一种公路工程用环保透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土技术领域，具体来说是一种公路工程用环保透水混凝土及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：水泥100‑200份；减水剂5‑10份；骨料300‑600份；粘结剂10‑20份；增强料123.5‑247份；水100‑200份；增强料包括钢球、水淬渣和聚合物乳胶粉，且钢球的粒径为1‑2mm，水淬渣的粒径为0.1‑1mm，且骨料与钢球、水淬渣及聚合物乳胶粉的重量份数之比为300‑600：100‑200：15‑30：8.5‑17。本发明专利技术既实现了优异的透水性又增强了透水混凝土的抗压性能，且实现了矿渣的废物利用，经试验验证，本发明专利技术的透水混凝土能够在城市道路、高速公路等高载荷路面的使用。

A kind of environmental protection permeable concrete for highway engineering and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种公路工程用环保透水混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，具体来说是一种公路工程用环保透水混凝土及其制备方法。
技术介绍
透水混凝土又称多孔混凝土，无砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料；透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。透水混凝土最大的优点是透水功能，它能够把雨水渗入地下，不仅能够帮助城市排洪，还能给植物保留了充足的水分；透水混凝土另一大优点就是散热功能，因为有着无数的孔隙，既能将雨水渗入底下降低温度，亦能将地下的温度释放出来，不会像传统混凝土地面那样无法释放热量而造成长时间高温；透水混凝土还有一个优点就是美化环境了，因为它可以随意搭配颜色，所以它可以根据不同的要求设计出各种艺术效果，透水地坪曾被称为“城市的彩虹”。近年来，我国已认识到保护环境、维护生态平衡，走可持续发展道路的重要性，因此，环保生态型的透水性混凝土期望应用于各种道路和承重路面，以改善生态环境，形成“海绵”城市。然而，透水混凝土透水性和强度相矛盾的问题，成为阻碍透水混凝土大规模利用的瓶颈。尽管通过使用胶粉、提高分散性、利用复合凝胶材料等提升了透水混凝土的强度，但由于透水混凝土主要依靠粗骨料形成较大的孔道和孔隙率来达到透水的目的，强度提高极为有限，因此限制了透水混凝土在城市道路、高速公路等高载荷路面的使用。即使使用细集料，在施工过程中水泥浆体及细集料易出现浆体下沉流动堵塞下部孔隙，影响透水性能，这给透水混凝土的施工造成极大的难度。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种公路工程用环保透水混凝土及其制备方法，本专利技术既实现了优异的透水性又增强了透水混凝土的抗压性能，而且实现了矿渣中水淬渣的废物利用，经实验验证，本专利技术的透水混凝土能够被用于城市道路、高速公路等高载荷路面的使用。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种公路工程用环保透水混凝土，由以下重量份数的原料组成：水泥100-200份；减水剂5-10份；骨料300-600份；粘结剂10-20份；增强料123.5-247份；水100-200份；所述增强料包括钢球、水淬渣和聚合物乳胶粉，且所述钢球的粒径为1-2mm，所述水淬渣的粒径为0.1-1mm，且所述骨料与所述钢球、所述水淬渣及所述聚合物乳胶粉的重量份数之比为300-600：100-200：15-30：8.5-17。优选的，还包括5-10份渗水剂，所述渗水剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。优选的，所述骨料为碎石或卵石，且所述碎石或卵石的粒径为5-7mm。优选的，所述减水剂由2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与木质素磺酸钠的混合物或者2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与三聚氰胺高效减水剂的混合物构成，所述2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与所述木质素磺酸钠或所述三聚氰胺高效减水剂的质量比为2:1。优选的，所述粘结剂为聚乙烯乙酸酯或者聚氨酯乳胶。优选的，所述钢球选自不锈钢球。优选的，所述聚合物乳胶粉为聚醋酸乙烯酯胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种。本专利技术还保护了一种公路工程用环保透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)称量：按照以下重量份数的原料组成称取水泥100-200份；减水剂5-10份；骨料300-600份；粘结剂10-20份；增强料123.5-247份；水100-200份，备用；(2)将增强料、部分骨料、部分水泥加入至部分水中，先在500r/min的速率下搅拌10-15min，然后常温下干燥至含水量达到8-12％，得到物料A；其中，所述骨料、所述水泥及所述水均占其总量的一半；(4)将减水剂、粘结剂、物料A、剩余的骨料和剩余的水泥加入至剩余的水中，并在150-200r/min的速率下搅拌10min，得到环保透水混凝土。优选的，所述步骤(1)称量的原料中还包括5-10份渗水剂，所述渗水剂在步骤(2)中加入。优选的，将所述步骤(2)制备得到的环保透水混凝土采用振动成型方法成型。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术针对用于公路工程的透水混凝土进行了研究，尤其对增强料进行了选择和研究，并在现有技术仅通过骨料承载的基础上增加了钢球，钢球具有强度高、耐冲击性强及硬度高的特性，因此在将钢球用做增强料后，透水混凝土了具备了优异的强度、抗震性和抗压性，本专利技术还在钢球和骨料之间填入了水淬渣，在钢球、骨料和水淬渣在经由聚合物乳胶粉的连接后，使得钢球和骨料之间的孔道由水淬渣进行填充，水淬渣有效降低了透水混凝土中钢球和骨料之间的孔隙，从而有效提高了透水混凝土的强度。2、水淬渣是水淬碱性化铁炉渣的简称，是一种表面粗糙多孔、质地轻脆、容易破碎的粒状渣，我国目前每年排放约200多万吨的矿渣，矿渣弃置不用会占用土地、浪费资源并污染环境，本专利技术首次提出将水淬渣用于环保透水混凝土，不仅实现了矿渣的二次利用，而且实现了优异的透水性和散热性，且在本申请的聚合物乳胶粉的作用下，水淬渣填充于钢球和骨料之间，实现了水淬渣的稳定。3、本专利技术的透水混凝土还包括减水剂及粘结剂，本专利技术的减水剂由2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与木质素磺酸钠的混合物或者2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与三聚氰胺高效减水剂的混合物构成，2,8-二羟基萘-6-磺酸钠为萘系高效聚合物，研究表明，在萘系高效聚合物与木质素磺酸盐或三聚氰胺高效减水剂混合后，达到的效果是最优异，能够使水泥基的强度得到快速提升；粘结剂不仅使得位于骨料之间连接在一起，而且使得骨料与钢球连接在一起，使得透水混凝土的结构保持稳定。4、本专利技术的制备方法中，先将增强料、部分骨料、部分水泥加入至水中，目的是通过增强料中的聚合物乳胶粉在溶于水后形成乳液，并将钢球、水淬渣、部分骨料及部分水泥在不断搅拌条件下混合，在干燥至含水量达到8-12％后，得到了凝结在一起的物料A，然后在物料A中加入减水剂、粘结剂、剩余的骨料和剩余的水泥，剩余的骨料和剩余的水泥包覆在物料A的外表，并通过粘结剂进行粘接，实现了外层骨料和水泥，内层骨料、水泥、钢球和水淬渣，内层加固支撑，外层实现渗水的目的和对内层的保护作用；且本专利技术还包括了渗水剂，渗水剂增大了水与聚合物乳胶粉的溶解，使得钢球、水淬渣、部分骨料及部分水泥的粘合力更强，从而使得内层的的强度、抗震性和抗压性能力更高。具体实施方式下面结合本专利技术实施例1-3，用以较佳的实施例配合详细的说明。实施例1一种公路工程用环保透水混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)称量：按照以下重量份数的原料组成称取：水泥100份；2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与木质素磺酸钠的混合物5份；碎石300份；聚乙烯乙酸酯10份；聚醋酸乙烯酯胶粉8.5份；钢球100份、水淬渣15份，水100份，备用；(2)将100份钢球、8.5份聚醋酸乙烯酯胶粉、15份水淬渣、150份碎石、50份水泥加入至50份水中，先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：水泥100-200份；减水剂5-10份；骨料300-600份；粘结剂10-20份；增强料123.5-247份；水100-200份；/n所述增强料包括钢球、水淬渣和聚合物乳胶粉，且所述钢球的粒径为1-2mm，所述水淬渣的粒径为0.1-1mm，且所述骨料与所述钢球、所述水淬渣及所述聚合物乳胶粉的重量份数之比为300-600：100-200：15-30：8.5-17。/n

【技术特征摘要】
1.一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：水泥100-200份；减水剂5-10份；骨料300-600份；粘结剂10-20份；增强料123.5-247份；水100-200份；
所述增强料包括钢球、水淬渣和聚合物乳胶粉，且所述钢球的粒径为1-2mm，所述水淬渣的粒径为0.1-1mm，且所述骨料与所述钢球、所述水淬渣及所述聚合物乳胶粉的重量份数之比为300-600：100-200：15-30：8.5-17。


2.根据权利要求1所述的一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，还包括5-10份渗水剂，所述渗水剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。


3.根据权利要求1所述的一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，所述骨料为碎石或卵石，且所述碎石或卵石的粒径为5-7mm。


4.根据权利要求1所述的一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，所述减水剂由2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与木质素磺酸钠的混合物或者2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与三聚氰胺高效减水剂的混合物构成，所述2,8-二羟基萘-6-磺酸钠与所述木质素磺酸钠或所述三聚氰胺高效减水剂的质量比为2:1。


5.根据权利要求1所述的一种公路工程用环保透水混凝土，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯乙酸酯或者聚氨酯乳胶。


6.根据权利要求1所述的一种公...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红旗，杨春景，石文明，张振，李涛，
申请(专利权)人：黄河水利职业技术学院，开封市黄河土木工程实验中心，
类型：发明
国别省市：河南;41