高抗凍透水混凝土組合物的製作方法

2023-10-06 19:20:59

本發明涉及混凝土
技術領域：
，尤其涉及一種高抗凍透水混凝土組合物。
背景技術：
：在城市化建設中，現代化城市的地表逐步被建築物和混凝土等阻水材料硬化覆蓋，形成了生態學上的「人造沙漠」，便捷的交通設施，鋪設平整的道路在給人們的出行帶來極大方便的同時，這些不透水的路面也給城市的生態環境帶來極大的負面影響。首先，傳統的地面鋪裝強調的是地面的堅固耐用及使用性，但此種路面鋪裝的不透水性卻將寶貴的自然降水完全與下層土壤及地下水阻斷，降水大部分通過城市排水系統管網排入江河湖海等地表水源中，加之城市地下水的過量抽取，導致城市地下水位越來越低，形成了地質學上的「漏鬥型」地下水位，引發地面下降，沿海地區還會導致海水倒灌，這就嚴重影響了雨水的有效利用，同時不透水地面鋪裝降雨時雨水是先通過地面的排水坡度或地表明溝排入下水道，雨水在進入下水道前要經過較長距離的地表徑流才能進入城市地下排水系統。該過程使最初相對清潔的雨水溶入大量的城市地表汙染物，這種徑流過程中產生的二次汙染，通過城市排水系統進入周圍地表自然水體，加重了自然水體的汙染程度，影響了城市地表植物的生長，破壞了城市地表生態平衡；其次這種表面緻密的地面鋪裝不利於緩解城市的噪音汙染，主要是來自路面交通產生的噪音；在雨天由於不能及時排水，造成路面積水，使雨天行車產生「漂滑」、「飛濺」、「夜間眩光」等現象，給行人出行和車輛行駛帶來不便；另外這種不透水的鋪裝與周圍城市建築共同作用，會增加城市的「熱島效應」；還有由於它的色彩灰暗，缺乏生氣，現代的城市也被稱為「灰色的熱島」。現在需要一種能滿足路用性能，同時又能與自然環境協調共生，為人類構造舒適生活環境的路面鋪裝材料。透水性混凝土是一種生態型環保混凝土。它是一種經過特殊工藝製成的具有連續空隙的混凝土。它既有一定的強度，又具有一定的透氣透水性，可以很好的緩解不透水鋪裝對環境造成的影響。透水混凝土又稱多孔混凝土，無砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質混凝土，它不含細骨料，由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結構，故具有透氣、透水和重量輕的特點。透水混凝土由歐美、日本等國家針對原城市道路的路面的缺陷，開發使用的一種能讓雨水流入地下，有效補充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等等的一些城市環境問題。並能有效的消除地面上的油類化合物等對環境汙染的危害；同時，是保護地下水、維護生態平衡、能緩解城市熱島效應的優良的鋪裝材料；其有利於人類生存環境的良性發展及城市雨水管理與水汙染防治等工作上，具有特殊的重要意義。透水混凝土系統擁有系列色彩配方，配合設計的創意，針對不同環境和個性要求的裝飾風格進行鋪設施工。這是傳統鋪裝和一般透水磚不能實現的特殊鋪裝材料。透水混凝土在美國從上世紀七、八十年代就開始研究和應用，不少國家都在大量推廣，如德國預期要在短期內將90％的道路改造成透水混凝土，改變過去破壞城市生態的地面鋪設，使透水混凝土路面取決得廣泛的社會效益。納米材料由於尺寸小，使其在結構、物理和化學性質方面具有特殊的性能，是當今材料學領域研究的熱點，被科學家們譽為「世紀最有前途的材料」。本發明提供了高抗凍透水混凝土組合物，具有優異的物理機械性能。技術實現要素：針對現有技術中存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種高抗凍透水混凝土組合物。本發明目的是通過如下技術方案實現的：一種高抗凍透水混凝土組合物，由下述重量份的原料製備而成：水泥95-105份、石灰巖碎石440-540份、聚乙烯醇纖維1-10份、減水劑1-10份、納米複合填料10-30份、水28-38份。優選地，所述的水泥為PⅡ42.5R水泥。優選地，所述的石灰巖碎石的粒徑5-10mm。優選地，所述的聚乙烯醇纖維的纖度為5-50D，長度為3-13cm。優選地，所述的減水劑為三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉中一種或多種的混合物。更優選地，所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉混合而成，所述三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。優選地，所述的納米複合填料為磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅中一種或多種的混合物。更優選地，所述的納米複合填料由磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅混合而成，所述磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。本發明提供的高抗凍透水混凝土組合物，通過合理的配比，優選出適合高抗凍透水混凝土組合物的減水劑、納米複合填料種類及用量，該透水混凝土具有良好的抗凍性能、抗壓強度和透水係數，能夠滿足各種對於混凝土有透水要求的工程需要，有利於維護生態平衡和實現可持續發展。具體實施方式下面結合實施例對本發明做進一步的說明，以下所述，僅是對本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做其他形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更為同等變化的等效實施例。凡是未脫離本發明方案內容，依據本發明的技術實質對以下實施例所做的任何簡單修改或等同變化，均落在本發明的保護範圍內。實施例中各原料介紹：三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉，CAS號：1323-19-9。6-羥基-2-萘磺酸鈉，CAS號：135-76-2。2,6-二叔丁基萘磺酸鈉，CAS號：14992-59-7。磷酸鈦，CAS號：15578-51-5，粒徑30nm。鎢酸銅，又稱：氧化鎢銅，CAS號：13587-35-4，粒徑30nm。草酸銅，CAS號：814-91-5，粒徑30nm。水泥，採用南京江南水泥有限公司生產的金寧羊牌PⅡ42.5R(C1)矽酸鹽水泥。石灰巖碎石，粒徑7mm。聚乙烯醇纖維，採用專利申請號：201310170606.5中實施例1的方法製備，纖度為30D，長度為8cm。實施例1高抗凍透水混凝土組合物原料(重量份)：PⅡ42.5R水泥100份、石灰巖碎石500份、聚乙烯醇纖維8份、減水劑5.4份、納米複合填料18份、水33份。所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。所述的納米複合填料由磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅按質量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。高抗凍透水混凝土組合物的製備：將減水劑、聚乙烯醇纖維加入水中攪拌混合均勻，得到混合液；將PⅡ42.5R水泥、石灰巖碎石、納米複合填料加入混凝土攪拌機中攪拌混合均勻，然後加入混合液繼續攪拌至混合均勻即得。實施例2與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的減水劑由6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例2的高抗凍透水混凝土組合物。實施例3與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例3的高抗凍透水混凝土組合物。實施例4與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例4的高抗凍透水混凝土組合物。實施例5與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的納米複合填料由鎢酸銅、草酸銅按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例5的高抗凍透水混凝土組合物。實施例6與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的納米複合填料由磷酸鈦、草酸銅按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例6的高抗凍透水混凝土組合物。實施例7與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的納米複合填料由磷酸鈦、鎢酸銅按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例7的高抗凍透水混凝土組合物。測試例1對實施例1-7製備得到的高抗凍透水混凝土組合物常規指標抗壓強度、透水性、抗氯離子滲透性能進行測試。抗壓強度、透水性測試參照甘冰清的碩士論文《透水混凝土的配合比設計及其性能研究》中2.3節中的方法進行；抗氯離子滲透試驗測試方法參照徐慶磊的碩士論文《納米二氧化矽對水泥基材料性能的影響及作用機理研究》中2.2.5抗氯離子滲透試驗進行，具體測試結果見表1。表1：常規指標測試結果表比較實施例1與實施例2-4，實施例1(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉復配)常規指標抗壓強度、透水性、抗氯離子滲透性能明顯優於實施例2-4(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉中任意二者復配)。比較實施例1與實施例5-7，實施例1(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅復配)常規指標抗壓強度、透水性、抗氯離子滲透性能明顯優於實施例5-7(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅中任意二者復配)。測試例2對實施例1-7製備得到的高抗凍透水混凝土組合物的抗凍性能進行測試。抗凍性試驗參照建材行業標準《混凝土路面磚》JC446－2000規定的抗凍性試驗方法進行。具體測試結果見表2。表2：抗凍性能測試結果表25次凍融循環強度損失，％實施例110.8實施例212.6實施例312.1實施例412.4實施例512.8實施例613.1實施例713.0比較實施例1與實施例2-4，實施例1(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉復配)抗凍性能明顯優於實施例2-4(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉中任意二者復配)。比較實施例1與實施例5-7，實施例1(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅復配)抗凍性能明顯優於實施例5-7(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅中任意二者復配)。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp