一種新型生態透水混凝土路面的製作方法
2023-10-25 05:40:02
本發明屬於路面技術領域，具體涉及一種新型生態透水混凝土路面。
背景技術：
粉煤灰俗稱飛灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物，同時也是我國當前排量較大的工業廢渣之一。近年來，隨著資源需求量的增加，粉煤灰產量呈逐年上升趨勢。據相關報導，2015年我國粉煤灰產量已超過6億噸，居世界首位，灰色預測模型估計到2020年中國粉煤灰排放量將達到9億噸。如果不對粉煤灰加以處理，就會產生揚塵，汙染大氣，若排入水系會造成河流淤塞，其中的有毒化學物質還會對人體造成危害。因此如何合理利用粉煤灰，實現廢棄資源的再度利用已迫在眉睫。
近年來，隨著可持續發展理念的不斷推廣，建築行業不僅需考慮固體廢棄物的綜合利用，而且應重視建築垃圾的可循環利用。當前，建築垃圾已經成為我國城市垃圾的主要組成部分，已佔到城市垃圾總量的30％～40％，建築垃圾圍城的問題已愈發嚴重，如何將建築垃圾變廢為寶，成為現在建築和環保領域的重要課題。
隨著經濟的快速發展和城市化進程的加快，城市道路硬化面積越來越多，大部分是普通混凝土路面，這些不透水的路面會給城市生態環境帶來一系列影響，進而產生諸多問題：(1)加重城市「熱島效應」，極度降低人們生活舒適度，嚴重威脅人類的健康；(2)普通混凝土路面不透水，地下水得不到補充，暴雨來襲，路面集聚大量雨水，對城市排澇造成很大壓力，嚴重影響老百姓的出行。隨著對這些問題的改善，現階段透水混凝土行業取得了蓬勃發展。
透水混凝土是由骨料、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空穴均勻的蜂窩狀結構。一方面，在吸熱和儲熱功能方面接近於自然植被所覆蓋的地面，能夠調節城市空間的溫度和溼度，緩解城市熱島效應；另一方面，透水混凝土具有良好的滲透能力，可以有效減小地表徑流、補充地下水資源，對於改善我國頻繁發生的暴雨引發的城市內澇將發揮重要作用，是現階段我國大力推廣「海綿城市」建設的一種具體體現。
目前，透水混凝土的骨料大多集中在天然砂石，而天然砂石的開採對生態可再生循環利用性及其不利，並且不符合可持續發展的理念，因此，如何利用粉煤灰陶粒取代或部分取代天然砂石作為透水混凝土的骨料，同時充分挖掘建築垃圾潛在價值，從而製備新型生態透水混凝土路面已亟不可待。
技術實現要素：
鑑於以上問題，本發明提供一種新型生態透水混凝土路面，具有較好的透水性、蓄水性和較高的強度，不僅解決了粉煤灰廢棄物汙染問題，而且有效處置了混凝土類建築廢棄物，同時避免了天然砂石資源開採帶來的能源問題、環境問題和社會問題。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種新型生態透水混凝土路面，包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層，所述透水結構層為粉煤灰陶粒透水混凝土；所述再生骨料基層為混凝土類建築垃圾再生骨料；
所述粉煤灰陶粒透水混凝土的原料組分按以下重量份計，包括：
水泥500-600份，粉煤灰陶粒750-800份，再生建築粗骨料300-400份，減水劑5-15份，水150-200份。
其中，所述水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥。
其中，所述粉煤灰陶粒為密度700～900kg/m3、粒徑範圍為5～15mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的陶粒。
其中，所述粉煤灰陶粒透水混凝土中所用的再生建築粗骨料的粒徑範圍為5～15mm。
其中，所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑。
其中，所述混凝土類建築垃圾再生骨料是由混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑範圍為5-25mm的骨料。
其中，所述夯實土基底層為素土夯實土基。
在所述素土夯實土基上是厚度為100mm的再生骨料基層；在所述再生骨料基層上是厚度為150mm的粉煤灰陶粒透水混凝土；在所述粉煤灰陶粒透水混凝土層上是厚度為30mm的透水面層。
其中，所述透水面層是水泥與砂重量配比為1:4的水泥透水砂漿面層或是彩色透水飾面層。
其中，所述粉煤灰陶粒透水混凝土通過以下方法預製成型：
將所述粉煤灰陶粒於使用前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使粉煤灰陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
將處於乾燥狀態的上述粉煤灰陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將餘量水加入攪拌機攪拌40s，然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
本發明公開的生態透水混凝土路面具有一定的抗壓強度，抗壓強度可達到C20以上，具有較高的透水性和一定的蓄水能力，且由於透水結構層採用粉煤灰陶粒和再生建築粗骨料透水混凝土，使粉煤灰固體廢棄物和建築垃圾得以綜合利用。再生骨料基層採用混凝土類建築垃圾，一方面可以將其變廢為寶，有利於環保；另一方面再生骨料具有堆積密度小、孔隙率大、透水能力強的特點，加之其自身具有較高的吸水率，因此基層具有良好的透水性能和保水性能。
附圖說明
圖1是本發明的新型生態透水混凝土路面的結構示意圖；
圖中標記：1為透水面層、2為透水結構層、3為再生骨料基層、4為夯實土基底層。
具體實施方式
下面，結合實例對本發明的實質性特點和優勢作進一步的說明，但本發明並不局限於所列的實施例。
實施例1
如圖1所示，本實施例中，新型生態透水混凝土路面包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層。其中，透水面層是水泥與砂重量配比為1:4、厚度為30mm的水泥透水砂漿(或是彩色透水飾面)；透水結構層是150mm、抗壓強度為21.5Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土；再生骨料基層厚度100mm，是混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑為5mm的骨料；底層是素土夯實土基。
粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑和水。該粉煤灰陶粒透水混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑、水的重量配比為528：750：300：10：180，透水結構層孔隙率為23％。
其中，水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥，可採用天津振興水泥有限公司生產的正通52.5級的普通矽酸鹽水泥；粉煤灰陶粒是密度為750kg/m3，粒徑為5mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的粉煤灰陶粒；粉煤灰陶粒使用前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
再生建築粗骨料粒徑為5mm；減水劑為聚羧酸高性能減水劑。如採用天津悅鳴科技發展有限公司生產的YMS-Z聚羧酸高性能減水劑。
粉煤灰陶粒透水混凝土通過採用三次投料攪拌後滾壓成型形成透水結構層，具體是，先將粉煤灰陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將剩餘拌合水加入攪拌機攪拌40s。然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
實施例2
本實施例中，新型生態透水混凝土路面包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層。透水面層是水泥與砂重量配比為1:4厚度為30mm的水泥透水砂面層(或彩色透水飾面)；透水結構層是150mm、抗壓強度為23.2Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土；再生骨料基層厚度100mm，是混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑為15mm的骨料；底層是素土夯實土基。
粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑和水。該混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑、水的重量配比為580：750：400：15：167，透水結構層孔隙率為20％。
其中，水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥，可採用天津振興水泥有限公司生產的正通52.5級的普通矽酸鹽水泥；粉煤灰陶粒是密度為900kg/m3，粒徑為8mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的粉煤灰陶粒；粉煤灰陶粒應提前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
再生建築粗骨料粒徑為10mm；減水劑為聚羧酸高性能減水劑。如採用天津悅鳴科技發展有限公司生產的YMS-Z聚羧酸高性能減水劑。
粉煤灰陶粒透水混凝土通過採用三次投料攪拌後滾壓成型形成透水結構層，具體是，先將陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將剩餘的水加入攪拌機攪拌40s，然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
實施例3
本實施例中，新型生態透水混凝土路面包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層。透水面層是水泥與砂重量配比為1:4厚度為30mm的水泥透水砂面層(或彩色透水飾面)；透水結構層是150mm、抗壓強度為22.6Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土；再生骨料基層厚度100mm，是混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑為20mm的骨料；底層是素土夯實土基。
粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑和水。該混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑、水的重量配比為560：780：380：10：170，透水結構層孔隙率為20％。
其中，水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥，可採用天津振興水泥有限公司生產的正通52.5級的普通矽酸鹽水泥；粉煤灰陶粒是密度為850kg/m3，粒徑為12mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的粉煤灰陶粒；粉煤灰陶粒應提前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
再生建築粗骨料粒徑為15mm；減水劑為聚羧酸高性能減水，劑如採用天津悅鳴科技發展有限公司生產的YMS-Z聚羧酸高性能減水劑。
粉煤灰陶粒透水混凝土通過採用三次投料攪拌後滾壓成型形成透水結構層，具體是，先將陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將剩餘的水加入攪拌機攪拌40s，然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
實施例4
本實施例中，新型生態透水混凝土路面包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層。透水面層是水泥與砂重量配比為1:4厚度為30mm的水泥透水砂面層(或彩色透水飾面)；透水結構層是150mm、抗壓強度為21.8Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土；再生骨料基層厚度100mm，是混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑為25mm的骨料；底層是素土夯實土基。
粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑和水。該混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑、水的重量配比為540：800：350：10：175，透水結構層孔隙率為22％。
其中，水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥，可採用天津振興水泥有限公司生產的正通52.5級的普通矽酸鹽水泥；粉煤灰陶粒是密度為750kg/m3，粒徑為15mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的粉煤灰陶粒；粉煤灰陶粒應提前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
再生建築粗骨料粒徑為8mm；減水劑為聚羧酸高性能減水劑。如採用天津悅鳴科技發展有限公司生產的YMS-Z聚羧酸高性能減水劑。
粉煤灰陶粒透水混凝土通過採用三次投料攪拌後滾壓成型形成透水結構層，具體是，先將陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將剩餘的水加入攪拌機攪拌40s，然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
實施例5
本實施例中，新型生態透水混凝土路面包括依次排列的透水面層、透水結構層、再生骨料基層和夯實土基底層。透水面層是水泥與砂重量配比為1:4厚度為30mm的水泥透水砂面層(或彩色透水飾面)；透水結構層是150mm、抗壓強度為23.5Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土；再生骨料基層厚度100mm，是混凝土類建築垃圾經破碎、篩分、除雜工藝處理後粒徑為20mm的骨料；底層是素土夯實土基。
粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑和水。該混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建築粗骨料、減水劑、水的重量配比為600：750：400：15：165透水結構層孔隙率為17％。
其中，水泥為52.5級的普通矽酸鹽水泥，可採用天津振興水泥有限公司生產的正通52.5級的普通矽酸鹽水泥；粉煤灰陶粒是密度為900kg/m3，粒徑為10mm單一級配的強度標號不下於5.0MPa的粉煤灰陶粒；粉煤灰陶粒應提前24h充分預溼，使其吸水處於飽和狀態，再風乾24h，使陶粒內部孔隙含水達到飽和而表面處於乾燥狀態；
再生建築粗骨料粒徑為10mm；減水劑為聚羧酸高性能減水劑。如採用天津悅鳴科技發展有限公司生產的YMS-Z聚羧酸高性能減水劑。
粉煤灰陶粒透水混凝土通過採用三次投料攪拌後滾壓成型形成透水結構層，具體是，先將陶粒和再生建築粗骨料混合攪拌30s，然後加入水泥、減水劑和70％水拌合60s，最後將剩餘的水加入攪拌機攪拌40s，然後採用低頻平板振動器或專用滾壓工具滾壓成型。
以上實施例1-5所公開的路面中，路面的抗壓強度均可達到C20以上，符合路面的抗壓強度要求，透水係數均在12mm/s以上，介於12-15mm/s間，蓄水能力顯然高於普通混凝土路面。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。