一种生态透水混凝土及其制备方法技术

本申请公开了一种生态透水混凝土，其包括如下重量份的原料：水泥：100～150份；再生粗骨料：230～300份；细骨料：60～80份；减水剂：1～2份；水：40～50份；多孔陶粒：40～70份；所述多孔陶粒由包括如下重量份的原料烧制得到：页岩矿渣：30～50份；铝矾土：5～10份；黏土：3～7份；水镁石：5～10份。本申请制得的生态透水混凝土能够实现透水性能和强度性能的有效平衡，提高混凝土的耐久性。凝土的耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种生态透水混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种生态透水混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]生态透水混凝土是适应城市化进程的新型混凝土，其具有优良的液体透过滤，能够有效的减少雨水、城市污水的积聚，降低城市内涝灾害产生的概率，同时，能够有效促进城市绿化植被的生长，提升城市形象。
[0003]再生骨料因具有良好的孔隙率，因而能够有效的应用于生态混凝土体系，以提高其透水率。然而生态混凝土本身的高孔隙率再叠加再生骨料的低强度特性，导致生态混凝土强度问题突出，不利于提高其耐久性。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种生态透水混凝土及其制备方法，能够在保障混凝土透水率的前提下，有效保障其强度性能。
[0005]第一方面，本申请提供一种生态透水混凝土，其包括如下重量份的原料：水泥：100～150份；再生粗骨料：230～300份；细骨料：60～80份；减水剂：1～2份；水：40～50份；多孔陶粒：40～70份；所述多孔陶粒由包括如下重量份的原料烧制得到：页岩矿渣：30～50份；铝矾土：5～10份；黏土：3～7份；水镁石：5～10份。
[0006]本申请上述方案中，减少了细骨料用量且采用了大量再生粗骨料，有效的提高了混凝土结构的孔隙率，促进了透水率的提升。同时，为解决混凝土强度性能的下降，本申请采用了多孔陶粒进行强度补偿。
[0007]具体的，该多孔陶粒由页岩矿渣、铝矾土为主要原料，以粘土为粘合剂，以水镁石为致孔剂，经过造粒和高温煅烧烧制得到。该多孔陶粒由于原料中含有的大量氧化铝、氧化钙、氧化硅、氧化镁等物质，烧制后形成具有优异强度的陶粒，同时致孔剂的存在使得其具有较高的孔隙率，保障其透水率。
[0008]可选的，所述多孔陶粒按照如下方法制备得到：预混：取70～85wt％的页岩矿渣与铝矾土、水镁石、粘土混合均匀，得到预混合料，备用；造粒：将预混料加入滚筒造粒机，加入预混料重量5～10％的水进行造粒，得到粒径为
2～10mm的坯料，烘干至含水率＜5％；包覆：取剩余的页岩矿渣与坯料混合后加入滚筒造粒机，加入剩余页岩矿渣重量5～10％的水继续造粒并形成包覆层，制得陶粒；烧结：将陶粒置于500～1250℃下煅烧,烧结后冷却降温，得到多孔陶粒。
[0009]上述技术方案中，通过造粒和包覆工艺，得到具有核壳结构的陶粒，陶粒在高温煅烧过程中熔融成玻璃状晶体，冷却后赋予陶粒优越的强度性能。另外，陶粒的坯料在煅烧过程中，其含有的水镁石在高温下分解产生氧化镁，并释放出结晶水，氧化镁具有助熔作用，而结晶水形成水蒸气并在陶粒内部积聚，气压逐渐增加，进而在陶粒上形成贯通或非贯通的气孔结构，促进其透水率的提高。由此，该多孔陶粒既起到提高透水率的作用，又起到补强效果。
[0010]可选的，所述烧结步骤中，所述烧结步骤中，将陶粒先置于500～800℃下煅烧15～30min，然后升温至1000～1250℃煅烧15～30min,冷却降温，得到多孔陶粒。
[0011]烧结工序中，由于陶粒内外受热不同，其温升速率差距较大。因此，初始煅烧温度较高，将使得陶粒包覆层快速熔融成晶体，而坯料中的水镁石尚未达到分解温度，不利于水分的脱除和水蒸气的产生，因此不利于形成贯穿包覆层的气孔，影响其透水率。
[0012]上述方案中，通过将陶粒先置于较低煅烧温度下，使得包覆层和坯料温度进行预热，降低内外温差。然后在较高煅烧温度下，有效平衡陶粒内部气体积聚的速度与包覆层熔融速度，促进贯穿型气孔的形成，实现混凝土透水率的提高。
[0013]可选的，所述多孔陶粒的原料还包括1～5重量份的木粉。
[0014]木粉在烧结过程中极易被烧除，从而在陶粒中产生孔隙结构，有利于提高最终多孔陶粒的孔隙率，进而提高混凝土的透水率。
[0015]可选的，所述生态透水混凝土的原料还包括3～6份的硅烷偶联剂。
[0016]上述技术方案中，硅烷偶联剂有利于增加多孔陶粒与混凝土骨架结构的连接强度，减少因水溶液渗透或冲刷导致的脱落现象，有利于保障混凝土的强度和耐用性。
[0017]可选的，所述生态混凝土的原料还包括1～3份的聚丙烯纤维。
[0018]聚丙烯纤维加入混凝土体系后，能够分散于混凝土骨架中，并利用其优异的韧性和强度性能起到增强增韧作用。同时，降低混凝土因外界因素造成的孔隙或强度下降的概率，提高其耐用性，延长其使用寿命。
[0019]可选的，所述聚丙烯纤维由如下原料经熔融纺丝工艺制得：木质素：5～10份；马来酸酐接枝聚丁二烯：5～10份；聚丙烯：75～90份。
[0020]聚丙烯纤维对光照耐受性差，其聚丙烯链在光热条件下极易发生断裂，导致聚丙烯纤维强度等性能下降，尤其本申请混凝土孔隙率高，光热阻隔能力相对较差，不利于保护聚丙烯纤维，保障透水混凝土的强度性能。
[0021]为解决上述问题，本申请首先采用木质素对聚丙烯进行共混改性，利用木质素分子中含有的大量酚羟基等抗氧化基团，有效捕捉聚丙烯中产生的自由基，抑制自由基产生的链增长、链断裂现象，保障聚丙烯的强度性能，从而保障混凝土的耐久性。
[0022]需要说明的是，木质素的共混会导致聚丙烯自身断裂强度、拉伸轻度等强度性能
的下降，不利于提高混凝土的强度。本申请加入的来酸酐接枝聚丁二烯，其分子链上随机分布有活性酸酐基团，使得其与木质素和聚丙烯分子均有较好的相容性，能够起到增强增韧作用，有效补偿因木质素掺入导致的强度的下降。另外，马来酸酐接枝聚丁二烯的酸酐基团使得其与混凝土水化产物中的硅羟基具有一定的反应活性，有利于提高聚丙烯纤维与混凝土的连接强度。
[0023]本申请的马来酸酐接枝聚丁二烯可采用马来酸酐化聚丁二烯、马来酸酐改性聚丁二烯颗粒或马来酸酐改性液体聚丁二烯。
[0024]可选的，所述木质素按照如下方法改性得到：将木质素加入异丙醇水溶液中，调节溶液pH值至3～5，于搅拌条件下加入联苯二甲酸，反应2～3h，经沉淀、洗涤、干燥得到改性木质素。
[0025]上述技术方案中，对木质素进行疏水改性，有助于降低木质素的极性，提高其与聚丙烯的相容性，促进木质素在聚丙烯中的分散，最终共混得到强度性能更为突出的聚丙烯纤维。
[0026]具体的，上述改性中，联苯二甲酸中的羧酸基团在酸性条件与木质素上的酚羟基发生酯化反应，从而使得联苯二甲酸接枝于木质素上，有效降低其极性。
[0027]可选的，所述木质素与联苯二甲酸的质量比为(3～5):1。
[0028]上述技术方案中，适量联苯二甲酸可在保障木质素抗氧化能力的前提下，有效提高其与聚丙烯的相容性，从而得到强度性能更为突出的聚丙烯纤维及混凝土。
[0029]第二方面，本申请提供一种生态透水混凝土的制备方法，其包括如下步骤：共混：将多孔陶粒与硅烷偶联剂共混，搅拌均匀，制得共混料；拌合：将水泥、粗骨料、细骨料、共混料以及其他原料加入水中，拌合均匀，得到生态透水混凝土。
[0030]上述制备得到的混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生态透水混凝土，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥：100～150份；再生粗骨料：230～300份；细骨料：60～80份；减水剂：1～2份；水：40～50份；多孔陶粒：40～70份；所述多孔陶粒由包括如下重量份的原料烧制得到：页岩矿渣：30～50份；铝矾土：5～10份；黏土：3～7份；水镁石：5～10份。2.根据权利要求1所述的一种生态透水混凝土，其特征在于，所述多孔陶粒按照如下方法制备得到：预混：取70～85wt％的页岩矿渣与铝矾土、水镁石、粘土混合均匀，得到预混合料，备用；造粒：将预混料加入滚筒造粒机，加入预混料重量5～10％的水进行造粒，得到粒径为2～10mm的坯料，烘干至含水率＜5％；包覆：取剩余的页岩矿渣与坯料混合后加入滚筒造粒机，加入剩余页岩矿渣重量5～10％的水继续造粒并形成包覆层，制得陶粒；烧结：将陶粒置于500～1250℃下煅烧,烧结后冷却降温，得到多孔陶粒。3.根据权利要求2所述的一种生态透水混凝土，其特征在于，所述烧结步骤中，将陶粒先置于500～800℃下煅烧15～30min，然后升温至1000～1250℃煅烧15～30min,冷却降温，得到多孔陶粒。4.根据权利要求1所述的一种生态透...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，
申请(专利权)人：张飞，
类型：发明
国别省市：