钢纤维增强的透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钢纤维透水混凝土及其制备方法，采用钢纤维对透水混凝土进行改性，原料采用水泥330～450重量份，水90～150重量份，集料1300～2000重量份，钢纤维掺量6～13重量份。本发明专利技术制备的钢纤维透水混凝土，透水透气性能优异，抗开裂能力强，混凝土强度高，耐久性好，同时浆体的附着力好，显著改善了集料粘结差的问题，并且制备方法简单易行，具有良好的经济和环保效益。

【技术实现步骤摘要】
钢纤维增强的透水混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种钢纤维增强的透水混凝土及其制备方法。
技术介绍
随着社会经济的发展和城市建设的进程，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖，与自然的土壤相比，现代化地表给城市带来一系列的问题，其主要表现为以下几个方面不透水的路面阻碍了雨水的下渗，使得雨水对地下水的补充被阻断，再加上地下水的过度抽取，城市地面容易产生下沉。传统的密实路表面，轮胎噪声大。车辆高速行驶过程中，轮胎滚进时会将空气压入轮胎和路面间，待轮胎滚过，空气又会迅速膨胀而发出噪声，雨天这种噪声尤为明显，影响了居民的生活与工作。传统城市路面为不透水结构，雨水通过路表排除，泄流能力有限，当遇到大雨或暴雨时，雨水容易在路面汇集，大量集中在机动车和自行车道上，导致路面大范围积水。不透水路面使城市空气湿度降低，加速了城市热岛效应的形成。不透水路面是“死亡性地面”，会影响地面的生态系统，它使水生态无法正常循环，打破了城市生态系统的平衡，影响了植被的正常生长。透水混凝土能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题。并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害同时，是保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料。目前，关于透水混凝土的制备技术还存在诸多缺陷，大多数透水混凝土存在抗压强度低、耐久性差、透水效果差、使用寿命低的问题，大大限制了其适用范围。透水混凝土由于具有特殊的多孔结构，造成其抗压强度偏低且由于长时间受水中有害物质侵蚀，造成集料表面胶凝材料脱落，耐久性较差另外，透水混凝土在使用过程中，其孔隙极易被尘土、有机物质等堵塞，造成其使用寿命下降，而目前的高压冲洗法存在耗时耗力的缺点。对于目前已公开的透水混凝土领域的专利技术而言，所制备的透水混凝土抗压强度多为20Mpa左右，将其用于承载性道路混凝土，强度偏低。另外，对于如何提高透水混凝土的耐久性、透水效果、使用寿命等关键技术，尚未技术公开。主要用于改善了现有技术下透水混凝土存在抗压强度低、耐久性差、透水效果差、使用寿命低等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有一定的力学强度、透水性和用于增强透水水泥混凝土的钢纤维增强的透水混凝土及其制备方法。为实现上述目标，本专利技术提供了如下技术方案:一种钢纤维增强的透水混凝土，所述钢纤维增强的透水混凝土包括按重量份数计的如下组分组成：进一步地，所述的水泥为强度等级大于或等于42.5的普通硅酸盐水泥。进一步地，所述的短切钢纤维的直径为0.12mm，长度为10mm。更进一步地，所述的短切钢纤维的抗拉强度应≥2850Mpa。本专利技术的钢纤维增强的透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)准备原料：按所需重量份数称取水泥、集料、钢纤维、水；(2)投料顺序：将步骤称取的原料进行搅拌混合，并采用采用手动插捣与上表面机械振动相结合的成型方式制备多孔混凝土试件；(3)透水混凝土预制、浇筑将步骤(2)制得的透水混凝土浆输送至模具中，干燥后用保鲜膜覆盖，带模养护1天后拆模，标准养护至28天，得钢纤维增强的透水混凝土。进一步地，步骤(2)中，采用浆体裹石法制备试件，所述的搅拌机为HJW-60型单卧轴强制式混凝土揽拌机。进一步地，在步骤(2)中，首先投入水泥和水并搅拌1分钟，使胶凝材料和水充分混合，形成的水泥浆再与集料搅拌2分钟，水泥浆便能包裹在集料表面，形成均匀结构。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的钢纤维透水混凝土，透水透气性能优异，抗开裂能力强，混凝土强度高，耐久性好，同时浆体的附着力好，显著改善了集料粘结差的问题，并且制备方法简单易行，是一种全新的透水混凝土增强途径，具有良好的经济和环保效益。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：用于增强透水水泥混凝土的力学强度，透水性好，得到的改性透水混凝土经过测试，0.4％掺量的钢纤维透水混凝土，7天抗压强度达到了26.56Mpa，并且透水系数为7.23mm/s，相比于不添加钢纤维的传统透水混凝土7天抗压强度和透水能力都有了大幅提升，试验表明：加入钢纤维改性后的透水混凝土，相比于传统透水混凝土强度有所增加，透水性能也有所上升，并且具有大孔隙的结构特征，取得了令人满意的效果。附图说明图1为本专利技术所述的钢纤维实物图；图2为本专利技术所述的钢纤维改性透水混凝土试件实物图；图3为本专利技术所述的改性透水混凝土破坏形态图；图4为本专利技术的搅拌流程示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。本专利技术的钢纤维增强的透水混凝土，包括按重量份数计的如下组分组成：水泥330～450重量份，水90～150重量份，集料1300～2000重量份，钢纤维掺量6～13重量份。实施例1本专利技术的一种钢纤维增强的透水混凝土，所述的钢纤维增强的透水混凝土包括按重量份数计的如下组分组成：在具体实施中，水泥为强度等级大于或等于42.5的普通硅酸盐水泥。在具体实施中，钢纤维为短切钢纤维，直径为0.12mm，长度为10mm。在具体实施中，短切钢纤维的抗拉强度应≥2850Mpa。在具体实施中，短切钢纤维的外形为平直型，外观光洁。本专利技术的钢纤维增强的透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)准备原料：按所需重量份数称取水泥、集料、钢纤维、水；(2)投料顺序：将步骤称取的原料进行搅拌混合，并采用采用手动插捣与上表面机械振动相结合的成型方式制备多孔混凝土试件；采用浆体裹石法制备试件，所述的搅拌机为HJW-60型单卧轴强制式混凝土揽拌机。首先投入水泥和水并搅拌1分钟，使胶凝材料和水充分混合，形成的水泥浆再与集料搅拌2分钟，水泥浆便能包裹在集料表面，形成均匀结构。(3)透水混凝土预制、浇筑将步骤(2)制得的透水混凝土浆输送至模具中，干燥后密封养护(例如用保鲜膜)，养护1天后除去密封，标准养护至28天，得钢纤维增强的透水混凝土。试验例本试验例为钢纤维改性透水混凝土(改性材料为短切钢纤维)及其制备方法与性能。(1)制备所需的原料和仪器如表1和表2所示。表1原料表2仪器(2)将水泥、集料、水按比例取料，采用浆体裹石法进行投料拌，首先投入水泥和水并搅拌1分钟，使胶凝材料和水充分混合，形成的水泥浆再与集料搅拌2分钟，水泥浆便能包裹在集料表面，形成均匀结构。通过该方法制备的透水混凝土能够获得最好的抗压强度和最大的孔隙率，同时保证了力学强度和透水性能，浆体裹石法搅拌流程如图4所示。(3)采用手动插捣与上表面机械振动相结合的成型方式制备多孔混凝土试件。手动插捣按照有关规范规定实施。机械振动采用的是低频振动，因为高频振捣会导致多孔混凝土发生离析现象，而且振捣过于密实会降低透水性能。对于100×100×100mm立方体混凝土试块，机械振动时间取30s。机械振动成型的混凝土较密实，但水泥浆易沉积在试件底部，降低其透水性能；手动插捣成型的试块上下层较均匀，但密实度低，堆积松散，影响其力学性能。当采用机械振捣与手动插捣相结合的成型方式时，可以使多孔混凝土的强度和排水性能均达到理想的效果。(4)透水混凝土预制、浇筑将步骤(3)制得的透水混凝土浆输送至模具中，干燥后用保鲜膜覆盖，带模养护1天后拆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的钢纤维增强的透水混凝土包括按重量份数计的如下组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的钢纤维增强的透水混凝土包括按重量份数计的如下组分组成：2.根据权利要求1所述的钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的水泥为强度等级大于或等于42.5的普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的钢纤维为短切钢纤维，直径为0.12mm，长度为10mm。4.根据权利要求3所述的钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的短切钢纤维的抗拉强度应≥2850Mpa。5.根据权利要求3所述的钢纤维增强的透水混凝土，其特征在于：所述的短切钢纤维的外形为平直型。6.权利要求1所述的钢纤维增强的透水混凝土的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)准备原料：按所需重量份数称取水泥、...

【专利技术属性】
技术研发人员：章毅，徐一峰，
申请(专利权)人：上海市城市建设设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31