CN107354838A - 单向透水混凝土结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；透水基层由第三透水混凝土制成，第三透水混凝土的骨料粒径为5‑15mm，且透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

Description

单向透水混凝土结构及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种单向透水混凝土结构及其制备方法。

背景技术

随着城市绿色生态发展和海绵城市建设的不断发展，透水混凝土的工程需求量越来越大。现有全透水结构的人行道，包括在路基上依次设置的基层和透水混凝土面层，其中，透水混凝土面层中含有透水孔。然而，现有透水路面由于透水混凝土面层中的透水孔容易被垃圾或粉尘堵塞，因此运行一阶段时间后，透水结构的透水功能丧失，雨水无法渗透，需要各种工具清理路面透水混凝土孔径，即便如此，也不能有效恢复其透水功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有单向透水性能、透水系数大、抗压强度高的单向透水混凝土结构及其制备方法，旨在解决现有的单向透水混凝土结构运行一阶段时间后，透水结构的透水功能丧失，雨水无法渗透的问题。

本发明是这样实现的，一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

以及，一种上述单向透水混凝土结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照所述透水过滤层的配合比称取各原料组分，将全部骨料、纤维和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入亲水性聚合物，搅拌30～60秒，得到透水过滤层混凝土拌合物；

步骤二、按照所述单向透水层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入疏水性聚合物，搅拌30～60秒，得到单向透水混凝土拌合物；

步骤三、按照所述透水基层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部水性环氧树脂，搅拌30～60秒，最后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，得到透水基层混凝土拌合物；

步骤四、将步骤三得到的所述透水基层混凝土拌合物浇筑，用平板震动器振捣10～20秒，制备透水基层；

步骤五、将步骤二得到的单向透水层混凝土拌合物浇筑在步骤四制作的透水基层上，采用平板震动器振捣10～20秒；

步骤六、将步骤一得到的透水过滤层混凝土拌合物浇筑在步骤五制作的单向透水层上，采用平板震动器振捣30～50秒，表面收平，覆膜养护3天得成品。

本发明提供的单向透水混凝土结构，由具有特定混凝土骨料粒径、透水孔孔径及透水系数的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成。其中，单向透水混凝土结构的面层为具有亲水性能的透水过滤层，其进行吸水的同时，能够同时实现杂质垃圾过滤，有效防止透水孔径被垃圾、粉尘堵塞。在此基础上，所述单向透水层快速实现单向透水，并可以有效避免反向地下水位过高、大面积地下水向地表渗透的现象。本发明提供给的单向透水混凝土结构，具有良好的单向透水性、透气性和抗压强度，大大提高透水运行效率，降低工程维护，符合绿色生态发展的需求。采用所述单向透水混凝土结构能够起到增加城市地下水资源，调节城市气候，改善生态环境的作用，可用于公路交通领域。

本发明提供的单向透水混凝土结构的制备方法，只需按照各层原料配方混料形成拌合物后，依次浇注即可，方法简单可控，且由此得到的单向透水混凝土结构，具有好的单向透水性、透气性和抗压强度，适用于公路交通工程施工。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

本发明实施例将原有透水混凝土结构改进为透水过滤层、单向透水层及透水基体层结构，通过透水过滤层解决空隙被封堵现象，通过单向透水层抑制地下水反渗透到表面问题，通过透水基层将渗透水有效传递到土壤资源，回归地下水资源。

具体的，所述透水基层、单向透水层和透水过滤层的骨料粒径、抗压强度、透水孔孔径、透水系数各不相同，从而赋予所述单向透水混凝土结构过滤垃圾、防止堵塞、单向透水的性能。其中，所述透水过滤层中掺杂有亲水性聚合物，所述亲水性聚合物具有浸润性作用，能够有效吸附雨水。所述单向透水层中掺杂的疏水性聚合物，不具有浸润作用，加上水的重力作用及单向透水层的孔径较小，解决了水的毛细上升现象，从而具有单向透水作用，可以有效避免反向地下水位过高、大面积地下水向地表渗透的现象，从而赋予混凝土结构单向透水性能。

所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s，不仅可以保证所述第一透水混凝土的强度，而且，合适的透水孔孔径和透水系数，可以在高效吸附雨水的前提下，在所述透水过滤层有效防止垃圾、粉尘堵塞透水孔。所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s，可以在不用担心堵塞的前提下实现高效透水。所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。本发明实施例采用特定的层结构、以及各层结构采用特定的抗压强度、透水孔孔径和透水系数，从而使得所述透水混凝土不仅能防止堵塞，实现高效渗水，而且能够实现单向透水。具体的，骨料在紧密堆积的情况下，被胶凝材料均匀的包裹粘结在一起，没有较多水泥浆流出，凝固后形成了多孔堆聚的结构，其剩余的空隙变成了混凝土内部连通的孔隙，骨料粒径大小影响透水孔径大小，所以设置透水过滤层的骨料粒径≤0.63mm，单向透水层的骨料粒径≤1.25mm，透水基层的骨料粒径为5-15mm。透水孔径大小直接影响透水系数大小，由于透水过滤层的透水孔径需设计为不易被垃圾、粉尘等堵塞的小孔径，设计透水过滤层透水系数为＞1.2mm/s，为了顺利将雨水传递到地下，单向透水层透水系数设计为＞5mm/s，透水基层透水系数设计为＞10mm/s。单向透水混凝土的透水系数从过滤层到透水基层依次增加，一方面可以顺利将雨水传递到地下，另一方面由于压力和水的重力作用，可以消除地下水毛细上升现象，从而抑制地下水反渗到地表。

优选的，所述透水过滤层包括如下重量份数的第一透水混凝土原料和亲水性聚合物粉体：

且所述第一透水混凝土的水胶比为0.2～0.3。

上述优选的透水过滤层，具有抗压强度大于30兆帕、孔隙宽度小于0.02mm、透水系数大于1.2mm/s的优点。

更优选的，所述透水过滤层包括如下重量份数的第一透水混凝土原料和亲水性聚合物粉体：

且所述第一透水混凝土的水胶比为0.22～0.28。

更优选的所述透水过滤层具有抗压强度大于33兆帕、孔隙宽度小于0.02mm、透水系数大于1.3mm/s的优点。

作为最佳实施例，所述透水过滤层包括如下重量份数的第一透水混凝土原料和亲水性聚合物粉体：

且所述第一透水混凝土的水胶比为0.25。

更优选的所述透水过滤层具有抗压强度大于35兆帕、孔隙宽度小于0.02mm、透水系数大于1.3的优点。

其中，本发明实施例中0.06～0.63mm的河砂或机制砂作为骨料用；强度等级不小于32.5的水泥、掺和料起胶凝材料作用(水泥)，与水发生水化反应生成的水化硅酸钙凝胶将骨料粘接在一起；高性能减水剂起减水作用，各组分按照上述特定的配方组分，并控制水胶比为0.2～0.3，从而得到高强度(抗压强度＞30兆帕)，且在有效保证吸水的前提下防止垃圾粉尘堵塞的透水过滤层。本发明实施例所述有机纤维和所述木纤维按照一定比例相互配合，不仅可以提高透水过滤层的抗拉强度，而且可以提高透水过滤层的吸水率。

优选的，所述第二透水混凝土的维勃稠度为30～50秒。特别的，所述单向透水层的水灰比为0.25～0.35，可以将单向透水层混凝土整体工作性能控制在维勃稠度30～50秒，若维勃稠度较小时，浆体下沉，堵塞透水孔隙，降低单向透水层混凝土透水系数；若维勃稠度较大时，骨料间黏聚性不够，降低单向透水层混凝土强度。

进一步的，所述透水过滤层的浇筑厚度≤10mm。本发明实施例所述透水过滤层主要起过滤透水作用，不宜太厚，若太厚，会降低单向透水混凝土结构的强度和透水系数。

本发明实施例中，所述亲水性聚合物的含量会综合影响透水过滤层的强度和透水系数，因此，其含量不宜过高或过低。具体的，当其含量过高时，会降低透水过滤层的抗压强度；其含量过低时，会降低透水混凝土的透水系数，影响层结构的吸水功能。

进一步优选的，所述亲水性聚合物为聚丙烯酸盐、羟丙基甲基纤维素醚及其衍生物中的至少一种。优选的亲水性聚合物吸水率高，环保，而且与透水过滤层的其他组分配置成拌合料时，具有相对较好的相容性，从而能够保证所述透水过滤层的性能稳定性。

优选的，所述第一透水混凝土的维勃稠度为60～100秒。特别的，所述透水过滤层的水胶比为0.2～0.3，从而可以将透水过滤层混凝土整体工作性能控制在维勃稠度60～100秒，若维勃稠度较小时，浆体下沉，堵塞透水孔隙，降低透水过滤层透水系数；若维勃稠度较大时，骨料间黏聚性不够，降低透水过滤层混凝土强度。

进一步的，所述单向透水层的浇筑厚度≤5mm。本发明实施例所述单向透水层主要起单向透水作用，不宜太厚，若太厚，会降低单向透水混凝土结构的强度。

优选的，所述单向透水层包括以下重量份数的第二透水混凝土原料和疏水性聚合物粉体：

且所述第二透水混凝土的水胶比为0.25～0.35。

上述优选的单向透水层，具有抗压强度大于30兆帕、孔隙宽度小于0.05mm、透水系数大于5mm/s的优点。

优选的，所述单向透水层包括以下重量份数的第二透水混凝土原料和疏水性聚合物粉体：

且所述第二透水混凝土的水胶比为0.28～0.32。

上述优选的单向透水层，具有抗压强度大于32兆帕、孔隙宽度小于0.05mm、透水系数大于5.3mm/s的优点。

作为最佳实施例，所述单向透水层包括以下重量份数的第二透水混凝土原料和疏水性聚合物粉体：

且所述第二透水混凝土的水胶比为0.3。

上述优选的单向透水层，具有抗压强度大于33兆帕、孔隙宽度小于0.05mm、透水系数大于5.5mm/s的优点。

其中，本发明实施例中5、0.16～1.25mm的河砂或机制砂作为骨料用；强度等级不小于32.5的水泥起胶凝材料作用(水泥)，与水发生水化反应生成的水化硅酸钙凝胶将骨料粘接在一起；高性能减水剂起减水作用，各组分按照上述特定的配方组分，并控制水胶比为0.25～0.35，从而得到高强度(抗压强度＞30兆帕)，具有与所述透水过滤层有效过渡的透水孔，高效提高单向透水层的透水性能。本发明实施例中，所述疏水性聚合物的含量会综合影响透水过滤层的强度和透水系数，因此，其含量不宜过高或过低。其含量过高时，会降低单向透水层的强度；其含量过低时，会减弱单向透水性能。本发明实施例提供的所述单向透水混凝土经检测，其透水系数为大于或等于1mm/s，抗压强度为大于或等于30MPa，为高强透水混凝土，可用于交通公路应用。

本发明实施例中，下雨时，所述透水过滤层中的亲水性聚合物开始吸收雨水，当吸收量达到饱和时，雨水在重力作用下流向所述单向透水层。由于所述单向透水层中疏水性聚合物的作用，雨水直接透过单向透水层达到所述透水基层，从而透向地下。当地下水位增长时，水会反向由透水基层流向单向透水层。由于所述单向透水层中疏水性聚合物的作用，可以抑制地下水反渗过所述单向透水层，使地下水通过所述透水基层，有效的传递到土壤资源。

进一步优选的，所述疏水性聚合物为聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚丙乙烯中的至少一种。优选的疏水性聚合物的吸水率小、憎水，优选的亲水性聚合物的优点是吸水率小、耐久性能好。疏水性聚合物的选择依据在于吸水率小、憎水、耐久性能好，而且与单向透水层的混凝土组分配置成拌合料时，具有相对较好的相容性，从而能够保证所述单向透水层的性能稳定性。

优选的，所述透水基层包括以下重量份数的第三透水混凝土原料：

且所述第三透水混凝土的水胶比为0.25～0.4。

上述优选的透水过滤层，具有抗压强度大于40兆帕、孔隙宽度小于1.0mm、透水系数大于10mm/s的优点。

更优选的，所述透水基层包括以下重量份数的第三透水混凝土原料：

且所述第三透水混凝土的水胶比为0.29～0.36。

更优选的透水过滤层，具有抗压强度大于42.5兆帕、孔隙宽度小于1.0mm、透水系数大于10.5mm/s的优点。

最为最佳实施例，所述透水基层包括以下重量份数的第三透水混凝土原料：

且所述第三透水混凝土的水胶比为0.33。

上述优选的透水过滤层，具有抗压强度大于43兆帕、孔隙宽度小于1.0mm、透水系数大于11mm/s的优点。

其中，本发明实施例中粒径5～15mm单颗粒级配碎石起粗骨料作用，粒径2.36～5mm河沙起细骨料作用，强度等级不小于32.5的水泥作为胶凝材料(水泥)，水泥与水反应生成水化硅酸钙凝胶，将骨料粘结在一起，形成抗压强度大于40兆帕、孔隙宽度小于1.0mm、透水系数大于10mm/s的透水基层。其中，所述水性环氧树脂能够提高骨料间的界面强度，从而保证上述性能的持久稳定。

优选的，所述第三透水混凝土的维勃稠度为维勃稠度10～30秒。特别的，所述透水基层的水灰比为0.25～0.4，从而可以将透水基层混凝土整体工作性能控制在维勃稠度10～30秒，若维勃稠度较小时，浆体下沉，堵塞透水孔隙，降低透水基层透水系数；若维勃稠度较大时，骨料间黏聚性不够，降低透水基层混凝土强度。

本发明实施例提供的单向透水混凝土结构，由具有特定混凝土骨料粒径、透水孔孔径及透水系数的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成。其中，单向透水混凝土结构的面层为具有亲水性能的透水过滤层，其进行吸水的同时，能够同时实现杂质垃圾过滤，有效防止透水孔径被垃圾、粉尘堵塞。在此基础上，所述单向透水层快速实现单向透水，并可以有效避免反向地下水位过高、大面积地下水向地表渗透的现象。本发明实施例提供给的单向透水混凝土结构，具有良好的单向透水性、透气性和抗压强度，大大提高透水运行效率，降低工程维护，符合绿色生态发展的需求。采用所述单向透水混凝土结构能够起到增加城市地下水资源，调节城市气候，改善生态环境的作用，可用于公路交通领域。

以及，本发明实施例还提供了一种上述单向透水混凝土结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照所述透水过滤层的配合比称取各原料组分，将全部骨料、纤维和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入亲水性聚合物，搅拌30～60秒，得到透水过滤层混凝土拌合物；

步骤二、按照所述单向透水层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入疏水性聚合物，搅拌30～60秒，得到单向透水混凝土拌合物；

步骤三、按照所述透水基层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部水性环氧树脂，搅拌30～60秒，最后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，得到透水基层混凝土拌合物；

步骤四、将步骤三得到的所述透水基层混凝土拌合物浇筑，用平板震动器振捣10～20秒，制备透水基层；

步骤五、将步骤二得到的单向透水层混凝土拌合物浇筑在步骤四制作的透水基层上，采用平板震动器振捣10～20秒；

步骤六、将步骤一得到的透水过滤层混凝土拌合物浇筑在步骤五制作的单向透水层上，采用平板震动器振捣30～50秒，表面收平，覆膜养护3天得成品。

具体的，各层的配方组分如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。

本发明实施例提供的单向透水混凝土结构的制备方法，只需按照各层原料配方混料形成拌合物后，依次浇注即可，方法简单可控，且由此得到的单向透水混凝土结构，具有好的单向透水性、透气性和抗压强度，适用于公路交通工程施工。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

具体的，所述透水过滤层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水层包括以下重量份数的原料：

所述透水基层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水混凝土结构的制备方法，包括以下步骤：

S11.按照所述透水过滤层的配合比称取各原料组分，将全部骨料、纤维和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入亲水性聚合物，搅拌30～60秒，得到透水过滤层混凝土拌合物；

S12.按照所述单向透水层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入疏水性聚合物，搅拌30～60秒，得到单向透水混凝土拌合物；

S13.按照所述透水基层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部水性环氧树脂，搅拌30～60秒，最后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，得到透水基层混凝土拌合物；

S14.将步骤三得到的所述透水基层混凝土拌合物浇筑，用平板震动器振捣10～20秒，制备透水基层，浇筑厚度为85mm；

S15.将步骤二得到的单向透水层混凝土拌合物浇筑在步骤四制作的透水基层上，采用平板震动器振捣10～20秒；

S16.将步骤一得到的透水过滤层混凝土拌合物浇筑在步骤五制作的单向透水层上，采用平板震动器振捣30～50秒，浇筑厚度为10mm，表面收平，覆膜养护3天得成品。

实施例2

一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

具体的，所述透水过滤层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水层包括以下重量份数的原料：

所述透水基层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水混凝土结构的制备方法，同实施例1。

实施例3

一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

具体的，所述透水过滤层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水层包括以下重量份数的原料：

所述透水基层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水混凝土结构的制备方法，同实施例1。

实施例4

一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

具体的，所述透水过滤层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水层包括以下重量份数的原料：

所述透水基层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水混凝土结构的制备方法，同实施例1。

实施例5

一种单向透水混凝土结构，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

具体的，所述透水过滤层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水层包括以下重量份数的原料：

所述透水基层包括以下重量份数的原料：

所述单向透水混凝土结构的制备方法，同实施例1。

对比例1

除了透水过滤层浇筑15mm厚、透水基层浇筑80mm厚外，其他条件同实施例1。

对比例2

除了单向透水层浇筑15mm厚、透水基层浇筑75mm厚外，其他条件同实施例1。

对比例3

除了透水基层的水灰比0.45外，其他条件同实施例1。

对比例4

除了透水基层的减水剂7份外，其他条件同实施例1。

对比例5

除了单向透水层的聚丙乙烯0份外，其他条件同实施例1。

对比例6

除了透水过滤层的聚丙烯酸钠0份外，其他条件同实施例1。

将实施案例1～5、对比案例1～6所述的具有单向透水性能的透水混凝土制作标准试件，对具有单向透水性能的透水混凝土进行抗压强度、透水系数测试，实验数据见表1。

表1

从表1可见，对比例1透水过滤层浇筑15mm厚、透水基层浇筑80mm厚，与实施例1对比，抗压强度降低较多，透水系数没有变化。对比例2单向透水层浇筑15mm厚、透水基层浇筑75mm厚，与实施例1对比，抗压强度降低较多，透水系数基本没变化。对比例3透水基层的水灰比0.45，与实施例1对比，抗压强度增大较多，从透水过滤层到透水基层的透水系数减小较大，从透水基层到透水过滤层的透水系数没有变化。对比例4透水基层的减水剂7份，与实施例1对比，抗压强度增大1倍多，从透水过滤层到透水基层的透水系数降低10倍左右，从透水基层到透水过滤层的透水系数没有变化。对比例5单向透水层聚丙乙烯0份，与实施例1对比，抗压强度没有变化，从透水过滤层到透水基层的透水系数没有变化，从透水基层到透水过滤层的透水系数由0mm/s增大到0.6mm/s，不能实现单向透水。对比例6透水过滤层聚丙烯酸钠0份，与实施例1对比，抗压强度没有变化，从透水过滤层到透水基层的透水系数降低17倍左右，从透水基层到透水过滤层的透水系数没有变化。通过大量试验，本发明实施例所选取的透水过滤层厚度、单向透水层厚度、透水基层厚度、水灰比、减水剂用量、亲水性聚合物、疏水性聚合物质为最优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单向透水混凝土结构，其特征在于，由从下往上依次结合的透水基层、单向透水层和透水过滤层组成，其中，所述透水过滤层由掺杂有亲水性聚合物的第一透水混凝土制成，所述第一透水混凝土的骨料粒径≤0.63mm，且所述透水过滤层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.02mm、透水系数＞1.2mm/s；所述单向透水层由掺杂有疏水性聚合物的第二透水混凝土制成，且所述第二透水混凝土的骨料粒径≤1.25mm，所述单向透水层的抗压强度＞30兆帕、透水孔孔径＜0.05mm、透水系数＞5mm/s；所述透水基层由第三透水混凝土制成，所述第三透水混凝土的骨料粒径为5-15mm，且所述透水基层的抗压强度＞40兆帕、透水孔孔径＜1.0mm、透水系数＞10mm/s。

2.如权利要求1所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述透水过滤层包括如下重量份数的第一透水混凝土原料和亲水性聚合物粉体：

且所述第一透水混凝土的水胶比为0.2～0.3。

3.如权利要求1所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述单向透水层包括以下重量份数的第二透水混凝土原料和疏水性聚合物粉体：

且所述第二透水混凝土的水胶比为0.25～0.35。

4.如权利要求1所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述透水基层包括以下重量份数的第三透水混凝土原料：

且所述第三透水混凝土的水胶比为0.25～0.4。

5.如权利要求1-4任一所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述亲水性聚合物为聚丙烯酸盐、羟丙基甲基纤维素醚及其衍生物中的至少一种。

6.如权利要求1-4任一所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述疏水性聚合物为聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚丙乙烯中的至少一种。

7.如权利要求1-4任一所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述单向透水层的浇筑厚度≤5mm。

8.如权利要求1-4任一所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述透水过滤层的浇筑厚度≤10mm。

9.如权利要求1-4任一所述的单向透水混凝土结构，其特征在于，所述第一透水混凝土的维勃稠度为60～100秒；

所述第二透水混凝土的维勃稠度为30～50秒；

所述第三透水混凝土的维勃稠度为维勃稠度10～30秒。

10.一种如权利要求1-9任一所述单向透水混凝土结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照所述透水过滤层的配合比称取各原料组分，将全部骨料、纤维和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入亲水性聚合物，搅拌30～60秒，得到透水过滤层混凝土拌合物；

步骤二、按照所述单向透水层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，最后加入疏水性聚合物，搅拌30～60秒，得到单向透水混凝土拌合物；

步骤三、按照所述透水基层的配合比计算各原料组分，先将全部骨料和40％重量的水预先搅拌60～90秒，接着加入全部水泥，搅拌60～90秒，然后加入全部水性环氧树脂，搅拌30～60秒，最后加入全部减水剂和剩余的60％重量的水，充分搅拌90～120秒，得到透水基层混凝土拌合物；

步骤四、将步骤三得到的所述透水基层混凝土拌合物浇筑，用平板震动器振捣10～20秒，制备透水基层；

步骤五、将步骤二得到的单向透水层混凝土拌合物浇筑在步骤四制作的透水基层上，采用平板震动器振捣10～20秒；

步骤六、将步骤一得到的透水过滤层混凝土拌合物浇筑在步骤五制作的单向透水层上，采用平板震动器振捣30～50秒，表面收平，覆膜养护3天得成品。