硫石膏5.5、外加剂0.75、水17.5。
其中碳纤维-矿渣骨料是由聚丙烯腈预氧体与熔融矿渣混料1min后水淬处理后再粉磨得到的粒径为12.mm的粒料，其与熔融矿渣的重量比为1:10。
其中外加剂是由糖蜜酒精废液80%、表面活性剂20%复配而成。
该实施例混凝土砌块的制备方法为：先将除水外的各原料预混均匀，然后再加入水，继续搅拌混合4min，随后将混料送入成型压砖机中压制成型，成型后的砖坯标准养护至28天龄期，即得所述的透水砖成品。

Claims (6)

1.一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：碳纤维-矿渣骨料80-115、粉煤灰5-10、水泥20-35、聚羧酸系碱水剂0.1-0.5、铝粉0.1-0.5、蛇纹石尾矿渣粉8-12、脱硫石膏3-8、外加剂0.5-1、水13.5-22.5。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，其特征在于，所述的碳纤维-矿渣骨料是由碳纤维前体纤维预氧体与熔融矿渣混料1-5min后水淬处理后再破碎得到的粒径为5-20mm的粒料。
3.如权利要求2所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，其特征在于，所述的碳纤维前体纤维为沥青纤维、聚丙烯腈纤维中的一种。
4.如权利要求2所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，其特征在于，碳纤维前体纤维预氧体与熔融矿渣的重量比为1:10。
5.如权利要求1所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖，其特征在于，所述的外加剂是由糖蜜酒精废液80-90%、表面活性剂10-20%。
6.如权利要求1所述的一种碳纤维-矿渣骨料增强的混凝土透水砖的制备方法，其特征在于，先将除水外的各原料预混均匀，然后再加入水，继续搅拌混合3-5min，随后将混料送入成型压砖机中压制成型，成型后的砖坯标准养护至28天龄期，即得所述的透水砖成品。
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