CN109437803A - 一种节能环保透水混凝土的加工工艺 - Google Patents

一种节能环保透水混凝土的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能环保透水混凝土的加工工艺，属于混凝土的技术领域，其技术方案要点是，按重量份计，节能环保透水混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥320‑350份、石膏粉280‑310份、硅灰20‑40份、再生粗骨料830‑1050份、天然粗骨料300‑450份、减水剂3‑5份、水110‑130份；节能环保透水混凝土的制备方法包括有以下步骤：S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌3‑6min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为65‑100kg/m3，冰块加入前的粒径为8‑12mm；S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动‑压力复合成型方法，即振动成型的同时施加1‑3Mpa的压力，成型时间为20‑30s；S3，辊压后养护，获得的节能环保透水混凝土能够同时提高透水性和抗压强度。

Description

一种节能环保透水混凝土的加工工艺
技术领域
本发明涉及混凝土的技术领域，特别涉及一种节能环保透水混凝土的加工工艺。
背景技术
传统的路面透水性差，一方面容易造成路面积水，另一方面，地下水无法获得有效补充，而节能环保透水混凝土是解决这一难题的有效手段。透水混凝土是一种轻质混凝土，内部具有丰富的孔隙，具有较佳的抗压强度和透水性，用于铺设路面，能够很好地解决传统路面易积水、地下水无法获得有效补充等缺陷。
随着城市建设的发展，一方面，对透水混凝土的需求量大大增加，而透水混凝土中，粗骨料的用量最大；另一方面，城市建设的发展也产生了大量的混凝土废料。将大量的混凝土废料开发为再生骨料，用于透水混凝土中，能够缓解透水混凝土需求量增大的压力，而且，能够重复利用混凝土废料、减少对天然碎石的开采，达到节能环保的目的。
现有的可参考授权公告号为CN104030640B的中国专利，其公开了一种海绵城市环保再生骨料透水混凝土及其制备方法，其所用原料按重量份计包括：水泥320-360份、锂渣粉40-80份、超细微珠20-30份、硅灰20-40份、再生粗骨料700-900份、天然粗骨料400-500份、减水剂3-4份、水100-120份、聚丙烯酸酯10-20份、胶黏剂10-20份、增韧添加剂20-30份、三乙醇胺1-1.2份、葡萄糖酸钠0.05-0.1份、养护材料5-10份。
上述再生透水混凝土的抗压性能和透水性能是决定其应用质量的重要因素，然而，再生透水混凝土的抗压性能和透水性能通常不能同步提高，这是由再生透水混凝土的加工工艺决定的。再生透水混凝土的加工工艺通常包括原料搅拌、浇注、振压、辊压、养护等，其中，提高振压和辊压的强度能够提高再生透水混凝土的抗压性能，但同时，也会对再生透水混凝土中的孔隙造成破坏，降低再生透水混凝土的透水性能。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种节能环保透水混凝土的加工工艺，以达到同时提高节能环保透水混凝土的透水性和抗压强度的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，按重量份计，节能环保透水混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥320-350份、石膏粉280-310份、硅灰20-40份、再生粗骨料830-1050份、天然粗骨料300-450份、减水剂3-5份、水110-130份；节能环保透水混凝土的制备方法包括有以下步骤：
S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌3-6min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为65-100kg/m3，冰块加入前的粒径为8-12mm；
S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动-压力复合成型方法，即振动成型的同时施加1-3Mpa的压力，成型时间为20-30s；
S3，辊压后养护。
通过采用上述方案，首先，本发明的节能环保透水混凝土的配比合理，能够有效减轻拌合物的水热化现象，缩小拌合物凝固过程中的内外温差，减轻节能环保透水混凝土凝固过程中开裂造成的裂纹，并由此提高节能环保透水混凝土的抗压强度；其次，再生粗骨料的表面含有大量孔隙，导致再生粗骨料较天然粗骨料的结构强度降低、对水的吸附阻隔性能提高，即容易导致节能环保透水混凝土的抗压性能和透水性能下降，为此，本发明仅部分天然粗骨料采用再生粗骨料来代替，并限定了再生粗骨料与天然粗骨料之间的配比，在将再生粗骨料应用于节能环保透水混凝土的基础上，保证节能环保透水混凝土终产品的抗压性能和透水性能；其次，相较再生透水混凝土的常规制备或施工步骤，本发明提高了振动-压力复合成型时的压力，由此提高了节能环保透水混凝土的密实度和抗压性能，与此同时，由于拌合物内加入了冰块，占据了拌合物内部的部分空间，节能环保透水混凝土凝固后，冰块逐渐融化，形成孔隙，即冰块的加入为节能环保透水混凝土终产品预留了孔隙并保护了预留的空隙，有效避免大量孔隙在较大压力下被破坏，由此使得节能环保透水混凝土在获得高抗压性能的同时获得高透水性能。
本发明进一步设置为：再生粗骨料在混合搅拌之前于封闭剂中浸泡1-2h，封闭剂为质量浓度为5％的水玻璃。
通过采用上述方案，上述的分析中提到，再生粗骨料的表面含有大量的孔隙，具有较强的吸水率，不仅容易降低拌合物中的浆液的粘聚性，使得浆液无法对骨料进行较好的包裹，由此降低拌合物的和易性和抗压性能，而且对水的吸附阻隔也会降低节能环保透水混凝土的透水系数。本发明中，再生粗骨料在应用于拌合物之前先于封闭剂中浸泡，对再生粗骨料的孔隙进行封闭，由此降低再生粗骨料的孔隙率，从而提升混凝土的抗压性能和透水性能。
本发明进一步设置为：步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡1.5h。
本发明进一步设置为：节能环保透水混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥330份、石膏粉295份、硅灰30份、再生粗骨料950份、天然粗骨料400份、减水剂4份、水120份。
本发明进一步设置为：步骤S1中，冰块的加入量为80kg/m3。
本发明进一步设置为：步骤S1中，向初始拌合料中加入冰块继续搅拌4min。
本发明进一步设置为：步骤S2中，振动成型的同时施加2Mpa的压力，成型时间为25s。
本发明进一步设置为：所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
本发明进一步设置为：所述天然粗骨料为粒径10-15mm的碎石。
本发明进一步设置为：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
将大量再生粗骨料应用于节能环保透水混凝土中，通过调整原料配比、添加冰块并增大振动-压力复合成型时的压力、对再生粗骨料进行孔隙封闭，获得了同时具有高抗压性能和高透水性能的节能环保透水混凝土。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中采用的水泥为42.5普通硅酸盐水泥，再生粗骨料为粒径10-15mm的碎石，减水剂为聚羧酸减水剂，冰块的粒径为8-12mm。
实施例1
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，按重量份计，制备原料包括有以下组分：水泥320份、石膏粉280份、硅灰20份、再生粗骨料830份、天然粗骨料300份、减水剂3份、水110份；制备方法包括有以下步骤：
S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌3min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为65kg/m3；
S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动-压力复合成型方法，即振动成型的同时施加1Mpa的压力，成型时间为20s；
S3，辊压后养护。
实施例2
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，按重量份计，制备原料包括有以下组分：水泥330份、石膏粉295份、硅灰30份、再生粗骨料950份、天然粗骨料400份、减水剂4份、水120份；制备方法包括有以下步骤：
S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌4min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为80kg/m3，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡1.5h；
S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动-压力复合成型方法，即振动成型的同时施加2Mpa的压力，成型时间为25s；
S3，辊压后养护。
实施例3
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，按重量份计，制备原料包括有以下组分：水泥350份、石膏粉310份、硅灰40份、再生粗骨料1050份、天然粗骨料450份、减水剂5份、水130份；
制备方法包括有以下步骤：
S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌6min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为100kg/m3，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡2h；
S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动-压力复合成型方法，即振动成型的同时施加3Mpa的压力，成型时间为30s；
S3，辊压后养护。
实施例4
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于，步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡1h。
实施例5
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于，步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡1.5h。
实施例6
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于，步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于质量浓度为5％的水玻璃中浸泡2h。
实施例7
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于，步骤S1中，按重量份计，制备原料包括有以下组分：水泥320份、石膏粉280份、硅灰20份、再生粗骨料830份、天然粗骨料300份、减水剂3份、水110份。
实施例8
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于，步骤S1中，按重量份计，制备原料包括有以下组分：水泥350份、石膏粉310份、硅灰40份、再生粗骨料1050份、天然粗骨料450份、减水剂5份、水130份。
实施例9
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，冰块的加入量为65kg/m3。
实施例10
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，冰块的加入量为100kg/m3。
实施例11
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，向初始拌合料中加入冰块继续搅拌3min。
实施例12
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，向初始拌合料中加入冰块继续搅拌6min。
实施例13
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S2中，振动成型的同时施加1Mpa的压力。
实施例14
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S2中，振动成型的同时施加3Mpa的压力。
对比例1
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，未向初始拌合料中加入冰块，单纯对初始拌合料继续搅拌4min，获得拌合物。
对比例2
一种节能环保透水混凝土的加工工艺，本实施例按照实施例2的方法进行，不同之处在于：步骤S1中，未向初始拌合料中加入冰块，单纯对初始拌合料继续搅拌4min，获得拌合物；步骤S2中，振动成型的同时施加0.5Mpa的压力。
性能检测按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的规定对上述节能环保透水混凝土进行检测，检测结果如表1所示。
样品 抗压强度(Mpa) 透水系数(mm/s)
实施例1 40.2 9.9
实施例2 42.6 11.1
实施例3 40.7 10.6
实施例4 42.8 11.2
实施例5 42.9 11.4
实施例6 42.7 11.1
实施例7 37.5 11.6
实施例8 38.7 11.4
实施例9 43.6 9.7
实施例10 42.0 11.4
实施例11 42.1 11.3
实施例12 43.5 9.6
实施例13 41.6 11.2
实施例14 42.9 10.3
对比例1 40.5 4.6
对比例2 35.5 7.4
将大量再生粗骨料应用于节能环保透水混凝土中，通过调整原料配比、添加冰块并增大振动-压力复合成型时的压力、对再生粗骨料进行孔隙封闭，获得了同时具有高抗压性能和高透水性能的节能环保透水混凝土。
根据表1，对比实施例2、7、8可以看出，本发明的原料配比对节能环保透水混凝土的抗压性能有较大影响，其中，实施例2中的配比最为合理，这是因为，原料配比合理能够有效减轻拌合物的水热化现象，缩小拌合物凝固过程中的内外温差，减轻节能环保透水混凝土凝固过程中开裂造成的裂纹，并由此提高节能环保透水混凝土的抗压强度；
在不加入冰块的情况下，对比例2中的振动压力为目前常用的压力，对比例1为本发明采用的2Mpa的振动压力，即在提高振动成型压力后，节能环保透水混凝土的抗压强度提高、透水系数降低，这与较大的振动成型压力破坏了拌合物中的孔隙结构有关，虽然有利于提高节能环保透水混凝土的抗压强度，但是会导致其透水性能降低。而对比实施例2和对比例2，可以看出，当提高振动压力并加入冰块后，节能环保透水混凝土的抗压强度和透水系数同时获得了较大提高，这是因为较大的振动压力能够提高节能环保透水混凝土的密实度和抗压强度，与此同时，由于拌合物内加入了冰块，占据了拌合物内部的部分空间，节能环保透水混凝土凝固后，冰块逐渐融化，形成孔隙，即冰块的加入为节能环保透水混凝土终产品预留了孔隙并保护了预留的空隙，有效避免大量孔隙在较大压力下被破坏，由此使得节能环保透水混凝土在获得高抗压性能的同时获得高透水性能。
对比实施例2和实施例4-6可以看出，在使用封闭剂对再生粗骨料进行封闭后，节能环保透水混凝土的抗压强度和透水系数均有所提高。这是因为，再生粗骨料的表面含有大量的孔隙，具有较强的吸水率，不仅容易降低拌合物中的浆液的粘聚性，使得浆液无法对骨料进行较好的包裹，由此降低拌合物的和易性和抗压性能，而且对水的吸附阻隔也会降低节能环保透水混凝土的透水系数。本发明中，再生粗骨料在应用于拌合物之前先于封闭剂中浸泡，对再生粗骨料的孔隙进行封闭，由此降低再生粗骨料的孔隙率，从而提升混凝土的抗压性能和透水性能。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于，按重量份计，节能环保透水混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥320-350份、石膏粉280-310份、硅灰20-40份、再生粗骨料830-1050份、天然粗骨料300-450份、减水剂3-5份、水110-130份；节能环保透水混凝土的制备方法包括有以下步骤：
S1，将节能环保透水混凝土的制备原料混合搅拌后，加入冰块继续搅拌3-6min，获得拌合物，其中，冰块的加入量为65-100kg/m3，冰块加入前的粒径为8-12mm；
S2，将S1获得的拌合物摊铺后，采用振动-压力复合成型方法，即振动成型的同时施加1-3Mpa的压力，成型时间为20-30s；
S3，辊压后养护。
2.根据权利要求1所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于封闭剂中浸泡1-2h，封闭剂为质量浓度为5%的水玻璃。
3.根据权利要求2所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，再生粗骨料在混合搅拌之前于封闭剂中浸泡1.5h，封闭剂为质量浓度为5%的水玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：节能环保透水混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥330份、石膏粉295份、硅灰30份、再生粗骨料950份、天然粗骨料400份、减水剂4份、水120份。
5.根据权利要求1所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，冰块的加入量为80kg/m3。
6.根据权利要求1所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，向初始拌合料中加入冰块继续搅拌4min。
7.根据权利要求1所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：步骤S2中，振动成型的同时施加2Mpa的压力，成型时间为25s。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：所述天然粗骨料为粒径10-15mm的碎石。
10.根据权利要求1-7任一所述的一种节能环保透水混凝土的加工工艺，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
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