CN109704674A

CN109704674A - 一种晶须增强重矿渣透水混凝土

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Publication number: CN109704674A
Application number: CN201910039054.1A
Authority: CN
Inventors: 黄绍龙; 黄修林; 刘栋; 卞周宏; 李�远; 蔡晓娟
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Hubei University
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-05-03

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种晶须增强重矿渣透水混凝土及其制备方法。该晶须增强重矿渣透水混凝土包括以下重量份的各组分：水泥250～300，粗集料1400～1600，碳酸钙晶须4～8，减水剂5～10，早强剂0.5～1，增粘剂1～2，保水剂1～1.5，水75～90。本发明所提供的晶须增强重矿渣透水混凝土中，碳酸钙晶须是继纳米碳酸钙之后的又一种新型无机填充，无毒，无气味，呈白色篷松状固体。在重矿渣透水混凝土水泥水化过程中可填充在粗集料骨架孔隙中，使水化产物骨架更加密实，显著增强了混凝土的力学性能。

Description

一种晶须增强重矿渣透水混凝土

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种晶须增强透水混凝土及其制备方法。

背景技术

重矿渣是高炉冶炼生铁时产生的固体废渣在空气中经过缓慢的自然冷却后形成了较为致密的但又富含空隙的块状硬矿渣。重矿渣的堆积既浪费土地资源又会对环境产生造成污染，利用重矿渣代替天然集料来制备重矿渣透水混凝土具有良好的社会与经济效益。

自海绵城市的概念被提出来以后，透水混凝土得到了广泛应用。工作性、力学性能、透水性能是透水混凝土较为重要的三个性能。然而由于目前研究水平的限制，现有透水混凝土无法兼顾其力学性能和透水性能，因而极大限制了其应用程度。

发明内容

为解决上述透水混凝土抗压强度和透水系数无法兼顾的问题，本发明提供了一种晶须增强重矿渣透水混凝土及其制备方法，在保证重矿渣透水混凝土良好透水性能的同时极大提高其抗压强度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶须增强重矿渣透水混凝土，包括以下重量份的各组分：水泥250～300，粗集料1400～1600，碳酸钙晶须4～8，减水剂5～10，早强剂0.5～1，增粘剂1～2，保水剂1～1.5，水75～90。

上述方案中，水泥为强度等级为42.5或52.5的普通硅酸盐水泥。

上述方案中，粗集料为重矿渣碎石，其粒径为5～10mm。

上述方案中，减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

上述方案中，早强剂为三乙醇胺。

上述方案中，增粘剂为聚丙烯酰胺。

上述方案中，保水剂为羟丙基甲基纤维素。

上述方案中，碳酸钙晶须密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。

本发明还提供了一种晶须增强重矿渣透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量称取水泥270～320，粗集料1400～1600，碳酸钙晶须4～8，减水剂5～10，早强剂0.5～1，增粘剂1～2，保水剂1～1.5，水81～96；

(2)将水泥和碳酸钙晶须混合并研磨得到水泥晶须混合体系；

(3)将上述混合体系与粗集料、减水剂、早强剂、增粘剂、保水剂、水搅拌混匀得到新拌混凝土；

(4)将上述新拌混凝土成型并养护。

上述方案中，研磨时间为30s。

在上述技术方案所提供的晶须增强重矿渣透水混凝土中，碳酸钙晶须是继纳米碳酸钙之后的又一种新型无机填充，无毒，无气味，呈白色篷松状固体，在重矿渣透水混凝土水泥水化过程中可填充在粗集料骨架孔隙中，使水化产物骨架更加密实，增强了混凝土的力学性能；聚丙烯酰胺增大了碳酸钙晶须与水泥基质界面的粘结程度，强化了碳酸钙晶须对水泥基复合材料的增强效果。羟丙基甲基纤维素与聚丙烯酰胺的协同作用，增大了水泥浆体的厚度，使得骨料被包裹界面更厚实，增大了混凝土的抗压强度；聚羧酸高效减水剂、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素的协同使用，保证了透水混凝土的保水性，减小了混凝土的坍落度损失及泌水现象并适当提高了混凝土的早期强度。上述制备方法中，将晶须和水泥进行适当的研磨，不仅使水泥颗粒更加细化，同时减少了碳酸钙晶须的团聚现象，提高了混合体的匀质性，提升了混凝土的抗压强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)使用重矿渣代替天然集料，不仅减少了重矿渣堆积对土地的浪费和环境的污染，同时减少了成本与对天然集料的开采，具有良好的社会与经济效益；

(2)在保证透水混凝土良好透水性能的前提下，显著增强了其力学性能，拓宽了其应用领域；

(3)碳酸钙晶须在保证混凝土性能的同时可极大的减少水泥的掺量，节约生产成本。

具体实施方式

为更好理解本发明内容，下面结合实例进一步阐述，但本发明内容并不局限于下面的实施例。

实施例1

采用的水泥为强度为42.5的普通硅酸盐水泥；采用的粗集料为重矿渣碎石，粒径为5～10mm，紧密堆积密度为1485㎏/m³；采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，分子量为37000，活性成份94％以上，减水率达到26％；采用的晶须为碳酸钙晶须，密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。按照表1中A1项的用量制备得到晶须增强重矿渣透水混凝土。

实施例2

采用的水泥为强度为42.5的普通硅酸盐水泥；采用的粗集料为重矿渣碎石，粒径为5～10mm，紧密堆积密度为1485㎏/m³；采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，分子量为37000，活性成份94％以上，减水率达到26％；采用的晶须为碳酸钙晶须，密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。按照表1中A2项的用量制备得到晶须增强重矿渣透水混凝土。

实施例3

采用的水泥为强度为42.5的普通硅酸盐水泥；采用的粗集料为重矿渣碎石，粒径为5～10mm，紧密堆积密度为1485㎏/m³；采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，分子量为37000，活性成份94％以上，减水率达到26％；采用的晶须为碳酸钙晶须，密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。按照表1中A3项的用量制备得到晶须增强重矿渣透水混凝土。

对比例1

采用的水泥为强度为42.5的普通硅酸盐水泥；采用的粗集料为重矿渣碎石，粒径为5～10mm，紧密堆积密度为1485㎏/m³；采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，分子量为37000，活性成份94％以上，减水率达到26％；采用的晶须为碳酸钙晶须，密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。按照表1中A0项的用量不添加晶须制备得到重矿渣透水混凝土。

各实施例及对比例制备得到的重矿渣透水混你凝土的抗压强度和透水系数测试结果如下表所示：

表1各例子重矿渣透水混凝土配合比及性能测试结果

通过各实施例和对比例可以看出，加入碳酸钙晶须后，在保证重矿渣透水混凝土的透水性能的同时其抗压强度显著增大；比较各实施例，发现在减少水泥用量时，重矿渣透水混凝土的透水性能依旧良好，且具有较好抗压强度。

综上，本发明在保证重矿渣透水混凝土良好透水性能的同时能显著改善其力学性能；在同性能重矿渣能透水混凝土中此发明可节约水泥用量，具有显著的经济与社会效益。

以上所述实施例仅为本发明的优选实施方式，应当指出，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于，包括以下重量份的各组分：水泥250～300，粗集料1400～1600，碳酸钙晶须4～8，减水剂5～10，早强剂0.5～1，增粘剂1～2，保水剂1～1.5，水75～90。

2.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述水泥为强度等级为42.5或52.5的普通硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述粗集料为重矿渣碎石，其粒径为5～10mm。

4.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

5.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述早强剂为三乙醇胺。

6.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述增粘剂为聚丙烯酰胺。

7.根据权利要求1所述的晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。

8.根据权利要求1～7任一所述晶须增强重矿渣透水混凝土，其特征在于所述碳酸钙晶须密度为2.8g/cm3，直径为1-2μm，长径比为20～30，莫氏硬度为2～4。

9.一种晶须增强重矿渣透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按重量称取水泥250～300，粗集料1400～1600，碳酸钙晶须4～8，减水剂5～10，早强剂0.5～1，增粘剂1～2，保水剂1～1.5，水75～90；(2)将水泥和碳酸钙晶须混合并研磨得到水泥晶须混合体系；(3)将上述混合体系与粗集料、减水剂、早强剂、增粘剂、保水剂、水搅拌混匀得到新拌混凝土；(4)将上述新拌混凝土成型并养护。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述研磨时间为30s。