一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土制造技术

本发明专利技术提供了一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，利用稻壳灰部分替代水泥，再通过加入高性能增强材料碳酸钙晶须，提高其力学性能；由于稻壳灰和碳酸钙晶须成本低，无污染，不仅可以解决因使用水泥造成的环境污染问题，还能保证高孔隙率、低成本的前提下提高透水混凝土力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土。
技术介绍
近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市化进程不断加快，快速城市化，导致的自然水循环演变和城市水问题恶化引发了严重的城市病。我国也提出了建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，建设透水性道路，减少道路硬化面积，均为解决城市洪涝等水问题有效和必要措施。透水混凝土作为典型的透水路面材料，具有优异的透水性和透气性，广泛应用在广场、街道、道路两侧人行道、公园、停车场等城市路面建设中。透水混凝土与普通混凝土不同，透水混凝土既要具备一定的孔隙率，又要保证其作为路面结构组成部分的力学强度；透水混凝土产品是典型的骨架-空隙结构，主要由粗集料、浆体和空隙三部分组成，几乎不含有细集料，其强度主要通过由集料的嵌挤作用和包裹在集料表面的水泥胶浆的粘结作用形成。作为透水路面铺装材料，透水混凝土既要具备一定的孔隙率满足排水要求，又要保证足够的力学强度抵抗路面荷载。然而粗骨料之间大多为点式连接，导致其抗压、抗拉和抗弯强度偏低，目前混凝土产品的孔隙率与强度之间是此消彼长的关系，限制了使用发展。因此如何在保证一定孔隙率的前提下尽可能的提高透水混凝土的力学性能尤其是抗弯拉强度一直是透水混凝土产品开发的难题。现有技术中已有通过纤维等对透水混凝土进行改性，从而增强透水混凝土强度，但加入纤维后透水混凝土孔隙率降低，且纤维在透水混凝土中存在团聚现象，施工工艺复杂。研究表明，全球7％左右的CO2由使用水泥释放造成。虽然透水混凝土产品具有透水性等优良特性，但是其中的水泥成分也尚未找到更好的环境友好型替代物。虽然目前市场上已有采用硅灰、粉煤灰部分替代水泥制备的透水混凝土产品，但是这些产品仅是出于节省成本的角度考虑；粉煤灰、硅灰改性透水混凝土关键力学性能试验研究(莫胜民.广东工业大学，2018)中通过试验研究了不同掺量的粉煤灰、硅灰对透水混凝土轴压力学性能、拉弯力学性能及透水性能的影响，得出单掺粉煤灰时，透水混凝土的抗压强度随其增加而降低；单掺硅灰可提高透水混凝土的抗压强度却不能提高其抗折强度。虽然使用硅灰相比较粉煤灰能够一定程度上改善其力学性能，但是其效果并不明显，且我国硅灰资源并不充足，高二氧化硅含量的硅灰产量较低，市场上大多以中、低二氧化硅含量的硅灰为主。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种生态透水混凝土，通过成分的合理配比，添加高效减水剂、降失水剂和碳酸钙晶须优化了透水混凝土的力学性能，采用稻壳灰部分替代水泥成分，形成经济环保的透水混凝土路面铺设材料，解决现有技术中透水混凝土强度低，CO2排放量高的问题。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，以重量份数计由以下原料制成：水泥10％～20％，集料70％～85％，稻壳灰0.5％～4％，水3％～10％，高效减水剂0.05％～0.2％，降失水剂0.5％～4％，碳酸钙晶须：0.5％～4％；原料的重量份数之和为100％；所述碳酸钙晶须为采用偶联剂溶液处理后的碳酸钙晶须；所述集料为粗集料，是粒径大于4.75mm的碎石砾石或破碎砾石。优选地，为了保障二氧化硅的高含量，对稻壳灰进行二次煅烧后打磨。进一步优选地，所述稻壳灰的处理过程具体操作为：在马沸炉中对稻壳灰进行二次煅烧，在500℃下保持1.5h，对稻壳灰进行充分燃烧，然后通过行星式球磨机进行打磨，处理完成后稻壳灰中SiO2含量≥93％，比表面积≥6600cm2/g。优选地，所述的降失水剂为离子型聚合物类降失水剂；进一步优选地，所述离子型聚合物类降失水剂为AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)，透水混凝土中水泥胶浆在集料表面包裹厚度一般在1mm以下，因此对水泥胶浆的和易性要求较高，加入降失水剂和高效减水剂可以增强水泥胶浆的和易性，通过对比分析，离子型聚合物降失水剂AMPS使用效果最优。进一步优选地，所述AMPS与碳酸钙晶须按1：1质量比添加。优选地，所述偶联剂为KH550。进一步优选地，所述偶联剂溶液处理后的碳酸钙晶须制备方法如下：首先采用90％的乙醇与偶联剂KH550混合，制成0.3％的偶联剂溶液，然后加入碳酸钙晶须，将其加热到80℃并持续磁力搅拌3h；通过过滤，对碳酸钙晶须进行收集，在干燥箱中进行鼓风干燥，制备的碳酸钙晶须长度为80～100μm，长径比为25～30，碳酸钙晶须与稻壳灰按1：1质量比添加。进一步的，所述碎石砾石或破碎砾石是玄武岩、花岗岩、石英岩、石灰岩及闪长岩中的一种。进一步优选地，所述集料以100份重量单位计，其中10～30mm集料20份，5～10mm集料80份。专利技术原理：碳酸钙晶须呈针片状，在降失水剂和减水剂的综合作用下，稻壳灰和水泥颗粒在水中保持分散状态，碳酸钙晶须中游离的CO3-离子的存在，使稻壳灰和水泥颗粒吸附在碳酸钙晶须表面，使胶浆与集料之间的粘结性更强，从而增强透水混凝土的力学性能。本专利技术与现有的透水混凝土相比，有益的技术效果是：1.本专利技术的稻壳灰部分替代水泥，并通过高效减水剂和降失水剂增加混凝土和易性，稻壳灰中SiO2含量较高，可以有效提高混凝土的抗压强度。2.本专利技术的透水混凝土加入偶联剂溶液处理后的碳酸钙晶须和降失水剂AMPS，通过填充、桥联等作用提高透水混凝土的抗压和抗弯拉强度。3.本专利技术所用的水泥替代物稻壳灰和性能增强添加剂碳酸钙晶须，不仅资源丰富而且获取成本较低，既可以实现资源再利用，又可以降低建设成本，具有较大的经济社会效益。附图说明图1为实施例4中透水混凝土渗水效果图；图2为实施例4中透水混凝土抗压强度试验过程图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明；在以下的实施例中，采用了普通透水混凝土与本实施例的碳酸钙晶须生态透水混凝土进行对比实验，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。以下对比例和实施例中采用的水泥为P.O.42.5普通硅酸盐水泥，其化学成分如表1所示；表1水泥化学成分(％)以下对比例和实施例中采用的集料为石灰岩，其中所述集料以100份重量单位计，集料组成如表2所示；表2集料组成筛孔尺寸(mm)4.759.51626.5分级筛余百分率(％)080200以下对比例和实施例中采用的减水剂为减水率为27％的聚羧酸高效减水剂，固含量为30％；采用的碳酸钙晶须经偶联剂溶液处理后，碳酸钙晶须长度为90μm，长径比为25；采用的稻壳灰在马沸炉中进行二次煅烧，处理完成后稻壳灰中SiO2含量为94％，比表面积为665本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，以重量份数计由以下原料制成：水泥10％～20％，集料70％～85％，稻壳灰0.5％～4％，水3％～10％，高效减水剂0.05％～0.2％，降失水剂0.5％～4％，碳酸钙晶须：0.5％～4％；原料的重量份数之和为100％；所述碳酸钙晶须为采用偶联剂溶液处理后的碳酸钙晶须；所述集料为粗集料，是粒径大于4.75mm的碎石砾石或破碎砾石。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，以重量份数计由以下原料制成：水泥10％～20％，集料70％～85％，稻壳灰0.5％～4％，水3％～10％，高效减水剂0.05％～0.2％，降失水剂0.5％～4％，碳酸钙晶须：0.5％～4％；原料的重量份数之和为100％；所述碳酸钙晶须为采用偶联剂溶液处理后的碳酸钙晶须；所述集料为粗集料，是粒径大于4.75mm的碎石砾石或破碎砾石。


2.如权利要求1所述的一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，其特征在于，所述稻壳灰为经过二次煅烧打磨后的稻壳灰。


3.如权利要求2所述的一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，其特征在于，所述稻壳灰的处理过程具体操作为：在马沸炉中对稻壳灰进行二次煅烧，在500℃下保持1.5h，对稻壳灰进行充分燃烧，然后通过行星式球磨机进行打磨，处理完成后稻壳灰中SiO2含量≥93％，比表面积≥6600cm2/g。


4.如权利要求1所述的一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，其特征在于，所述的降失水剂为离子型聚合物类降失水剂。


5.如权利要求4所述的一种用于道路面层的碳酸钙晶须生态透水混凝土，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娟兰，詹其伟，潘志宏，徐亦冬，任成之，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32