一種鐵尾礦防堵塞透水混凝土路面及其製備方法與流程
2023-10-06 19:22:29 2
本發明涉及建材領域，是一種生態環保型透水材料，具體涉及一種鐵尾礦防堵塞透水混凝土路面及其製備方法。
背景技術：
透水路面具有很多其它路面材料所不具有的特性，主要是良好的透水性及保水性。與普通混凝土的集料組成相比，透水混凝土採用單一級配組成集料和水泥拌合，在形成大量的貫通孔作為透水通道和具有透水功能的同時，也會導致其力學性能下降。為了防止堵塞，作為路面材料的透水混凝土一般都採用面層加基層的雙層透水結構，面層一般厚度在80mm左右，具有3mm以下的孔徑，使得通過雨水中較大的顆粒能夠被阻擋，但是一些細小的顆粒仍然可以進入透水通道，使用一段時間後將其堵塞，失去透水功能。
為了增加透水材料的強度和施工性能，一些高成本的膠凝材料和外加劑，如可再分散膠粉和活性微粉被採用在透水混凝土的配方中，使透水混凝土的成本比普通混凝土高出許多，因此導致了透水混凝土在具體應用時的推廣阻力較大，和普通混凝土路面材料相比時競爭力不高。
在現有雙層透水混凝土結構的基礎上，發明了一種具有三層孔結構（基層、次面層和表面層）的透水路面材料，其中的透水表面層通過相轉變方式獲得能夠過濾降雨中雜質的多孔結構，但其在具體應用時較難加工，因此很有必要再開發一種方便施工和空隙形成的表面層組成配方和施工工藝，並加工出能夠防阻塞的透水混凝土路面鋪裝和進行應用示範。
本發明骨料有別於普通材料透水混凝土，是一種新型的建築材料。從尾礦治理的角度來看，有利於緩解環境汙染，並帶來巨大的社會經濟和生態效益。由此可見，開展鐵尾礦基透水混凝土的研究有重大的現實意義。
技術實現要素：
本發明的目的是開發利用鐵尾礦製備三層孔結構的透水混凝土路面，其中透水表面層能夠過濾降雨中雜質的多孔結構，形成有效防止細小的顆粒阻塞路面的透水混凝土。
為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
本發明提供一種鐵尾礦防堵塞透水混凝土路面及其製備方法，所述的防堵塞透水混凝土路面具有三層孔結構（基層、次面層和表面層），透水混凝土路面基層、次面層採用52.5號和42.5號的矽酸鹽水泥或普矽水泥作為膠凝材料，採用粉煤灰、矽灰、礦渣微粉等作為火山灰反應摻合材料，採用聚乙烯醇PVA、纖維素醚CMC、纖維素醚HPMC、乳膠粉、可分散膠粉等作為改性材料，採用聚丙烯短纖維（PPF）或木質素短纖維作為增強材料，採用鐵尾礦作為集料，採用聚羧酸高效減水劑;所述的透水混凝土路面基層、次面層按質量份數配合比：膠凝材料10-21份、摻合材料2-6份、改性材料2-4份、增強材料0.03-0.08份、鐵尾礦62-81份、聚羧酸高效減水劑0.18-0.49份、水4.2-8.1份;所述的透水混凝土路面表面層採用環氧樹脂、聚丁二烯樹脂等有機膠凝材料，採用鐵尾礦砂作為細集料，採用聚丙烯纖維作為增強材料，採用粒狀過濾材料作為植入性過濾填料，採用彩色混凝土專用著色劑作顏料;所述的透水混凝土路面表面層按質量份數配合比：有機膠凝材料2.7-5.0份、鐵尾礦砂77-92份、固化劑0.5-1.9份、增強材料0.03-0.08份、過濾填料0.05-0.1份、顏料0.4-1.5。
作為本發明的一種優選技術方案，所述的透水混凝土基層厚度為40-200mm，鐵尾礦為粒徑4.75～9.5mm單級配石子。
作為本發明的一種優選技術方案，所述的透水混凝土次面層厚度為30-50mm，鐵尾礦為粒徑2.4～4.75mm單級配砂。
作為本發明的一種優選技術方案，所述的透水混凝土表面層厚度為10-20mm，鐵尾礦為粒徑0.5~1.0mm 的細顆粒。
作為本發明的一種優選技術方案，所述的植入性過濾填料為無機過濾材料。
作為本發明的一種優選技術方案，所述的透水混凝土路面製作工藝為：
1）整平道路，按照透水混凝土路面基層配合比製備材料，將攪拌好的透水水泥混凝土先均勻布料在模板中，將其表面碾壓平或振壓平作為透水路面基層；
2）按照透水混凝土路面次面層配合比製備材料，待基層透水混凝土凝結前將次面層材料攤鋪，將其表面碾壓或振壓平；
3）按照透水混凝土路面表面層配合比製備材料，待次面層透水混凝土凝結前將表面層材料攤鋪，將其表面碾壓或振壓平；並在其上鋪上塑料薄膜保水，表面層透水混凝土凝固後，然後在彩色表面層噴塗同色的保護劑；養護28天後即完成防阻塞的透水混凝土路面。
與現有技術相比本發明所達到的有益效果是：
1）所製備的透水混凝土路面是以廢渣鐵尾礦為骨料，骨料有別於普通透水性混凝土，是一種新型的建築材料。
2）透水混凝土的表面層孔隙採用植入無機過濾填料法獲得，透水、防阻塞、耐磨三重功能，該方法將會突破目前透水混凝土的阻塞瓶頸，且施工簡單，具有很強的創新性和實用性。
3）透水混凝土的基層、次面層採用短纖維、高分子聚合物、活性微粉等進行複合增強，採用三層孔梯度層複合，可以通過提高基層的強度，直接適用於機動車行駛道路路面，使透水混凝土的使用範圍拓寬。
4）開發利用鐵尾礦製作透水混凝土可以大大降低混凝土成本，解決造價問題，同時兼顧透水磚抗壓強度、透水性能及表面堵塞問題。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
實施例：一種鐵尾礦防堵塞透水混凝土路面及其製備方法，所述的防堵塞透水混凝土路面具有三層孔結構（基層、次面層和表面層），透水混凝土路面基層、次面層採用52.5號和42.5號的矽酸鹽水泥或普矽水泥作為膠凝材料，採用粉煤灰、矽灰、礦渣微粉等作為火山灰反應摻合材料，採用聚乙烯醇PVA、纖維素醚CMC、纖維素醚HPMC、乳膠粉、可分散膠粉等作為改性材料，採用聚丙烯短纖維（PPF）或木質素短纖維作為增強材料，採用鐵尾礦作為集料，採用聚羧酸高效減水劑;所述的透水混凝土路面基層、次面層按質量份數配合比：膠凝材料10-21份、摻合材料2-6份、改性材料2-4份、增強材料0.03-0.08份、鐵尾礦62-81份、聚羧酸高效減水劑0.18-0.49份、水4.2-8.1份;所述的透水混凝土路面表面層採用環氧樹脂、聚丁二烯樹脂等有機膠凝材料，採用鐵尾礦砂作為細集料，採用聚丙烯纖維作為增強材料，採用粒狀過濾材料作為植入性過濾填料，採用彩色混凝土專用著色劑作顏料;所述的透水混凝土路面表面層按質量份數配合比：有機膠凝材料2.7-5.0份、鐵尾礦砂77-92份、固化劑0.5-1.9份、增強材料0.03-0.08份、過濾填料0.05-0.1份、顏料0.4-1.5。
所述的透水混凝土基層厚度為40-200mm，鐵尾礦為粒徑4.75～9.5mm單級配石子，所述的透水混凝土次面層厚度為30-50mm，鐵尾礦為粒徑2.4～4.75mm單級配砂，所述的透水混凝土表面層厚度為10-20mm，鐵尾礦為粒徑0.5~1.0mm 的細顆粒，所述的植入性過濾填料為無機過濾材料。
所述的透水混凝土路面製作工藝為：1）整平道路，按照透水混凝土路面基層配合比製備材料，將攪拌好的透水水泥混凝土先均勻布料在模板中，將其表面碾壓平或振壓平作為透水路面基層；2）按照透水混凝土路面次面層配合比製備材料，待基層透水混凝土凝結前將次面層材料攤鋪，將其表面碾壓或振壓平；3）按照透水混凝土路面表面層配合比製備材料，待次面層透水混凝土凝結前將表面層材料攤鋪，將其表面碾壓或振壓平；並在其上鋪上塑料薄膜保水，表面層透水混凝土凝固後，然後在彩色表面層噴塗同色的保護劑；養護28天後即完成防阻塞的透水混凝土路面。
表1列示了本發明鐵鐵尾礦防堵塞透水混凝土配合比；
表2列示了本發明鐵尾礦的技術指標；
表3列示了本發明鐵尾礦防堵塞透水混凝土各項性能試驗數據。
表1鐵尾礦防堵塞透水混凝土配合比(kg/m3)
表2 鐵尾礦的技術指標
表3 鐵尾礦防堵塞透水混凝土各項性能試驗數據
與現有技術相比本發明所達到的有益效果是：1）所製備的透水混凝土路面是以廢渣鐵尾礦為骨料，骨料有別於普通透水性混凝土，是一種新型的建築材料。2）透水混凝土的表面層孔隙採用植入無機過濾填料法獲得，透水、防阻塞、耐磨三重功能，該方法將會突破目前透水混凝土的阻塞瓶頸，且施工簡單，具有很強的創新性和實用性。3）透水混凝土的基層、次面層採用短纖維、高分子聚合物、活性微粉等進行複合增強，採用三層孔梯度層複合，可以通過提高基層的強度，直接適用於機動車行駛道路路面，使透水混凝土的使用範圍拓寬；4）開發利用鐵尾礦製作透水混凝土可以大大降低混凝土成本，解決造價問題，同時兼顧透水磚抗壓強度、透水性能及表面堵塞問題。
最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。