CN116161917B - 一种透水性高的特种混凝土 - Google Patents

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Abstract

本申请属于特种混凝土技术领域，具体公开了一种透水性高的特种混凝土。透水性高的特种混凝土，包括以下重量份的原料：粗骨料650‑750份、细骨料300‑400份、水泥200‑300份、水150‑200份、粉煤灰30‑60份、改性陶粒15‑45份、减水剂5‑10份、加强聚丙烯纤维10‑30份、碎石150‑300份。本申请通过加强聚丙烯纤维、粉煤灰和改性陶粒配合使用，改善混凝土的力学性能、抗开裂性能和耐磨耗性能，提高道面的使用性能，下雨后有助于道路快速排出积水，同时提高路面的使用性能，减少修补路面的机率。

Description

一种透水性高的特种混凝土
技术领域
本申请涉及特种混凝土技术领域，尤其是涉及一种透水性高的特种混凝土。
背景技术
特种混凝土是指采用新型材料、工业废料或采用新的工艺制成的具有特殊用途的混凝土。比如轻骨料混凝土、纤维增强混凝土、聚合物混凝土和透水性混凝土等。其中，透水性混凝土常用于加工成透水砖等透水混凝土制品，通常应用于城市路面的铺设或者公园内路面的建设。
下雨天沥青混凝土或水泥混凝土铺设的路面常有积水现象，而采用透水性混凝土制成的透水砖进行铺路，能够快速将水渗透到地下，缓解路面积水现象，减小行人鞋子沾湿的可能性。
目前的透水混凝土制品主要包括水泥、粗骨料、细骨料、陶粒、废弃瓷砖、高岭土等具有微小通孔的粒料，由于这些粒料在混凝土制品体系中引入通孔，从而使得水可以透过，达到了快速***路面的积水。
但是上述透水性混凝土添加了多种具有微小通孔的粒料，导致透水混凝土制品的强度不高，导致后续铺设的路面易出现断裂、坑洼寿命短等问题，进而需要对对路面进行修补，影响了交通，也造成了繁琐修复工作的发生。
发明内容
为了改善透水性混凝土的强度差的问题，本申请提供了一种透水性高的特种混凝土。
本申请提供了一种透水性高的特种混凝土，采用如下的技术方案：
一种透水性高的特种混凝土，包括以下重量份的原料：粗骨料650-750份、细骨料300-400份、水泥200-300份、水150-200份、粉煤灰30-60份、改性陶粒15-45份、减水剂5-10份、加强聚丙烯纤维10-30份、碎石150-300份。
通过采用上述技术方案，粗骨料和碎石在混凝土中堆聚成紧密的构架，起骨架作用，保证了混凝土的稳定性，细骨料在混凝土中起填充作用，细骨料与水泥混合成砂浆填充构架的空隙，细骨料将水泥砂浆分割阻断，使水泥砂浆的收缩应力分散，进而缓解了结构因水泥砂浆的收缩而开裂的机率，促使混凝土能够形成稳定结构；减水剂的加入能够改善混凝土的流动性，使得混凝土的结构更加稳定，提高混凝土的强度。
粉煤灰在混凝土中能够起到活性的作用，能够使水泥和粗细骨料之间的缝隙变得更小，起到了填充的作用，使混凝土的结构密度得以提高，改性陶粒内部存在大量相互连通的孔隙，这些孔隙使陶粒具有较好的吸水的能力及透气性，当下雨后，可使雨水通过混凝土迅速渗入到地下，有效缓解路面的压力，保证道路表面无积水，由于粉煤灰具有多孔结构和球形粒径，在松散状态下具有良好的渗透性和较好的流动性，进一步有助于雨水的渗透，而且粉煤灰负载于改性陶粒的表面和部分孔隙内，提高在承受外部荷载的时候，陶粒受力较为均匀，较少出现应力集中的现象，提高了混凝土的力学性能，并且在振动成型的时，颗粒之间的摩擦较小，紧密排列，形成较为紧密的均质结构，进而提高了混凝土的力学性能。
加强聚丙烯纤维具有较高的强度、抗冲击性和耐磨性，可以有效防止混凝土的收缩裂缝现象，加强聚丙烯纤维在混凝土中均匀分散，与粉煤灰和改性陶粒混合，使得改性陶粒和粉煤灰粘结更为紧密，进一步抑制混凝土的开裂现象，上述特种混凝土的配比，不仅保证了混凝土的透水性，而且增加了混凝土的力学性能、抗开裂性能和耐磨耗性能，进而增强道面的使用性能，减少修补路面的机率。
优选的，所述加强聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯纤维浸入到稀盐酸溶液中，在温度60-70℃下搅拌10-15min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（2）将步骤（1）处理后的聚丙烯纤维放入至改性液中，在温度为80-90℃下超声处理25-35min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
所述改性液包括以下重量份的原料：纳米二氧化硅、N,N-二甲基乙酰胺、壳聚糖、硬脂酸镁、硅烷偶联剂、去离子水；
（3）将步骤（2）处理后的聚丙烯纤维在温度120-150℃下干燥5-10h，得到加强聚丙烯纤维。
通过采用上述技术方案，首先将聚丙烯纤维浸入到稀盐酸溶液中，稀盐酸对聚丙烯纤维表面进行微腐蚀，使聚丙烯纤维的表面出现大量的微孔化，使纤维表面变得粗糙，增大了纤维的比表面积，进而提高了纤维的吸附倍率。然后将聚丙烯纤维放入至改性液中处理，进而提高聚丙烯纤维的结构强度、抗冲击性和耐磨性，纳米二氧化硅具有较高的强度和抗压性能，纳米二氧化硅负载于聚丙烯纤维的外表面以及微孔内，进而增加了聚丙烯纤维强度，壳聚糖是一种大分子的螺旋结构，具有一定的粘性和良好的成膜性，壳聚糖包覆于聚丙烯纤维和纳米二氧化硅的外表面，进一步增加了纳米二氧化硅和纤维之间的连接性，使纳米二氧化硅更加稳定的负载于纤维的外表面，硬脂酸镁具有较好的润滑、助流作用，增加了纳米二氧化硅的流动性，使纳米二氧化硅均匀的附着在纤维的表面，同时硬脂酸镁减小了壳聚糖的粘性，避免过多的壳聚糖负载于纤维的表面，进而降低了壳聚糖与纤维之间的粘结性。
加强聚丙烯纤维在后续制备特种混凝土过程中，加强聚丙烯纤维不仅增加了混凝土的强度、抗裂性能和抗冲击性，而且纤维表面的纳米二氧化硅具有高物理填充效应和化学活性填充为微裂缝和空隙的作用，使加强聚丙烯纤维与改性陶粒、粉煤灰等连接的更为密实，进而改善混凝土的纳米结构的密实性，从而提高混凝土的力学性能和耐久性，在保证混凝土具有较好的透水性的同时提高了混凝土的抗裂性、抗冲击性和强度等力学性能。
优选的，所述纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:2-6:0.5-0.8。
通过采用上述技术方案，控制纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比在一定的范围内，得到结构强度、抗冲击性和耐磨性更高的加强聚丙烯纤维，纳米二氧化硅增加纤维的强度，壳聚糖使纳米二氧化硅负载于纤维表面，硬脂酸镁使纳米二氧化硅均匀的附着在纤维的表面，同时硬脂酸镁减小了壳聚糖的粘性，避免过多的壳聚糖负载于纤维的表面，进而降低了壳聚糖与纤维之间的粘结性，纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁之间具有协同作用，改善纤维的综合性能。
优选的，所述改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：
（1）将陶粒浸泡于柠檬酸溶液中，水洗至中性，然后在温度900-1100℃下煅烧2-3h，备用；
（2）将步骤（1）中处理的陶粒分散于硅烷偶联剂溶液中，浸泡1-2h，然后加入纳米二氧化钛，搅拌2-3h，干燥，得到改性陶粒。
通过采用上述技术方案，陶粒浸泡于柠檬酸中，柠檬酸清洗除去陶粒中的有机杂质，清理陶粒的孔隙和孔道，保持陶粒的透气透水的作用，然后在高温下煅烧，进一步去除陶粒中的有机杂质，同时扩大了陶粒中的孔隙和孔道，进而增大了陶粒的透气和透水作用。
纳米二氧化钛负载于改性陶粒的部分孔隙和孔道内，增加了陶粒的强度和抗压性能，而硅烷偶联剂的添加一方面增强陶粒和纳米二氧化钛之间的结合，另一方面起到一定的分散作用，使纳米二氧化钛均匀分散于陶粒表面，不至于全部堵塞陶粒的孔隙和孔道，进而保证陶粒的透水性能，后续改性陶粒应用于特种混凝土中，保证了混凝土的透水性的同时提高了混凝土的强度等力学性能。
优选的，所述陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.2-0.5:3-5。
通过采用上述技术方案，控制陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比，得到强度更高的改性陶粒，陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液之间具有协同作用，纳米二氧化钛增加陶粒的力学性能，硅烷偶联剂使纳米二氧化钛分散均匀，同时，硅烷偶联剂增加陶粒和纳米二氧化钛的结合力，有助于改善陶粒的强度。
优选的，所述粉煤灰经过以下步骤预处理：将粉煤灰进行研磨、过筛，然后将粉煤灰分散于草酸溶液中浸泡20-30min，水洗至中性，然后在300-500℃下煅烧10-30min，再将粉煤灰分散于混合液中浸泡30-40min，过滤、干燥，得到处理后的粉煤灰，其中，混合液由木质纤维粉分散于乙醇溶液中制备而成。
通过采用上述技术方案，粉煤灰分散于草酸溶液中，提高粉煤灰的活性，去除了粉煤灰中的有机杂质，而且增大了粉煤灰的比表面积，增强了粉煤灰的吸附效果，然后在一定温度下煅烧，进一步增加了粉煤灰的比表面积和活性，后续粉煤灰分散于混合液中，木质纤维粉能够分散于粉煤灰的孔隙内，增加了粉煤灰的结构强度，另外，木质纤维具有很强的交联功能，与粉煤灰混合，增加了粉煤灰颗粒间的连接性，形成三维网状结构，后续粉煤灰应用于特种混凝土中，增加了混凝土各组分的粘结力，有助于使改性陶粒和加强聚丙烯纤维连接的更紧密，进而增加了混凝土的力学性能和抗开裂性能。
优选的，所述碎石包括粒径为15-25mm的碎石为100-200份，粒径为20-30mm的碎石为50-100份。
通过采用上述技术方案，碎石包括粒径范围不同的两种碎石，粒径不同有助于后续在混凝土中混合的更均匀，使混凝土的结构更加致密，提高混凝土的结构强度和力学稳定性。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
综上所述，本申请具有如下有益效果：
1、本申请中粗骨料和碎石在混凝土中堆聚成紧密的构架，保证了混凝土的稳定性，细骨料在混凝土中起填充作用，细骨料与水泥混合成砂浆填充构架的空隙，细骨料将水泥砂浆分割阻断，使水泥砂浆的收缩应力分散，进而缓解了结构因水泥砂浆的收缩而开裂的机率，促使混凝土能够形成稳定结构。
2、本申请中粉煤灰在混凝土中能够起到活性的作用，能够使水泥和粗细骨料之间的缝隙变得更小，起到了填充的作用，使混凝土的结构密度得以提高，改性陶粒内部存在大量相互连通的孔隙，这些孔隙使陶粒具有较好的吸水的能力及透气性，当下雨后，可使雨水通过混凝土迅速渗入到地下，有效缓解路面的压力，保证道路表面无积水。
3、本申请中加强聚丙烯纤维具有较高的强度、抗冲击性和耐磨性，可以有效防止混凝土的收缩裂缝现象，加强聚丙烯纤维在混凝土中均匀分散，与粉煤灰和改性陶粒混合，使得改性陶粒和粉煤灰粘结更为紧密，进一步抑制混凝土的开裂现象，上述特种混凝土的配比，不仅保证了混凝土的透水性，而且增加了混凝土的力学性能、抗开裂性能和耐磨耗性能，进而增强道面的使用性能，减少修补路面的机率。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例及对比例中所使用的原料均可通过市售获得，其中，减水剂为聚羧酸减水剂。
制备例1-1
加强聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1kg聚丙烯纤维浸入到10L质量分数为5%的稀盐酸溶液中，在温度65℃下搅拌12min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（2）将步骤（1）处理后的聚丙烯纤维放入至5L改性液中，在温度为85℃下超声处理30min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
其中，改性液包括以下重量的原料：15kg纳米二氧化硅、2kg N,N-二甲基乙酰胺、壳聚糖、硬脂酸镁、9kg硅烷偶联剂、150kg去离子水；纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:4:0.7。
（3）将步骤（2）处理后的聚丙烯纤维在温度140℃下干燥8h，得到加强聚丙烯纤维。
制备例1-2
与制备例1-1的区别在于，不经过步骤（2）。
制备例1-3
与制备例1-1的区别在于，步骤（2）中，改性液中不加入壳聚糖。
制备例1-4
与制备例1-1的区别在于，步骤（2）中，改性液中不加入硬脂酸镁。
制备例1-5
与制备例1-1的区别在于，纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:2:0.5。
制备例1-6
与制备例1-1的区别在于，纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:6:0.8。
制备例1-7
与制备例1-1的区别在于，纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:8:0.2。
制备例1-8
与制备例1-1的区别在于，加强聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1kg聚丙烯纤维浸入到10L质量分数为5%的稀盐酸溶液中，在温度60℃下搅拌10min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（2）将步骤（1）处理后的聚丙烯纤维放入至5L改性液中，在温度为80℃下超声处理25min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（2）处理后的聚丙烯纤维在温度120℃下干燥10h，得到加强聚丙烯纤维。
制备例1-9
与制备例1-1的区别在于，加强聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1kg聚丙烯纤维浸入到10L质量分数为5%的稀盐酸溶液中，在温度70℃下搅拌15min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（2）将步骤（1）处理后的聚丙烯纤维放入至5L改性液中，在温度为90℃下超声处理35min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（2）处理后的聚丙烯纤维在温度150℃下干燥5h，得到加强聚丙烯纤维。
制备例2-1
改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1.5kg陶粒浸泡于10L质量分数为15%柠檬酸溶液中，浸泡时间为30min，水洗至中性，然后在温度1000℃下煅烧3h，备用；
（2）将步骤（1）中处理的陶粒分散于硅烷偶联剂溶液中，浸泡2h，然后加入纳米二氧化钛，搅拌3h，干燥，得到改性陶粒，其中，陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.4:4。
制备例2-2
与制备例2-1的区别在于，步骤（2）中，不添加硅烷偶联剂溶液。
制备例2-2
与制备例2-1的区别在于，步骤（2）中，不添加纳米二氧化钛。
制备例2-4
与制备例2-1的区别在于，陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.5:3。
制备例2-5
与制备例2-1的区别在于，陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.2:5。
制备例2-6
与制备例2-1的区别在于，陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.8:1.5。
制备例2-7
改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1.5kg陶粒浸泡于10L质量分数为12%柠檬酸溶液中，浸泡时间为20min，水洗至中性，然后在温度900℃下煅烧3h，备用；
（2）将步骤（1）中处理的陶粒分散于硅烷偶联剂溶液中，浸泡1h，然后加入纳米二氧化钛，搅拌3h，干燥，得到改性陶粒。
制备例2-8
改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：
（1）将1.5kg陶粒浸泡于10L质量分数为15%柠檬酸溶液中，浸泡时间为35min，水洗至中性，然后在温度1100℃下煅烧2h，备用；
（2）将步骤（1）中处理的陶粒分散于硅烷偶联剂溶液中，浸泡2h，然后加入纳米二氧化钛，搅拌2h，干燥，得到改性陶粒。
实施例1 一种透水性高的特种混凝土，包括以下重量的原料：粗骨料700kg、细骨料350 kg、水泥250kg、水180 kg、粉煤灰50 kg、改性陶粒30 kg、减水剂8 kg、加强聚丙烯纤维20 kg、碎石200 kg。碎石包括粒径为15-25mm的碎石为120kg，粒径为20-30mm的碎石为80kg。
粉煤灰经过以下步骤预处理：将粉煤灰进行研磨、过500目筛，然后将粉煤灰分散于100L浓度为0.1mol/L草酸溶液中浸泡25min，水洗至中性，然后在400℃下煅烧20min，再将粉煤灰分散于混合液中浸泡35min，过滤、干燥，得到处理后的粉煤灰，其中，混合液由10kg木质纤维粉分散于80L乙醇溶液中制备而成；粉煤灰的级别为二级，粗骨料采用级配为5-10mm和10-20mm的石子配比，细骨料采用2mm-5mm中砂颗粒级配。
上述透水性高的特种混凝土由粗骨料、细骨料、水泥、水、粉煤灰、改性陶粒、减水剂、加强聚丙烯纤维、碎石搅拌而成。
加强聚丙烯纤维采用制备例1-1制备；改性陶粒采用制备例2-1制备。
对比例1
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，粗骨料550kg、细骨料200kg、水泥150 kg、水120 kg、粉煤灰20 kg、改性陶粒10 kg、减水剂3 kg、加强聚丙烯纤维8kg、碎石120 kg。碎石包括粒径为15-25mm的碎石为10kg，粒径为20-30mm的碎石为110份。
对比例2
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，粗骨料800kg、细骨料500kg、水泥350 kg、水250 kg、粉煤灰70 kg、改性陶粒55 kg、减水剂12 kg、加强聚丙烯纤维35kg、碎石350 kg。碎石包括粒径为15-25mm的碎石为300kg，粒径为20-30mm的碎石为50份。
对比例3
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，用等量的陶粒代替改性陶粒。
对比例4
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，用等量的聚丙烯纤维代替加强聚丙烯纤维。
对比例5
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-2制备。
对比例6
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-3制备。
对比例7
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-4制备。
实施例2
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-5制备。
实施例3
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-6制备。
对比例8
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-7制备。
对比例9
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-2制备。
对比例10
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-3制备。
实施例4
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-4制备。
实施例5
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-5制备。
对比例11
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-6制备。
实施例6
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，粗骨料650kg、细骨料300kg、水泥200kg、水150 kg、粉煤灰30 kg、改性陶粒15 kg、减水剂5 kg、加强聚丙烯纤维10 kg、碎石150 kg。碎石包括粒径为15-25mm的碎石为100kg，粒径为20-30mm的碎石为50份。
实施例7
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，粗骨料750kg、细骨料400kg、水泥300 kg、水200 kg、粉煤灰60 kg、改性陶粒45 kg、减水剂10 kg、加强聚丙烯纤维30kg、碎石300 kg。碎石包括粒径为15-25mm的碎石为200kg，粒径为20-30mm的碎石为100份。
实施例8
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-8制备。
实施例9
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，加强聚丙烯纤维采用制备例1-9制备。
实施例10
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-7制备。
实施例11
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，改性陶粒采用制备例2-8制备。
对比例12
一种透水性高的特种混凝土，与实施例1的区别在于，粉煤灰预处理中，粉煤灰不经过混合液浸泡。
性能检测试验
将实施例和对比例制备的透水性高的特种混凝土进行力学性能测试，将实施例和对比例制得的混凝土分别浇筑成100mm×100mm×100mm的立方体标准试样，养护28d后观察混凝土样品表面是否有裂缝产生，并记录裂缝宽度，若裂缝宽度小于0.5mm，视为允许出现裂缝的范围内，若裂缝宽度大于0.5mm，视为混凝土抗裂性能较弱；同时根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》的检测标准测试样品养护28d后的抗压强度和劈裂抗拉强度，根据规范CJJ/T135-2009《透水混凝土路面试验规程》，试结果见表1。
表1实施例和对比例的测试数据
透水系数，mm/s 孔隙率，% 抗压强度，MPa 劈裂抗拉强度，MPa 有无裂缝 裂缝宽度，mm
实施例1 3.5 15.8 69.8 6.5 无 /
对比例1 2.9 13.8 65.4 5.7 有 0.4
对比例2 2.8 13.7 65.8 5.6 有 0.5
对比例3 2.1 11.4 55.1 4.1 有 1.6
对比例4 2.3 12.1 52.2 3.5 有 2.1
对比例5 3.7 16.2 60.2 4.9 有 0.9
对比例6 3.4 15.7 65.7 5.8 有 0.4
对比例7 3.5 15.6 67.3 6.1 无 /
实施例2 3.5 15.9 69.7 6.4 无 /
实施例3 3.4 15.6 69.6 6.5 无 /
对比例8 3.2 15.4 67.9 6.2 无 /
对比例9 2.6 13.2 66.9 5.9 有 0.3
对比例10 2.9 13.9 62.5 5.2 有 0.8
实施例4 3.5 15.9 69.7 6.4 无 /
实施例5 3.6 15.8 69.8 6.5 无 /
对比例11 3.1 14.2 67.1 6.1 无 /
实施例6 3.4 15.7 69.7 6.3 无 /
实施例7 3.5 15.8 69.5 6.4 无 /
实施例8 3.4 15.6 69.6 6.3 无 /
实施例9 3.3 15.7 69.8 6.4 无 /
实施例10 3.4 15.5 69.7 6.5 无 /
实施例11 3.5 15.8 69.6 6.4 无 /
对比例12 2.4 12.3 61.2 4.8 有 1.1
从表1可以看出，本申请实施例1、实施例2-3、实施例4-5和实施例6-11制备的透水性高的特种混凝土具有较好透水性和力学性能性，抗压强度达到69.8MPa，劈裂抗拉强度达到6.5MPa，无裂缝，表明本申请制备的特种混凝土在保证较高透水性的同时具有较好的力学性能和抗开裂性能。
对比例5加强聚丙烯纤维的制备方法中不经过改性液的处理，从表1看出，相较于实施例1，混凝土的透水性变化不大，但是抗压强度为60.2MPa，劈裂抗拉强度为4.9MPa，有裂缝，裂缝宽度为0.9mm，表明聚丙烯纤维经过改性液浸泡，提高了纤维的强度、抗裂性能和抗冲击性，后续应用于混凝土中，进而改善混凝土的强度、抗裂性能和抗冲击性等力学性能。
对比例6加强聚丙烯纤维的制备方法中，改性液不加入壳聚糖，混凝土的透水性变化不大，但是抗压强度为65.7MPa，劈裂抗拉强度为5.8MPa，有裂缝，裂缝宽度为0.4mm；对比例7加强聚丙烯纤维的制备方法中，改性液不加入硬脂酸镁，混凝土的透水性变化不大，但是抗压强度为67.3MPa，劈裂抗拉强度为6.1MPa，无裂缝；对比例8加强聚丙烯纤维的制备方法中，改变纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比，混凝土的透水性变化不大，抗压强度和劈裂抗拉强度数值大于对比例6-7的，但是小于实施例2-3的，表明不添加壳聚糖或硬脂酸镁，明显影响加强聚丙烯纤维的力学性能，而改变纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比，同样影响加强聚丙烯纤维的力学性能，表明纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁之间存在协同作用，壳聚糖使纳米二氧化硅负载于纤维表面，硬脂酸镁使纳米二氧化硅均匀的附着在纤维的表面，进而改善纤维的综合性能。
对比例9改性陶粒中不添加硅烷偶联剂溶液，混凝土的透水系数为2.6mm/s，孔隙率为13.2%，抗压强度为66.9MPa，劈裂抗拉强度为5.9MPa，有裂缝，裂缝宽度为0.3mm；对比例10改性陶粒中不添加纳米二氧化钛，混凝土的透水系数为2.9mm/s，孔隙率为13.9%，抗压强度为62.5MPa，劈裂抗拉强度为5.2MPa，有裂缝，裂缝宽度为0.8mm；对比例11改变陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比，混凝土的透水系数、孔隙率、抗压强度和劈裂抗拉强度数值大于对比例9-10的，但是小于实施例4-5的，表明不添加硅烷偶联剂溶液或纳米二氧化钛明显影响改性陶粒的透水性和力学性能，而陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液之间具有协同作用，纳米二氧化钛增加陶粒的力学性能，硅烷偶联剂使纳米二氧化钛分散均匀，同时，硅烷偶联剂增加陶粒和纳米二氧化钛的结合力，有助于改善陶粒的强度。
对比例12中粉煤灰不经过混合液浸泡，从表1看出，相较于实施例1，混凝土的透水系数为2.4mm/s，孔隙率为12.3%，抗压强度为61.2MPa，劈裂抗拉强度为4.8MPa，有裂缝，裂缝宽度为1.1mm，表明经过混合液处理的粉煤灰，木质纤维粉能够分散于粉煤灰的孔隙内，增加了粉煤灰的结构强度，后续粉煤灰应用于特种混凝土中，增加了混凝土各组分的粘结力、力学性能和抗开裂性能。
对比例1-2改变特种混凝土中各组分含量，从表1看出，相较于实施例1，混凝土的透水系数约为2.8mm/s，孔隙率约为13.7%，抗压强度约为65MPa，劈裂抗拉强度约为5.6MPa，有裂缝，裂缝宽度约为0.5mm，表明各组分含量在一定范围内制备的混凝土具有较好的透水性和力学性能，当各组分含量超过一定范围，进而明显影响混凝土的综合性能。
对比例3用等量的陶粒代替改性陶粒，从表1看出，相较于实施例1，混凝土的透水系数为2.1mm/s，孔隙率为11.4%，抗压强度为55.1MPa，劈裂抗拉强度为4.1MPa，有裂缝，裂缝宽度为1.6mm，表明本申请制备的改性陶粒具有较好的透水性和力学性能，后续应用于混凝土中，改善混凝土的抗裂性和抗冲击性。
对比例4用等量的聚丙烯纤维代替加强聚丙烯纤维，从表1看出，相较于实施例1，混凝土的透水系数为2.3mm/s，孔隙率为12.1%，抗压强度为52.2MPa，劈裂抗拉强度为3.5MPa，有裂缝，裂缝宽度为2.1mm，表明本申请制备的加强聚丙烯纤维具有较高的强度，后续应用于混凝土中，不仅改善混凝土的透水性，而且增强混凝土的抗裂性能和结构强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种透水性高的特种混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：粗骨料650-750份、细骨料300-400份、水泥200-300份、水150-200份、粉煤灰30-60份、改性陶粒15-45份、减水剂5-10份、加强聚丙烯纤维10-30份、碎石150-300份；
所述加强聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯纤维浸入到稀盐酸溶液中，在温度60-70℃下搅拌10-15min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
（2）将步骤（1）处理后的聚丙烯纤维放入至改性液中，在温度为80-90℃下超声处理25-35min，然后用去离子水冲洗至中性后备用；
所述改性液包括以下原料：纳米二氧化硅、N,N-二甲基乙酰胺、壳聚糖、硬脂酸镁、硅烷偶联剂、去离子水；
（3）将步骤（2）处理后的聚丙烯纤维在温度120-150℃下干燥5-10h，得到加强聚丙烯纤维；
所述纳米二氧化硅、壳聚糖和硬脂酸镁的质量比为1:2-6:0.5-0.8；
所述改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：
（1）将陶粒浸泡于柠檬酸溶液中，水洗至中性，然后在温度900-1100℃下煅烧2-3h，备用；
（2）将步骤（1）中处理的陶粒分散于硅烷偶联剂溶液中，浸泡1-2h，然后加入纳米二氧化钛，搅拌2-3h，干燥，得到改性陶粒；
所述粉煤灰经过以下步骤预处理：将粉煤灰进行研磨、过筛，然后将粉煤灰分散于草酸溶液浓度中浸泡20-30min，水洗至中性，然后在300-500℃下煅烧10-30min，再将粉煤灰分散于混合液中浸泡30-40min，过滤、干燥，得到处理后的粉煤灰，其中，混合液由木质纤维粉分散于乙醇溶液中制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种透水性高的特种混凝土，其特征在于，所述陶粒、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂溶液的质量比为1:0.2-0.5:3-5。
3.根据权利要求1所述的一种透水性高的特种混凝土，其特征在于，所述碎石包括粒径为15-25mm的碎石为100-200份，粒径为20-30mm的碎石为50-100份。
4.根据权利要求1所述的一种透水性高的特种混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
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