一种全固废高强透水地聚合物混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及固废资源化利用以及地聚物混凝土制备技术领域，特别是指一种全固废高强透水地聚合物混凝土及其制备方法；质量份数计，原料包括再生粗骨料60～70份，胶凝材料30～40份，松香树脂型发泡剂，纳米碳化硅和碱激活剂；质量分数计，所述胶凝材料包括粉煤灰20～30％，矿渣60～70％，硅灰5～10％。本发明专利技术全固废高强透水地聚合物混凝土在实现高透水率的同时能够保持较高的强度，同时使用工业废弃物和/或建筑废弃物作为粗骨料，并用矿渣和粉煤灰作为胶凝材料来降低二氧化碳排放，在材料层面为海绵城市建设和建筑行业绿色可持续发展提供支持。提供支持。提供支持。

【技术实现步骤摘要】
一种全固废高强透水地聚合物混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固废资源化利用以及地聚物混凝土制备
，特别是指一种全固废高强透水地聚合物混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球季候变化加剧，推进海绵城市建设成为构建水弹性城市的创新表现。同时，由于传统硅酸盐水泥工业带来的大量温室气体排放以及自然资源消耗，使用矿渣、粉煤灰等替代物作为胶凝材料为行业可持续绿色发展提供了可能。另外，随着废弃建筑物的拆除，大量建筑固体废物急需处理。因此，研发一种全固废高强透水地聚合物混凝土可以更好的服务海绵城市建设，实现混凝土产业绿色可持续发展规划，以及满足建筑废弃物处理需求。
[0003]文献1(李仰根,伍根伙,肖益春,等；一种高强透水混凝土及其制备方法；公开号：CN113185238A)公开了一种高强透水混凝土的制备方法。虽然木质素磺酸盐减水剂能够提高混凝土抗压强度，但是仍有部分实施案例中混凝土强度不能到达预期标准，且孔隙率未能达到20％以起到预期的透水效果。
[0004]文献2(谢玲丽；一种高强透水混凝土及其制备方法；公开号：CN113354361A)公开了一种高强透水混凝土及其制备方法。其中氧化铝、纳米二氧化钛和碳化硼等增强剂的掺入可以有效提升混凝土的强度和透水系数。然而，氧化铝的处理较为繁琐，需要升温至700和750℃之间，实际应用较为困难。
[0005]文献3(顾连林，袁冬生，张耀；一种透水混凝土及其制备方法；公开号：CN111393101A)公开了一种透水混凝土及其制备方法。其中纤维可以包裹在骨料表面并有效提升混凝土的强度。而且发泡剂的引入在提高透水性的同时也改善了施工和易性，更加方便实际应用。然而，其透水系数未能达到4.0mm/s。
[0006]基于上述内容，亟需提供一种透水系数高、孔隙率高、制备方法简便、原料来源广泛的混凝土。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种全固废高强透水地聚合物混凝土及其制备方法。所述全固废高强透水地聚合物混凝土在实现高透水率的同时能够保持较高的强度，同时使用工业废弃物和/或建筑废弃物作为粗骨料，并用矿渣和粉煤灰作为胶凝材料来降低二氧化碳排放，在材料层面为海绵城市建设和建筑行业绿色可持续发展提供支持。
[0008]本专利技术的技术方案之一，一种全固废高强透水地聚合物混凝土，质量份数计，原料包括再生粗骨料60～70份，胶凝材料30～40份，松香树脂型发泡剂，纳米碳化硅和碱激活剂；
[0009]质量分数计，所述胶凝材料包括粉煤灰20～30％，矿渣60～70％，硅灰5～10％。
[0010]本专利技术方案中，粉煤灰过量则活性低，过少则流动性差；矿渣过量则闪凝，过低则
早期强度差；硅灰过量则经济性差，过低则体系密实度不够。
[0011]进一步地，所述松香树脂型发泡剂的加入量为再生粗骨料和胶凝材料总质量的0.5～5％。
[0012]松香树脂型发泡剂能与地聚合物体系相容。
[0013]进一步地，纳米碳化硅的加入量为再生粗骨料和胶凝材料总质量的1～3％。
[0014]纳米碳化硅具有化学稳定性高，热胀系数低，导热系数高，耐磨耐高温耐腐蚀，可均匀附着于粗骨料的表面，使得成品表面致密疏水，不易磨损。从而实现雨水可储存或经骨料间的缝隙快速排出而不被吸收，具有极强的可持续性。但是，添加量过多，易于结团，过少则无法形成纤维网络，因此，本专利技术限定纳米碳化硅的加入量为再生粗骨料和胶凝材料总质量的1～3％。
[0015]进一步地，再生粗骨料、胶凝材料总质量和碱激活剂的比例为1kg：300～500mL。
[0016]进一步地，所述再生粗骨料为工业废弃物和/或建筑废弃物，粒径为5～20mm；
[0017]进一步地，所述纳米碳化硅莫氏硬度为9.5，显微硬度2840～3320kg/mm2。
[0018]进一步地，所述碱激活剂为8mol/L的氢氧化钠水溶液和硅酸钠水溶液按照3:7质量比复配而成，其中，所述硅酸钠水溶液为Na2O
·
nSiO2，n选自1.5～3.5。
[0019]进一步地，所述粉煤灰中Al2O3和SiO2占比50wt％以上，比表面积为600～800m2/kg,45μm方孔筛筛余1％以下。
[0020]进一步地，所述矿渣含水率小于1％，比表面积380～410m2/kg。
[0021]进一步地，所述硅灰粒径0.1～0.3μm，比表面积15000～30000m2/kg。
[0022]本专利技术的技术方案之二，上述全固废高强透水地聚合物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将粉煤灰、矿渣、硅灰、松香树脂型发泡剂、纳米碳化硅低速搅拌混匀后加入再生粗骨料，搅拌混匀后得到固体混合物；
[0024](2)向固体混合物中加入碱激活剂搅拌混匀后得到全固废地聚物混凝土浆；
[0025](3)全固废地聚物混凝土浆转入模具中养护后脱模得到所述全固废高强透水地聚合物混凝土。
[0026]进一步地，所述步骤(1)中低速搅拌具体为300
‑
500r/min；
[0027]进一步地，所述步骤(3)中养护条件为常温养护24h。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术通过使用一定配比的粉煤灰、硅灰以及矿渣混合物作为胶凝材料，与再生粗骨料形成透水地聚合物混凝土。地聚合物胶凝材料作为一种无机胶凝材料，与再生粗骨料具有良好的粘结性能，从而兼顾了透水性和强度。搭配松香树脂型发泡剂可以提高地聚合物混凝土的孔隙率，起到保证混凝土强度的前提下提高材料孔隙率从而保证混凝土的透水效果。
[0030]本专利技术可以充分利用工业废弃物和建筑废弃物，实现废弃物再利用。原材料采集方便，相较传统硅酸盐混凝土具有绿色环保的优势。
[0031]本专利技术可以发挥地聚物混凝土粘结性强的优势，实现再生粗骨料之间的粘结，相较传统透水混凝土具有高强的优点。而且地聚物作为一种有机高分子，其长分子结构及大分子中的链节或链段的自旋转性，使其具有一定的弹性和塑性。
[0032]本专利技术采用地聚物混凝土，由于地聚物胶凝材料中存在着大量的介孔，孔中水溶液冰点大大降低，大大降低了因为水结冰而产生冻融病害的可能性，提升了透水混凝土在严寒地区的适用性。
[0033]采用上述技术方案制得的透水混凝土的透水性高于普通透水混凝土，且此制备过程不涉及加热等条件，操作简单，适合大规模生产使用。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例1中高强透水地聚合物混凝土的制备方法流程示意图。
具体实施方式
[0035]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0036]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固废高强透水地聚合物混凝土，其特征在于，质量份数计，原料包括再生粗骨料60～70份，胶凝材料30～40份，松香树脂型发泡剂，纳米碳化硅和碱激活剂；质量分数计，所述胶凝材料包括粉煤灰20～30％，矿渣60～70％，硅灰5～10％。2.根据权利要求1所述的全固废高强透水地聚合物混凝土，其特征在于，所述松香树脂型发泡剂的加入量为再生粗骨料和胶凝材料总质量的0.5～5％；纳米碳化硅的加入量为再生粗骨料和胶凝材料总质量的1～3％；再生粗骨料、胶凝材料总质量和碱激活剂的比例为1kg：300～500mL。3.根据权利要求1所述的全固废高强透水地聚合物混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料为工业废弃物和/或建筑废弃物，粒径为5～20mm；所述纳米碳化硅莫氏硬度为9.5，显微硬度2840～3320kg/mm2；所述碱激活剂为8mol/L的氢氧化钠水溶液和硅酸钠水溶液按照3:7质量比复配而成。4.根据权利要求1所述的全固废高强透水地聚合物混凝土，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡景明，张聪，李吴刚，张勇，张建，鲁晓源，
申请(专利权)人：纳思同无锡科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：