一种矿粉改性的白水泥透水混凝土制造技术

本发明专利技术涉及道路建设领域，具体公开了一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，该白水泥透水混凝土是采用原料经混合搅拌处理得到的；所述原料包括占原料整体质量百分数为71.79～78.63wt％的碎石粗骨料，16.13～21.54wt％的胶凝材料，胶凝材料是白水泥与矿粉按照质量比8:2～6:4混合得到，5.00～6.46wt％的水，0.18～0.28wt％的减水剂，水与胶凝材料两者的水胶比为0.29～0.31，减水剂与胶凝材料的质量比为(0.0095～0.0150)：1；该矿粉改性的白水泥透水混凝土其设计孔隙率为15.0～20.0％。本发明专利技术通过对该混凝土关键的组分等进行改进，采用矿粉与白水泥一道作为胶凝材料，设计制造矿粉改性白水泥透水混凝土，改善了透水混凝土强度，同时白水泥的使用保证了透水混凝土的经济实用性。

A White Cement Permeable Concrete Modified by Mineral Powder

The invention relates to the field of road construction, in particular to a mineral powder modified white cement pervious concrete, which is obtained by mixing and mixing raw materials; the raw materials include crushed stone coarse aggregates accounting for 71.79-78.63 wt% of the total mass of raw materials, 16.13-21.54 wt% cementitious materials, and the cementitious materials are white cement and mineral powder according to the mass ratio of 8.79-78.63 wt%. 2-6:4 mix to get 5.00-6.46wt% water, 0.18-0.28wt% water reducing agent, 0.29-0.31 water-cement ratio of water and cementitious material, 0.0095-0.0150 mass ratio of water reducing agent and cementitious material: 1; the design porosity of the white cement permeable concrete modified by this mineral powder is 15.0-20.0%. The invention improves the key components of the concrete, uses mineral powder and white cement as cementing material, designs and manufactures mineral powder modified white cement pervious concrete, improves the strength of the pervious concrete, and ensures the economic practicability of the pervious concrete by using the white cement.

【技术实现步骤摘要】
一种矿粉改性的白水泥透水混凝土
本专利技术属于道路建设领域，更具体地，涉及一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，本专利技术尤其提供了适用于矿粉改性白水泥透水混凝土的配比方法，使其具有良好的混凝土整体强度及透水性，相应的尤其可作为路面铺装材料应用。
技术介绍
随着全球经济发展，城市规模结构改变，为保证建筑物的平整坚硬，不透水路面在城市中占比越来越大，原本的植被地表被各种透水性极差的混凝土房屋、水泥沥青路面覆盖，城市生态逐渐失衡：热岛效应日渐加重，城镇湿度减小，降雨期间却内涝频发，雨水缺乏植被土壤净化，水生态环境恶化……随着低影响开发理念的深入，透水铺装对增加城市透水面积，缓解地表径流，预防城市内涝的发生，改善城市水循环，修复土壤生态环境，提升城市自然环境，维护城市生态平衡有着重大作用。透水混凝土也被称为多孔混凝土，使用粗骨料包裹凝结材料，彼此之间形成蜂窝结构，具有高透水、强透气、吸声降噪等优良性能，可调节径流、净化水质，是作为路面铺装的优良材料，对平衡城市水环境、维护水生态具有重要意义。随着城市海绵城市建设的推进，透水混凝土被运用在城市建设的各个方面，普通混凝土大多为灰黑色，颜色单调乏味，难以满足城市景观需求，彩色透水混凝土逐渐兴起，因白水泥易染色故多在透水混凝土制作过程中作为胶凝材料使用，简单染色且节省染料，能够降低制作成本，但白水泥透水混凝土在力学性能、透水性等方面效果不佳，实际使用过程中存在铺装单位成本高、表面掉粒、空鼓等问题，难以满足需求。本专利技术专利技术人在前研究得到了一种白水泥透水混凝土及其制备方法(可参见中国专利文献CN108546033A)，尽管其也公开的白水泥透水混凝土既可保证混凝土的整体强度，又能够使混凝土具有良好的透水性，但纯粹使用白水泥作为胶凝材料成本高，且在不使用增效剂情况下后期强度不高，白水泥透水混凝土的制备还存在性能进一步提升的空间。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，其中通过对该混凝土关键的组分(如原料的具体种类及相应配比)等进行改进，采用矿粉与白水泥一道作为胶凝材料，设计制造矿粉改性白水泥透水混凝土，在现有技术的前提下，改善了透水混凝土强度，同时白水泥的使用保证了透水混凝土的经济实用性。本专利技术通过对白水泥透水混凝土的组成成分的配比进行严格控制，将白水泥与矿粉的质量比控制为8:2～6:4，使透水混凝土的抗压强度和透水系数均能达到较佳水平，实际孔隙率为15.2～22.7％的矿粉改性白水泥透水混凝土，可满足实际工程中对混凝土对透水及强度的双重要求，既保证混凝土的整体强度，又能够使混凝土具有良好的透水性，有利于维护城市的生态环保。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，其特征在于，是采用原料经混合搅拌处理得到的；所述原料包括占原料整体质量百分数为71.79～78.63wt％的碎石粗骨料，占原料整体16.13～21.54wt％的胶凝材料，占原料整体5.00～6.46wt％的水，水与胶凝材料两者的水胶比为0.29～0.31，占原料整体0.18～0.28wt％的减水剂，减水剂与胶凝材料的质量比为(0.0095～0.0150)：1；其中，所述碎石粗骨料具体为粒径大于等于2.35mm且小于等于4.75mm的小粒径骨料，或者为粒径大于4.75mm且小于等于9.50mm的大粒径骨料，或者为所述小粒径骨料与所述大粒径骨料按1:1质量比均匀混合形成的级配粒径骨料；所述胶凝材料具体为白水泥与矿粉按照质量比8:2～6:4混合得到的混合物；此外，该矿粉改性的白水泥透水混凝土其设计孔隙率为15.0～20.0％。作为本专利技术的进一步优选，所述碎石粗骨料取自天然山石；所述小粒径骨料其堆积密度为1600～1800kg/m3，表观密度为2500～2800kg/m3，孔隙率为35.0～36.5％；所述大粒径骨料其堆积密度为1511～1700kg/m3，表观密度为2583～2830kg/m3，孔隙率为38.5～41.5％；所述级配粒径骨料其堆积密度为1570～1790kg/m3，表观密度为2465～2740kg/m3，孔隙率为34.1～36.3％。作为本专利技术的进一步优选，所述白水泥成分以硅酸钙为主，强度等级为P.W42.5，表观密度2900～3200kg/m3。作为本专利技术的进一步优选，所述矿粉为铁矿山选矿后的铁尾矿磨碎矿粉，表观密度为2500～2728kg/m3。作为本专利技术的进一步优选，所述矿粉其主要化学成分及质量百分含量如下：作为本专利技术的进一步优选，所述的减水剂为聚羧酸液体减水剂，优选为马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、丙烯基磺酸钠、K2S2O8中一种或多种的混合物，该聚羧酸液体减水剂的密度优选为1g/mL。作为本专利技术的进一步优选，所述混合搅拌处理为二次加料法机械强制搅拌，优选为二次加料法投加物料，并采用机械强制搅拌。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，通过对混凝土原料的合理配比，利用按特定比例配比的各个原料之间的整体配合，将白水泥与矿粉质量比控制为8:2～6:4，将原料中的水胶质量比控制为(0.29～0.31)：1，减水剂与水泥的质量比控制为(0.0095～0.0150)：1，能够得到优良的白水泥透水混凝土，其设计孔隙率满足15.0～20.0％，实际孔隙率为15.2～22.7％，且具有良好的抗压强度和透水系数，最终达到既能减少水泥用量，满足实际施工经济需求，又能达到混凝土强度要求的目的，能够切实满足工程使用中的实际需要，可作为城市市政人行道路混凝土透水路面应用。本专利技术利用矿粉改性现有的白水泥透水混凝土，将矿粉替代部分白水泥，并与其余部分的白水泥一道作为胶凝材料(该胶凝材料中白水泥与矿粉的质量比为8:2～6:4)，与其他原料一块儿，能够对白水泥透水混凝土的混凝土强度、以及透水能力等起到改性作用。由于矿粉的火山灰效应、填充效应与微集料效应。在混凝土中可与水泥水化后的水化产物产生二次水化，矿粉中的活性SiO2和Al2O3等硅酸盐玻璃体，与碱性激发剂Ca(OH)2发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，促进混凝土强度增长。矿粉比水泥颗粒更小，在透水混凝土中大量填充于水泥颗粒之间的空隙，改善了胶结料的级配及和易性，在搅拌过程中，使水泥浆能够更加充分地包裹在骨料表面，同时使拌合物料混合更加均匀，试块能够在成型过程中堆积得更密实，获得更大的的抗压强度。矿粉填充于空隙后将束缚在其中的水分置换出来，这部分水分可以，同时继续与水泥反应产，促进水泥充分水化，增加混凝土最终的结构强度。本专利技术通过将矿粉应用在透水混凝土中，配合利用特定粒径范围的碎石粗骨料(记骨料粒径x，当x满足2.35mm≤x≤4.75mm时骨料为小粒径骨料，当x满足4.75mm＜x≤9.50mm时骨料为大粒径骨料)，通过使用小粒径骨料、大粒径骨料、或小粒径骨料与大粒径骨料按1:1质量比均匀混合形成的级配粒径骨料，在不使用增效剂的情况下，可实现具有良好效果的白水泥透水混凝土，可见这些矿粉可以有效提高透水混凝土的性能。本专利技术中透水混凝土其设计孔隙率的计算满足CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的相关记载，利用这些现有技术中对应的规范、公式等，通过添加的骨料、胶凝材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，其特征在于，是采用原料经混合搅拌处理得到的；所述原料包括占原料整体质量百分数为71.79～78.63wt％的碎石粗骨料，占原料整体16.13～21.54wt％的胶凝材料，占原料整体5.00～6.46wt％的水，水与胶凝材料两者的水胶比为0.29～0.31，占原料整体0.18～0.28wt％的减水剂，减水剂与胶凝材料的质量比为(0.0095～0.0150)：1；其中，所述碎石粗骨料具体为粒径大于等于2.35mm且小于等于4.75mm的小粒径骨料，或者为粒径大于4.75mm且小于等于9.50mm的大粒径骨料，或者为所述小粒径骨料与所述大粒径骨料按1:1质量比均匀混合形成的级配粒径骨料；所述胶凝材料具体为白水泥与矿粉按照质量比8:2～6:4混合得到的混合物；此外，该矿粉改性的白水泥透水混凝土其设计孔隙率为15.0～20.0％。

【技术特征摘要】
1.一种矿粉改性的白水泥透水混凝土，其特征在于，是采用原料经混合搅拌处理得到的；所述原料包括占原料整体质量百分数为71.79～78.63wt％的碎石粗骨料，占原料整体16.13～21.54wt％的胶凝材料，占原料整体5.00～6.46wt％的水，水与胶凝材料两者的水胶比为0.29～0.31，占原料整体0.18～0.28wt％的减水剂，减水剂与胶凝材料的质量比为(0.0095～0.0150)：1；其中，所述碎石粗骨料具体为粒径大于等于2.35mm且小于等于4.75mm的小粒径骨料，或者为粒径大于4.75mm且小于等于9.50mm的大粒径骨料，或者为所述小粒径骨料与所述大粒径骨料按1:1质量比均匀混合形成的级配粒径骨料；所述胶凝材料具体为白水泥与矿粉按照质量比8:2～6:4混合得到的混合物；此外，该矿粉改性的白水泥透水混凝土其设计孔隙率为15.0～20.0％。2.如权利要求1所述矿粉改性的白水泥透水混凝土，其特征在于，所述碎石粗骨料取自天然山石；所述小粒径骨料其堆积密度为1600～1800kg/m3，表观密度为2500～2800kg/m3，孔隙率为35.0～36.5％；所述大粒径骨料其堆积密度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程智龙，石立国，翁邦正，杜垚，聂胜军，马超，刘嘉豪，张耀，冯晓楠，
申请(专利权)人：华中科技大学，中国建筑第二工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42