一种彩色透水性混凝土及其制备方法技术

本申请涉及一种彩色透水性混凝土及其制备方法，属于混凝土生产技术领域，其包括下重量份的组分：水泥260‑350份、水80‑90份、粗骨料1200‑1300份、混杂纤维5‑7份、晶须填料3‑6份、硅丙乳液2‑4份、颜料25‑35份、减水剂3‑5份；其中，混杂纤维包括钢纤维和纳米碳酸钙改性的植物纤维；制备方法包括，S1:将混杂纤维与水混合搅拌均匀；S2:将余料依次加入步骤S1中得到的混合物中搅拌均匀得到彩色透水性混凝土。本申请具有提高彩色透水混凝土的抗压强度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种彩色透水性混凝土及其制备方法
本申请涉及混凝土生产的领域，尤其是涉及一种彩色透水性混凝土及其制备方法。
技术介绍
彩色透水混凝土又称多孔混凝土，也可称排水混凝土，是用粗骨料表面包裹着一层薄浆料相互粘结成蜂窝状，能让雨水流入地下，有效补充地下水，保持土壤湿度，维护地下水及土壤的生态平衡；并能有效地消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；另外，彩色透水混凝土色彩缤纷，景观融合，使城市环境建设更加和谐，是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市“热岛效应”的优良的透水地坪材料，在城市雨水管理、水污染防治和建立“海绵城市”等工作上，具有极其深远的意义，有利于人类生存环境的良性发展。现有的透水混凝土一般由胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂、水和颜料按照一定比例搅拌而成。目前，为了增加透水率，往往会减少细骨料的添加量，或者直接不添加细骨料。由于细骨料的含量减少，粗骨料的粒径较大，比表面积小，使得骨料颗粒之间的接触点少，粘接强度较低，导致混凝土的抗压强度较低。
技术实现思路
为了增加彩色透水混凝土原料之间的粘接强度，从而提高混凝土的抗压强度，本申请提供一种彩色透水性混凝土及其制备方法。第一方面，本申请提供的一种彩色透水性混凝土采用如下的技术方案：一种彩色透水性混凝土，包括以下重量份的组分：水泥260-350份、水80-90份、粗骨料1200-1300份、混杂纤维5-7份、晶须填料3-6份、硅丙乳液2-4份、颜料25-35份、减水剂3-5份；其中，混杂纤维包括钢纤维和纳米碳酸钙改性的植物纤维。通过采用上述技术方案，本申请中的各原料之间相互配合，协同作用，在保证彩色透水混凝土较佳的透水率的同时，提高了彩色透水混凝土的抗压强度和抗裂性能，增加了彩色透水混凝土的耐久性。钢纤维在彩色透水混凝土中不会结球，分布均匀，并呈三维乱向分布，当彩色透水混凝土出现裂缝时，能够通过钢纤维传递负荷，降低应力集中，降低裂缝的扩展。纳米碳酸钙改性的植物纤维的加入与钢纤维配合，刚性的钢纤维与柔性的植物纤维共同作用实现刚柔并济的效果，从而能够大大增强彩色透水混凝土的抗压强度、抗折强度。另外，通过纳米碳酸钙对植物纤维改性，一方面纳米碳酸钙可以促进水泥水化反应，产生新的水化产物从而改善彩色透水混凝土的孔结构，提高抗压和抗折强度；另一方面，纳米碳酸钙负载植物纤维，能够使得植物纤维的孔结构的孔道更稳固，同时纳米碳酸钙分散性较差，在彩色透水混凝土中容易团聚，通过将纳米负载在植物纤维上，能够增加纳米碳酸钙的分散性，从而充分发挥纳米碳酸钙的作用。晶须填料具有较高的强度，加入到彩色透水混凝土中有助于增加彩色透水混凝土的强度，并在彩色透水混凝土受力时，能够分散大部分的受力，避免了应力的集中，同时与混杂纤维协同配合，有效减缓了裂缝的扩展，提高彩色透水混凝土的抗压强度和抗折强度。另外，在彩色透水混凝土水化过程中晶须填料可增强骨架间的孔隙壁，使水化产物与集料形成一个坚固、稳定的骨架空隙结构，增加彩色透水混凝土骨架的稳定性，使得彩色透水混凝土在保持较佳的透水率的同时具有较好的抗压强度。硅丙乳液的加入能够提高纳米碳酸钙改性的植物纤维和钢纤维的之间的粘接力，使得纳米碳酸钙改性的植物纤维和钢纤维能够更好的配合，当彩色透水混凝土破坏时，使得纳米碳酸钙改性的植物纤维对钢纤维产生拉扯效果，增加彩色透水混凝土内部的整体强度，使得彩色透水混凝土中的各成分连接更加紧密，同时，能够降低钢纤维从彩色透水混凝土中拉出的情况。优选的，所述植物纤维的改性方法包括：将植物纤维和纳米碳酸钙以重量比为(8-12):1的比例混合，搅拌20-30min。通过采用上述技术方案，通过机械混合后，纳米碳酸钙能够吸附至植物纤维的孔道中，一方面使植物纤维的多孔结构更加稳固，另一方面有助于提高纳米碳酸钙在彩色透水混凝土中的分散性，从而能够更好地发挥其作用，提高彩色透水混凝土的强度。优选的，所述植物纤维采用多孔植物纤维，制备方法包括以下步骤：(1)将乙酸酐和二甲苯以体积比为1：(4-4.5)的比例混合得到改性液；(2)将5-10份植物纤维在180-190℃下搅拌10-15min，得到膨胀植物纤维；(3)将步骤(2)中的膨胀植物纤维在900-1000℃下煅烧后，浸入30-40mL步骤(1)中得到的改性液中，在110-120℃下浸泡0.5-1.5h后，过滤、干燥得到多孔植物纤维。通过采用上述技术方案，首先通过高温使植物纤维充分膨胀后进行高温煅烧，从而稳固植物纤维的大孔孔道结构，然后利用乙酸酐和二甲苯对植物纤维进行改性，在大孔孔道内形成丰富的微孔孔道，与大孔孔道形成网络孔道结构，能够稳固孔道结构并提升植物纤维的孔隙率，从而使得多孔植物纤维在增加彩色透水混凝土抗压和抗折强度的同时，还能够增加彩色透水混凝土的透水率。优选的，搅拌速度为1100-1200r/min。通过采用上述技术方案，在1100-1200r/min的速度下高速搅拌能够降低纳米碳酸钙团聚的现象，使得纳米碳酸钙能够充分吸附在植物纤维的孔道中。优选的，所述钢纤维采用改性钢纤维，改性方法包括以下步骤：1)将5-8份硅烷偶联剂、8-12份乙醇、80-90份水混合后，调节pH为4.3-4.7后得到处理液；2)将3-4份钢纤维加入步骤1)中处理液中浸泡8-10h后过滤干燥，得到改性钢纤维。通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂包覆在钢纤维表面，有助于增加钢纤维与骨料的连接强度，同时，改性后的钢纤维表面的硅烷偶联剂能够与纳米碳酸钙改性植物纤维进行反应，使得纳米碳酸钙改性的植物纤维与改性钢纤维通过化学键结合，增加改性钢纤维与纳米碳酸钙改性的植物纤维之间的连接强度，更加稳定地形成刚柔相济的网状结构，从而更好地发挥改性钢纤维与纳米碳酸钙改性的植物纤维的协同作用，以增强彩色透水混凝土的抗压强度和抗折强度。优选的，所述钢纤维与纳米碳酸钙改性的植物纤维的重量比为0.5-0.7。通过采用上述技术方案，植物纤维的柔软性较好，加入量较多时容易出现团聚现象，影响植物纤维的分散性，且植物纤维的容易断裂，加入量过多反而会影响彩色透水混凝土的抗压强度和抗折强度，经试验发现，钢纤维和纳米碳酸钙改性的植物纤维的重量比为0.5-0.7时，制得的彩色透水混凝土的抗压强度和抗折强度较佳。优选的，所述原料中还包括3-6份硅藻土。通过采用上述技术方案，硅藻土为多孔结构，与纳米碳酸钙改性的植物纤维配合，有助于进一步提高彩色透水混凝土的透水性；另外，硅藻土能够提高原料的分散性，使得各原料能够充分分散，从而提高彩色透水混凝土的强度。此外，硅藻土表面的硅羟基能够与水泥产生水化反应，提高彩色透水混凝土的早期强度。优选的，所述晶须填料包括硫酸钙晶须、硅酸钙晶须、氧化铝晶须中的一种或多种。优选的，所述硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷中的一种或两种。通过采用上述技术方案，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色透水性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥260-350份、水80-90份、粗骨料1200-1300份、混杂纤维5-7份、晶须填料3-6份、硅丙乳液2-4份、颜料25-35份、减水剂3-5份；其中，混杂纤维包括钢纤维和纳米碳酸钙改性的植物纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种彩色透水性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥260-350份、水80-90份、粗骨料1200-1300份、混杂纤维5-7份、晶须填料3-6份、硅丙乳液2-4份、颜料25-35份、减水剂3-5份；其中，混杂纤维包括钢纤维和纳米碳酸钙改性的植物纤维。


2.根据权利要求1所述的一种彩色透水性混凝土，其特征在于，所述植物纤维的改性方法包括：将植物纤维和纳米碳酸钙以重量比为(8-12):1的比例混合，搅拌20-30min。


3.根据权利要求2所述的一种彩色透水性混凝土，其特征在于，所述植物纤维采用多孔植物纤维，制备方法包括以下步骤：
（1）将乙酸酐和二甲苯以体积比为1：(4-4.5)的比例混合得到改性液；
（2）将5-10份植物纤维在180-190℃下搅拌10-15min，得到膨胀植物纤维；
（3）将步骤（2）中的膨胀植物纤维在900-1000℃下煅烧后，浸入30-40mL步骤（1）中得到的改性液中，在110-120℃下浸泡0.5-1.5h后，过滤、干燥得到多孔植物纤维。


4.根据权利要求2所述的一种彩色透水性混凝土，其特征在于，搅拌速度为1100-1200r/min。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全贵，万维福，田玲香，
申请(专利权)人：北京金隅混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11