一种粉煤灰透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粉煤灰透水混凝土及其制备方法，涉及混凝土技术领域。本发明专利技术制备的粉煤灰透水混凝土，是将复合纤维、粗骨料、水泥、聚羧酸减水剂、粉煤灰和水混合制得；复合纤维包括改性聚丙烯纤维和改性碳纤维；改性聚丙烯纤维是经过N

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰透水混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体为一种粉煤灰透水混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]现代城市的地表被钢筋混凝土建筑和沥青混凝路面所覆盖，引发城市地下水枯竭、暴雨路面积水。20世纪80年代，发达国家和地区，针对这一缺陷，开始研发透水混凝土路面。透水混凝土是由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。透水混凝土中一般不含细骨料。粉煤灰透水混凝土能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题。并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害。
[0003]粉煤灰透水性混凝土虽然具有良好的透水性，但力学性能与普通的透水混凝土相比有所下降，由于缺少细骨料，粗骨料外表仅包覆薄层水泥浆，因此本专利技术在制备透水混凝土中加入了复合纤维，不仅保证了透水混凝土的强度，还增强了抗冻性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种粉煤灰透水混凝土及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种粉煤灰透水混凝土，所述粉煤灰透水混凝土包括复合纤维、粗骨料、水泥、聚羧酸减水剂、粉煤灰和水；所述复合纤维包括改性聚丙烯纤维和改性碳纤维。
[0006]优选的，所述改性聚丙烯纤维是经过N
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乙烯基吡咯烷酮改性的聚丙烯纤维，再通过微生物矿化进行碳酸钙沉积制得。
[0007]优选的，所述微生物矿化时，使用脲酶菌。
[0008]优选的，所述改性碳纤维是将用硅烷偶联剂进行预处理的碳纤维，进行氮掺杂制得；所述氮掺杂时，是用具有强还原性的水合肼进行热处理制得。
[0009]优选的，所述一种粉煤灰透水混凝土的制备方法，包括以下具体步骤：
[0010](1)将质量分数为4～6％的二苯甲酮的丙酮溶液、质量分数为20～30％的N
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乙烯基吡咯烷酮溶液和去离子水按质量比1:1.12:0.3～1:1.18:0.6混合，制得反应液；将聚丙烯纤维浸泡在反应液中，并置于1.60～1.65mW/cm2的紫外光下辐照4～8min，捞出转移至二甲基亚砜中浸泡24h，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，并在60℃下干燥制恒重，制得预改性聚丙烯纤维；
[0011](2)将预改性聚丙烯纤维与活化的脲酶菌菌液按质量比1:10～1:20混合，搅拌均匀后加入预改性聚丙烯纤维质量2～4倍的反应液，在200～400rpm下搅拌反应30～50min，过滤并用去离子水洗涤3～5次，最后干燥，制得改性聚丙烯纤维；
[0012](3)将预处理的碳纤维置于水热反应釜中，加入预处理的碳纤维质量20～30倍的质量分数为80～90％的水合肼，在80～90℃下处理2～3h，再用去离子水清洗3～5次后，在
60℃下烘干，再转移至管式炉中，升温至600～650℃并保温50～70min，制得改性碳纤维；将改性聚丙烯纤维与改性碳纤维按质量比1.2:1～1.5:1混合，制得复合纤维；
[0013](4)将复合纤维、粗骨料、水泥、聚羧酸减水剂、粉煤灰和水按质量比1:10:3:0.2:1:5～1:15:4:0.3:1:7混合，搅拌均匀后出料，制得透水混凝土。
[0014]优选的，上述步骤(2)中：脲酶菌菌液的活化过程为：将冻干粉和无菌水吸取注入冻干管中，吹打溶解制成菌悬液，将菌悬液打入平板并均匀涂布，将平板置于30℃恒温培育箱中培养24h。
[0015]优选的，上述步骤(2)中：反应液是质量比为1:4:10～3:8:20的尿素、氯化钙和去离子水混合制得。
[0016]优选的，上述步骤(3)中：预处理的碳纤维的过程为：将碳纤维与无水乙醇按质量比1:1.5～1:1.8混合，并加入碳纤维质量0.2～0.4倍的硅烷偶联剂，在室温、200～400rpm下搅拌反应24h，过滤并在60℃下干燥。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0018]本专利技术制备粉煤灰透水混凝土时，是将复合纤维、粗骨料、水泥、聚羧酸减水剂、粉煤灰和水混合制得；复合纤维包括改性聚丙烯纤维和改性碳纤维；
[0019]改性聚丙烯纤维是经过N
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乙烯基吡咯烷酮改性的聚丙烯纤维，再通过微生物矿化进行碳酸钙沉积制得；将具有两亲性的N
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乙烯基吡咯烷酮连接在聚丙烯纤维表面，不仅增强了聚丙烯纤维的稳定性，还使聚丙烯纤维具有多个氢键受体，较强的吸附性提供了脲酶菌的吸附位点，将脲酶菌吸附在聚丙烯纤维表面后，脲酶菌所产生的脲酶，能够催化尿素水解成铵根离子和碳酸根离子，将钙离子吸附到细菌表面，在纤维表面生成碳酸钙沉淀，将碳酸钙固定在上，防止纳米粒子在使用的过程中逐渐渗出进入水环境，增强透水混凝土的抗冻性；
[0020]改性碳纤维是将用硅烷偶联剂进行预处理的碳纤维，进行氮掺杂制得；氮掺杂时，是用具有强还原性的水合肼进行热处理制得；氮掺杂后的碳纤维在表面引入了羧基和羟基，增强了稳定性，高温时含氮基团裂解为伯氨基并在碳环内引入大吡啶氮，可与混凝土胶砂浆中游离态的水结合，使砂浆充分水化，并且在混凝土颗粒扩散过程中释放出凝胶体所包含的游离态水，改善混凝土凝结后易产生裂纹的问题；再将改性碳纤维和改性聚丙烯纤维共混加入到混凝土中，改性聚丙烯纤维能够与改性碳纤维能够通过离子键和共价键的相互作用，提高混凝土结构的强度。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的粉煤灰透水混凝土的各指标测试方法如下：
[0023]将实施例与对比例制得的粉煤灰透水混凝土倒入模具中，将模具表面用孔径为80目的紫铜网覆盖，硬化后取出，透水混凝土砖制得；
[0024]抗冻性：将水混凝土砖用快速冻融箱进行冻融，先将透水混凝土砖置于清水中浸泡24小时，擦干表面水分后进行50次冻融，冻结时间3小时，融化时间1小时，最后进行质量损失率计算；
[0025][0026]抗压强度：将水混凝土砖进行抗压检测。
[0027]实施例1
[0028](1)将质量分数为4％的二苯甲酮的丙酮溶液、质量分数为20％的N
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乙烯基吡咯烷酮溶液和去离子水按质量比1:1.12:0.3混合，制得反应液；将聚丙烯纤维浸泡在反应液中，并置于1.60mW/cm2的紫外光下辐照4min，捞出转移至二甲基亚砜中浸泡24h，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤3次，并在60℃下干燥制恒重，制得预改性聚丙烯纤维；
[0029](2)将冻干粉和无菌水吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰透水混凝土，其特征在于，所述粉煤灰透水混凝土包括复合纤维、粗骨料、水泥、聚羧酸减水剂、粉煤灰和水；所述复合纤维包括改性聚丙烯纤维和改性碳纤维。2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰透水混凝土，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维是经过N
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乙烯基吡咯烷酮改性的聚丙烯纤维，再通过微生物矿化进行碳酸钙沉积制得。3.根据权利要求2所述的一种粉煤灰透水混凝土，其特征在于，所述微生物矿化时，使用脲酶菌。4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰透水混凝土，其特征在于，所述改性碳纤维是将用硅烷偶联剂进行预处理的碳纤维，进行氮掺杂制得；所述氮掺杂时，是用具有强还原性的水合肼进行热处理制得。5.一种粉煤灰透水混凝土的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰透水混凝土的制备方法，包括以下具体步骤：(1)将质量分数为4～6％的二苯甲酮的丙酮溶液、质量分数为20～30％的N
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乙烯基吡咯烷酮溶液和去离子水按质量比1:1.12:0.3～1:1.18:0.6混合，制得反应液；将聚丙烯纤维浸泡在反应液中，并置于1.60～1.65mW/cm2的紫外光下辐照4～8min，捞出转移至二甲基亚砜中浸泡24h，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，并在60℃下干燥制恒重，制得预改性聚丙烯纤维；(2)将预改性聚丙烯纤维与活化的脲酶菌菌液按质量比1:10～1:20混合，搅拌均匀后加入预改性聚丙烯纤维质量2～4倍的反应液，在200～400rpm下搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪荣凤，金生林，朱宝贵，纪小敏，刘启明，黄仟仟，
申请(专利权)人：盐城市福奇混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：