一种高性能透水混凝土及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能透水混凝土，按质量份数包括以下组分：饱和面干粗骨料400‑590份，胶凝材料100份，水27‑31份，减水剂0.6‑1.1份，增稠剂0.005‑0.01份。本发明专利技术利用减水剂与增稠剂的耦合作用，在提高净浆流动度的同时增加净浆的粘度，从而提高浆体在透水混凝土中的均匀性，保持透水混凝土的工作性能，改善透水混凝土力学性能与透水性能的矛盾。本发明专利技术进行了不同强度岩石与混凝土的匹配性设计与重载条件下结构设计，从而有效利用矿石资源，提高透水混凝土的强度，改善透水混凝土力学性能与透水性能的矛盾。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能透水混凝土及其应用
本专利技术属于建筑材料
，具体地说，涉及一种高性能透水混凝土及其应用。
技术介绍
近年来，国家倡导发展建设具备较好吸收水、储存水、净化水和渗透水能力的“海绵城市”。透水混凝土的多孔隙结构，成为城市建设中的关键性材料之一。但透水混凝土力学性能与透水性能存在矛盾，现阶段存在高强度、高渗透难以同时满足的问题，其动力力学性能较差，易堵塞，耐久性能差等问题，极大的限制了透水混凝土的推广应用，特别是在常规公路和重负荷条件中的使用。故如何同时提高其力学性能和透水性能是透水混凝土推广应用的关键。一方面，由于透水混凝土为新兴技术，标准规范较少；另一方面，由于透水混凝土一般无细骨料，透水混凝土骨料颗粒之间呈“点接触”，组成材料的特殊性，导致其拌和物工作性无法用常规方法评价，拌和物定量评价困难、缺乏统一评价标准，混凝土拌和物性能等部分关键指标采用定性判断，对施工人员的技术经验要求高，导致现阶段透水混凝土应用过程中显著存在力学性能低、耐久性能差、堵塞严重、服役寿命短等一系列问题，限制其大范围推广应用的同时，也违背了绿色材料建设使用理念。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能透水混凝土，有效改善了现有透水混凝土的力学性能和透水性能相矛盾的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种高性能透水混凝土，按照质量份数，包括以下组分：饱和面干粗骨料400-590份，胶凝材料100份，水27-31份，减水剂0.6-1.1份，增稠剂0.005-0.01份。>优选地，胶凝材料按照质量百分比，包括水泥85-95％、超细硅灰5-10％和粉煤灰0-5％，上述质量百分比之和为100％。优选地，水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。优选地，粗骨料为石灰岩骨料、花岗岩骨料或玄武岩骨料，粗骨料的粒径为5-10mm。优选地，减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％，增稠剂为粉状或胶状速溶型聚丙烯酰胺。优选地，该高性能透水混凝土的净浆流动度为160-200mm、表观粘度大于等于7000mPa·s。本专利技术还公开了一种高性能透水混凝土的应用，该高性能透水混凝土适用于对广场、步行街道两边及中央隔离带、公园道路及停车场、轻载机动车道、中载机动车道路面的铺设。优选地，当高性能透水混凝土设计强度大于等于C40时，宜在高性能透水混凝土底层摊铺前铺设经防锈处理的网格型结构钢架，钢架高度低于或等于底层高度，厚度大于等于3mm，钢架单个网格间距小于等于300mm。优选地，当高性能透水混凝土设计强度大于等于C35时，宜在透水混凝土底层摊铺后、面料摊铺前铺设HRP235钢筋网，钢筋直径大于等于8mm，编织间距小于等于300mm。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：1)本专利技术公开的高性能透水混凝土，利用减水剂与增稠剂的耦合作用，在提高净浆流动度的同时增加净浆的粘度，从而改善透水混凝土浆体与骨料的微观粘结界面，提高浆体在透水混凝土中的均匀性，保持透水混凝土的工作性能，最终改善透水混凝土力学性能与透水性能之间的矛盾。本专利技术进行了不同强度岩石与混凝土的匹配性设计，从而有效利用矿石资源，提高透水混凝土的强度，改善透水混凝土力学性能与透水性能的矛盾。本专利技术进行了重载条件下结构设计，通过使用PFC3D透水混凝土颗粒接触模型，对所建立模型进行三轴压缩试验，经离散元数值计算，当围压为5-20MPa时，高性能透水混凝土强度提高了2-3倍。2)本专利技术公开的高性能透水混凝土，其混凝土拌和物具有适宜的流动性、较高的粘聚性和保水性，三方面性能协调统一，即可满足施工操作要求，又能确保透水混凝土后期工程质量良好。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术高性能透水混凝土的离散元模型；图2是0MPa围压下高性能透水混凝土最终状态图，其中a为颗粒接触力，b为单轴压缩位移，c为单轴压缩破坏状态；图3是20MPa围压下高性能透水混凝土最终状态图，其中a为颗粒接触力，b为单轴压缩位移，c为单轴压缩破坏状态。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术公开了一种高性能透水混凝土，按照质量份数，包括以下组分：饱和面干粗骨料400-590份，胶凝材料100份，水27-31份，减水剂0.6-1.1份，增稠剂0.005-0.01份。本专利技术中以拌和水为载体，由减水剂和增稠剂耦合成为可以提高净浆流动性和净浆表观粘度的外加剂，该外加剂不仅能提高混凝土拌和物的均匀性，而且还可有效提高透水混凝土的粘聚性，从而提高其透水性能。本专利技术高性能透水混凝土，具有较高工作性能的透水混凝土，其混凝土拌和物具有适宜的流动性，较高的粘聚性和保水性，三方面性能协调统一，即可满足施工操作要求，又能确保透水混凝土后期工程质量良好。优选地，胶凝材料按照质量百分比，包括水泥85-95％、超细硅灰5-10％和粉煤灰0-5％，上述质量百分比之和为100％。水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。硅灰为常见的混凝土矿物掺合料，其粒径小于1μm，平均比表面积大于1.5×104m2/kg，可有效减少新拌混凝土浆体的离析，降低拌和物坍落度，提高浆体的粘聚性。粉煤灰，能够提高新拌混凝土的流动性和密实性，减少单位体积用水量、泌水、离析以及坍落度损失的问题，作为矿物掺合料应用于混凝土中。另外，粉煤灰的火山灰反应速度较慢，使混凝土的热量释放率降低，温度释放时间延长，温度升高峰值降低，有效降低微裂缝的产生。二次水化反应后，提高了混凝土的密实度，改善了硬化浆体-骨料界面，从而进一步提高混凝土的后期强度。优选地，粗骨料为石灰岩骨料、花岗岩骨料或玄武岩骨料，粗骨料的粒径为5-10mm。优选地，减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％，增稠剂为粉状或胶状速溶型聚丙烯酰胺。本专利技术利用聚羧酸减水剂与聚丙烯酰胺增稠剂的耦合作用，在提高净浆流动度的同时增加净浆的粘度，从而改善透水混凝土浆体与骨料的微观粘结界面，提高浆体在透水混凝土中的均匀性，保持透水混凝土的工作性能，以减少透水混凝土浆体沉底现象，最终改善透水混凝土力学性能与透水性能之间的矛盾。本专利技术在透水混凝土保证拌和均匀的同时，提高浆体与骨料的结合力，确保透水混凝土工作状态的定量评价。优选地，该高性能透水混凝土的净浆流动度为160-200mm、表观粘度大于等于7000mPa·s。本专利技术高性能透水混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1，按质量份数分别称取饱和面干粗骨料400-590份，胶凝材料100份，水27-31份，聚羧酸减水剂0.6-1.1份，粉状或胶状速溶型聚丙烯酰胺增稠剂0.005-0.01份，其中胶凝材料按照质量百分比，包括水泥85-95本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能透水混凝土，其特征在于，按照质量份数，包括以下组分：饱和面干粗骨料400-590份，胶凝材料100份，水27-31份，减水剂0.6-1.1份，增稠剂0.005-0.01份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能透水混凝土，其特征在于，按照质量份数，包括以下组分：饱和面干粗骨料400-590份，胶凝材料100份，水27-31份，减水剂0.6-1.1份，增稠剂0.005-0.01份。


2.根据权利要求1所述的高性能透水混凝土，其特征在于，所述胶凝材料按照质量百分比，包括水泥85-95％、超细硅灰5-10％和粉煤灰0-5％，上述质量百分比之和为100％。


3.根据权利要求2所述的高性能透水混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。


4.根据权利要求1所述的高性能透水混凝土，其特征在于，粗骨料为石灰岩骨料、花岗岩骨料或玄武岩骨料，所述粗骨料的粒径为5-10mm。


5.根据权利要求1所述的高性能透水混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％，所述增稠剂为粉状或胶状速溶型聚丙烯酰胺。


6.根据权利要求1所述的高性能透水混凝土，其特征在于，所述高性能透水混凝土的净浆流动度为160-200mm、表观粘度大于等于7000mPa·s。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，焦凯，王亚萍，孔海峡，贾楠，褚立波，赵文升，
申请(专利权)人：中国水利水电第三工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61