[發明專利]一種生態透水混凝土材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710222510.7
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107098637B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 劉人太;沙飛;李術才;張慶松;李召峰;張思凡;張欣;蔡昕晨;李夢筱;馬駿
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B38/00;E01C11/22;E01C7/14;C04B111/20;C04B111/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了一種新型生態透水混凝土材料及其制備方法，所述混凝土材料具有高強度、高透水系數、孔隙率可調控、固化時間較短且制備方法簡單等優點，在海綿城市建設過程中具有很好的應用價值，能夠實現透水混凝土的可持續發展及維護地下水生態平衡等重大作用。其中，新型生態透水混凝土材料，具體組分及質量配比為：天然集料400～500份、普通硅酸鹽水泥75～92份、脫硫石膏4～7份、硅灰4～10份、減水劑0.5～1.5份、水22～36份、粘結性聚合物4～12份、速凝早強劑0.5～1.2份。

技術領域

本發明屬土木工程技術領域，具體涉及一種新型生態透水混凝土材料及其制備方法。

背景技術

在我國新型城鎮化建設和地下水資源衰竭惡化的時代背景下，海綿城市作為人與自然和諧共存、發揮城市水生態服務功能，能夠引導城市可持續發展，從根本上解決城市阻絕水與生態的問題，被專業領域學者提出和推廣，并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的戰略目標。

透水混凝土的透水透氣、吸聲降噪、凈化水體、改善土壤生態環境、緩解地表徑流及緩解熱島效應等優勢，在可持續發展、維護生態平衡及海綿城市等思想指導下，透水混凝土技術開始被廣泛研究。歐美、日韓等發達國家在50多年前就開始了對透水混凝土進行研究與開發，并且已將其廣泛的應用于道路工程、園林工程、環境工程及城市廣場等多個領域，取得了良好的社會、環境和生態效果。

雖然關于生態透水混凝土的理論研究我國取得了一定成果，但總體來說，我國透水混凝土的研究仍處于起步階段，尚未有相關國家標準及規范，還需要更多的突破和完善。由于透水混凝土材料的多孔結構，影響其力學強度，尤其是抗壓強度，導致其在對承重有一定要求的綠化工程中推廣應用受限；同時，透水混凝土材料因減少膠凝材料因此其產生的強度比一般非透水材料更低，也因此需要更長的固化時間，從而減緩項目進程并且增加了項目成本。因此，亟需一種具有強度高、透水系數高、孔隙率可調且固化時間較短的新型透水混凝土材料。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種新型生態透水混凝土材料及其制備方法，所述混凝土材料具有高強度、高透水系數、孔隙率可調控、固化時間較短且制備方法簡單等優點，在海綿城市建設過程中具有很好的應用價值，能夠實現透水混凝土的可持續發展及維護地下水生態平衡等重大作用。

具體的，本發明的技術方案如下：

一種新型生態透水混凝土材料，具體組分及質量配比為：天然集料400～500份、普通硅酸鹽水泥75～92份、脫硫石膏4～7份、硅灰4～10份、減水劑0.5～1.5份、水22～36份、粘結性聚合物4～12份、速凝早強劑0.5～1.2份。

優選的，所述天然集料為石子，所述石子粒徑為4.75～9.5mm及9.5～16mm兩種；

優選的，所述普通硅酸鹽水泥為符合GB175-1999的普通42.5硅酸鹽水泥或52.5硅酸鹽水泥；

優選的，所述石膏為水石膏、半水石膏或二水石膏；

優選的，所述硅灰的的SiO₂含量超過97％；

優選的，所述減水劑為木質素磺酸鹽減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺減水劑或聚羧酸減水劑；進一步優選為聚羧酸減水劑；

優選的，所述粘結性聚合物為聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液或EVA乳液，進一步優選為 EVA乳液；

優選的，所述速凝早強劑由三乙醇胺、硅酸鈉及碳酸鋰組成，進一步優選的，所述三乙醇胺、硅酸鈉及碳酸鋰的質量比為3:4:3；

由于透水混凝土材料內部是蜂窩狀的大孔隙機構，從而造成其抗壓強度較低，進一步的，現有技術中，拌制的透水混凝土往往包裹性較差，經震動后，漿體在重力作用下極易下沉，堵塞下部孔隙，影響透水性和透氣性，而上部的漿體減少，也會影響集料之間的粘結性，從而進一步導致透水混凝土強度降低。