[發明專利]一種環保型路用透水混凝土及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110018929.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112777989B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王文龍;吳長亮;李敬偉;王旭江;張超;蔣穩;毛巖鵬;孫靜;趙希強;宋占龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B7/24;C04B7/21
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 孫維傲

本發明提供一種環保型路用透水混凝土及其制備方法和應用，所述環保型路用透水混凝土的原料包括或由以下成分組成：固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料150?250重量份、粗骨料600?750重量份、細骨料40?80重量份、廢石粉10?15重量份、減水劑0.2?0.25重量份、增稠劑1重量份，水膠比0.20?0.25。該保型路用透水混凝土具有透氣、透水和重量輕的特點，并且具有較好的力學性能，且工藝簡單，成本低，低碳環保，采用固廢資源產品附加值高。

技術領域

本發明涉及混凝土技術領域，具體涉及一種環保型路用透水混凝土及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

“海綿城市”的建設對凈化地下水資源、緩解城市內澇、改善城市熱島效應等有顯著的作用。而透水混凝土是“海綿城市”路面鋪裝的主要材料。透水混凝土主要是由粗骨料、膠凝材料、水和外加劑等材料經特定攪拌方式成型，傳統道路透水混凝土采用膠凝材料大多為普通硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥生產能耗高，且生產原料多為石灰石、砂巖、天然石膏等自然資源，不利于產品的綠色可持續發展。并且傳統透水混凝土中往往不含細骨料，多由粗骨料表面與水泥漿體互相粘結形成，因而具有良好的孔隙率、滲透性能等。發明人發現目前的透水混凝土雖然具有良好的孔隙率和透水性，但正是由于較高的孔隙率，使得透水混凝土的強度難以提高，因而難以滿足路用性能。

煤矸石是與煤伴生的一種含煤高嶺土，是在采煤和洗煤過程中排放出的一種固體廢物。我國煤資源產量巨大，因此伴有大量的煤矸石固廢排放。石材加工產生的粉塵、石渣、邊角料越來越多，被企業隨意堆放，日積月累，廢料、石粉堆積成山，占據了大量土地，嚴重影響植被的生長，同時也污染了周邊水源。對這些固體廢棄物的高附加值綜合利用對經濟、環境和社會具有重要的意義。

發明內容

為改善現有技術的不足，本申請提供了一種環保型路用透水混凝土及其制備方法和應用。本發明提供了一種固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料，以其為原料，搭配粗、細骨料與廢石粉實現了混凝土透水性能與力學性能的平衡，在具備優良的透水性、孔隙率的前提下，具有良好的抗壓、抗折強度，其強度最高可達C35標準。

在本發明的第一方面，本發明提供了一種環保型路用透水混凝土，其原料包括或由以下成分組成：固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料150-250重量份、粗骨料600-750重量份、細骨料40-80重量份、廢石粉10-15重量份、減水劑0.15-0.5重量份、增稠劑0.5-1.2重量份，水膠比0.20-0.25。

在本發明的一些實施方式中，環保型路用透水混凝土，其原料包括或由以下成分組成：固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料200-250重量份、粗骨料600-750重量份、細骨料40-60重量份、廢石粉10-15重量份、減水劑0.2-0.25重量份、增稠劑1重量份，水膠比0.21。

現有技術中的透水混凝土的水膠比在0.28-0.32左右，本發明的原料組成使得本發明的水膠比可以遠低于該范圍，水膠比對膠凝材料力學性能影響較大，在相同水泥稠度下，水膠比越大強度越低，水膠比越小性能越好，需水量太大多余的水分蒸發后會在漿體中殘留更多的毛細孔隙，孔隙增多進而降低材料性能。

在本發明的實施方式中，本發明提供了一種固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料，其由固廢基系硫鋁酸鹽水泥熟料與石灰石粉和石膏混合磨細制得，其中，固廢基系硫鋁酸鹽水泥熟料的原料包括或由以下成分組成：廢石粉35-45wt％、脫硫石膏15-25wt％、鋼渣5-15-wt％和鋁渣28-35wt％。所述原料總量之和不大于100％(含)。

其中，所述廢石粉可以為采石場廢石粉，脫硫石膏可以為電廠脫硫石膏，鋼渣可以為鋼廠鋼渣、以及鋁渣可以為鋁材廠鋁渣。

在本發明的一些實施方式中，固廢基系硫鋁酸鹽水泥熟料的原料包括或由以下成分組成：廢石粉38wt％、脫硫石膏17wt％、鋼渣12wt％和鋁渣33wt％。