專利名稱：一種多孔混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及功能性的無砂多孔隙混凝土的制備方法。
背景技術(shù)：
多孔混凝土又稱為無砂混凝土或無砂大孔混凝土，主要由水泥、粗集料(碎石或卵石)、拌合水、和外加劑構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)特征是采用特定粒徑粗集料作為骨架，膠結(jié)材漿體(水泥、外加劑與水的混合物)包裹在粗集料顆粒的表面，作為粗集料顆粒之間的膠結(jié)層，形成骨架—孔隙結(jié)構(gòu)的多孔混凝土并具有一定的強(qiáng)度。多孔混凝土內(nèi)部含有較多的連通孔隙，能透水、凈水以及為植物根系提供生長空間。由于多孔混凝土的這些特點(diǎn)，被廣泛的用作透水路面材料，污水凈化材料、植被生長基材以及公路、河川的植被護(hù)坡、護(hù)堤材料等方面。
多孔混凝土在歐洲、美國、日本等國家和地區(qū)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，而我國僅在北京、上海、鎮(zhèn)江等少數(shù)地方有所應(yīng)用。多孔混凝土的結(jié)構(gòu)中包含的大量連通孔隙是其最大的特點(diǎn)，而應(yīng)用多孔混凝土也正是這個特點(diǎn)，所以制備時應(yīng)首先保證其孔隙率。只有這樣才能制備出滿足孔隙率和強(qiáng)度要求的多孔混凝土，這與普通混凝土以強(qiáng)度為出發(fā)點(diǎn)制備方法的根本區(qū)別。
目前，對于多孔混凝土的制備，國內(nèi)尚無統(tǒng)一、系統(tǒng)、合理的制備方法。一般參照普通混凝土的制備方法，在進(jìn)行原材料配比時，以混凝土的強(qiáng)度為主要指標(biāo)，混凝土的孔隙率在配比材料中未被充分考慮，而且現(xiàn)有的制備方法不能使多孔混凝土保持大量穩(wěn)定的連通孔隙。因此不能滿足功能性多孔混凝土的要求，使多孔混凝土的透水、凈水及植被根系生長等功能無法發(fā)揮。而且原材料用量計算復(fù)雜、不準(zhǔn)確，制備過程復(fù)雜、繁瑣。所以應(yīng)用效果差，不利于多孔混凝土的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有多孔混凝土制備方法的不足之處，提供一種多孔混凝土的制備方法。根據(jù)所需要制備的孔隙率和最佳水灰比(拌合水與水泥的重量比)精確配置各原材料，能保證多孔混凝土的孔隙率及孔隙連通性，且具有制備方法簡單、實(shí)用等特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多孔混凝土的制備方法，首先根據(jù)所要求多孔混凝土的孔隙率及最佳水灰比和所采用的粗集料的粒徑、級配及材質(zhì)，確定出多孔混凝土的基本參數(shù)，再精確計算配置各原材料用量，然后經(jīng)混合攪拌工藝，最后按常規(guī)方法成型。具體的方法步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度(ρ)的確定按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測定。粗集料的緊密堆積密度由粗集料的粒徑和級配決定。
②粗集料的表觀密度(ρG)的確定按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(簡易方法)進(jìn)行測定。粗集料的表觀密度由粗集料的材質(zhì)決定。
③最佳水灰比(w/c)的確定參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果(擴(kuò)展度)為170±10mm時，膠結(jié)材漿體中拌合水與水泥的重量比就是最佳水灰比。最佳水灰比不僅保證了多孔混凝土孔隙的連通性，還影響到多孔混凝土強(qiáng)度的提高。若水灰比過小，多孔混凝土?xí)蚋捎捕鴶嚢璨痪鶆颍旨媳砻姘煌耆?，影響粗集料顆粒間的粘結(jié)，從而影響強(qiáng)度的提高，反之，如果水灰比過大，水泥漿就可能把多孔混凝土中的部分孔隙堵死，形成致密的水泥漿層，不僅影響孔的連通性，也不利于強(qiáng)度的提高。最佳水灰比由水泥品種及外加劑的性能和摻量決定。
④膠結(jié)材漿體密度(ρJ)的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，測試的水灰比采用最佳水灰比。因此，膠結(jié)材漿體密度由水灰比決定。
⑤孔隙率(R)的確定由于多孔混凝土體積＝膠結(jié)材漿體體積+粗集料體積+孔隙體積，所以多孔混凝土的孔隙率小于粗集料的空隙率。當(dāng)粗集料空隙率一定時，孔隙率越小，多孔混凝土的強(qiáng)度越高；孔隙率越大，則更有利于其透水、凈水和植物根系生長等功能的發(fā)揮。因此，多孔混凝土的孔隙率根據(jù)具體應(yīng)用情況而定。
(2)計算配置原料用量按照要求制備的多孔混凝土的體積V(m3)，根據(jù)第(1)步確定出的基本參數(shù)，精確計算配置各原材料用量如下①粗集料用量(MG)為MG＝α×ρ×V(kg)②水泥用量(MC)為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V(1+w/c)(kg)]]>③拌合水用量(Mw)為Mw＝Mc×(w/c)×V(kg)式中α-折減系數(shù)，是為了修正要求孔隙率與實(shí)際孔隙率的誤差而引入的系數(shù)，一般為0.98ρ-粗集料的緊密堆積密度(kg/m3)ρG-粗集料的表觀密度(kg/m3)w/c-最佳水灰比ρJ-膠結(jié)材漿體密度(kg/m3)R-孔隙率(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料和60％～80％(拌合水總用量的重量百分比)的水，放入攪拌機(jī)中，攪拌1～3分鐘，使粗集料表面得到有效清洗，并使粗集料表面石粉等雜質(zhì)作為外摻料與膠結(jié)材漿體混為一體，有利粗集料與膠結(jié)材漿體的粘結(jié)，避免形成強(qiáng)度低的粘結(jié)過度帶。
②在第(3)-①步完成后，加入50％～60％(水泥總用量的重量百分比)的水泥，攪拌1～3分鐘，使水泥和水形成流動性非常好的漿體，在粗集料之間起到潤滑作用，使粗集料避免因摩擦過大而擠碎，有利于攪拌，并能保證孔隙率。
③在第(3)-②步完成后，將剩余的40％～50％(水泥總用量的重量百分比)的水泥和20％～40％(拌合水總用量的重量百分比)的拌合水加入攪拌機(jī)中，攪拌1～3分鐘，使水泥與水形成流動度適宜的漿體，新拌膠結(jié)材漿體在機(jī)械攪拌的作用下，均勻包裹于粗集料表面，包裹了膠結(jié)材漿體的粗集料間相互以點(diǎn)、面接觸、粘結(jié)，即粗集料表面的膠結(jié)材漿體使得全部粗集料相互粘結(jié)，從而使得多孔混凝土既保證了連通孔隙率，又能提高多孔混凝土的強(qiáng)度，還提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。
(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要具有以下特點(diǎn)(1)根據(jù)多孔混凝土要求的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其孔隙率和最佳水灰比作為多孔混凝土計算配置原材料的基本參數(shù)。最佳水灰比使多孔混凝土能保持大量穩(wěn)定的連通孔隙，根據(jù)孔隙率和最佳水灰比精確計算配置各原材料的用量。不但保證了多孔混凝土的孔隙率和孔隙的連通性，使多孔混凝土具有的透水、凈水及植被根系生長等功能，還節(jié)約了原材料，降低生產(chǎn)成本。
(2)計算配置原材料用量的方法簡單，僅涉及加、減、乘、除，避免了使用經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)曲線等的繁雜方法。便于推廣應(yīng)用(3)采用了特殊的混合攪拌工序，該工序能使得粗集料表面的石粉等雜質(zhì)作為外摻料與膠結(jié)材漿體混為一體，避免了石粉等雜質(zhì)對粗集料與膠結(jié)材漿體粘結(jié)界面的影響，同時投料工序保證了膠結(jié)材漿體均勻包裹在粗集料表面，利于相互粘結(jié)。從而提高了多孔混凝土的強(qiáng)度。
(4)本發(fā)明制備方法簡單、實(shí)用，便于現(xiàn)場施工，有利于推廣應(yīng)用。
采用本發(fā)明方法制備出的多孔混凝土，可廣泛用作透水路面材料、污水凈化材料、植被生長基材以及公路、河川的植被護(hù)坡、護(hù)堤材料等，還可用于沙漠的固沙和綠化，為沙漠改造開辟新的途徑。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1一種用于透水路面，要求孔隙率為28％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度(ρ)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3。
②粗集料的表觀密度(ρG)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(簡易方法)進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3。
③最佳水灰比(w/c)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％(水泥重量百分比)的高效減水劑。經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3。
④膠結(jié)材漿體密度(ρJ)的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝土采用最佳水灰比(W/C＝0.3)。經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3。
⑤孔隙率(R)的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于透水路面，并要求孔隙率(R)為28％。
(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量(MG)為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562(kg)式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量(MC)為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.28-1562/2850)×2045×11+0.3=270(kg)]]>③拌合水用量(Mw)為Mw＝Mc×(w/c)×V＝270×0.3×1＝81(kg)(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料(1562kg)和60％(拌合水總用量的重量百分比)的水(48.6kg)，放入攪拌機(jī)中，攪拌1分鐘，使粗集料表面得到有效清洗，并使粗集料表面石粉等雜質(zhì)作為外摻料與膠結(jié)材漿體混為一體，有利粗集料與膠結(jié)材漿體的粘結(jié)，避免形成強(qiáng)度低的粘結(jié)過度帶。
②在第(3)-①步完成后，加入50％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(135kg)，攪拌1分鐘。使水泥和水形成流動性非常好的漿體，在粗集料之間起到潤滑作用，使粗集料避免因摩擦過大而擠碎，有利于攪拌，并能保證孔隙率。
③在第(3)-②步完成后，將剩余的50％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(135kg)和40％(拌合水總用量的重量百分比)的拌合水(32.4kg)，加入攪拌機(jī)中，攪拌1分鐘，使水泥與水形成流動度適宜的漿體，新拌膠結(jié)材漿體在機(jī)械攪拌的作用下，均勻包裹于粗集料表面，包裹了膠結(jié)材漿體的粗集料間相互以點(diǎn)、面接觸、粘結(jié)，即粗集料表面的膠結(jié)材漿體使得全部粗集料相互粘結(jié)，從而使得多孔混凝土既保證了連通孔隙率，又能提高多孔混凝土的強(qiáng)度，還提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。
(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
實(shí)施例2一種用于植被護(hù)坡，孔隙率為25％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定
①粗集料的緊密堆積密度(ρ)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3。
②粗集料的表觀密度(ρG)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(簡易方法)進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3。
③最佳水灰比(w/c)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％(水泥重量百分比)的高效減水劑。經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3。
④膠結(jié)材漿體密度(ρJ)的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝土采用最佳水灰比(W/C＝0.3)。經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3。
⑤孔隙率(R)的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于植被護(hù)坡，并要求孔隙率(R)為25％。
(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量(MG)為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562(kg)式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量(MC)為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.25-1562/2850)×2045×11+0.3=318(kg)]]>③拌合水用量(Mw)為Mw＝M×(w/c)×V＝318×0.3×1＝95(kg)(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料(1562kg)和70％(拌合水總用量的重量百分比)的水(66.5kg)，放入攪拌機(jī)中，攪拌2分鐘，使粗集料表面得到有效清洗，并使粗集料表面石粉等雜質(zhì)作為外摻料與膠結(jié)材漿體混為一體，有利粗集料與膠結(jié)材漿體的粘結(jié)，避免形成強(qiáng)度低的粘結(jié)過度帶。
②在第(3)-①步完成后，加入55％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(174.9kg)，攪拌2分鐘。使水泥和水形成流動性非常好的漿體，在粗集料之間起到潤滑作用，使粗集料避免因摩擦過大而擠碎，有利于攪拌，并能保證孔隙率。
③在第(3)-②步完成后，將剩余的45％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(143.1kg)和40％(拌合水總用量的重量百分比)的拌合水(28.5kg)，加入攪拌機(jī)中，攪拌2分鐘，使水泥與水形成流動度適宜的漿體，新拌膠結(jié)材漿體在機(jī)械攪拌的作用下，均勻包裹于粗集料表面，包裹了膠結(jié)材漿體的粗集料間相互以點(diǎn)、面接觸、粘結(jié)，即粗集料表面的膠結(jié)材漿體使得全部粗集料相互粘結(jié)，從而使得多孔混凝土既保證了連通孔隙率，又能提高多孔混凝土的強(qiáng)度，還提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。
(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
實(shí)施例3一種用于凈化污水，孔隙率為18％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度(ρ)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3。
②粗集料的表觀密度(ρG)按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(簡易方法)進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3。
③最佳水灰比(w/c)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T241994《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％(水泥重量百分比)的高效減水劑。經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3。
④膠結(jié)材漿體密度(ρJ)的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝士采用最佳水灰比(W/C＝0.3)。經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3。
⑤孔隙率(R)的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于透水路面，并要求孔隙率(R)為25％。
(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量(MG)為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562(kg)式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量(MC)為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.18-1562/2850)×2045×11+0.3=428(kg)]]>③拌合水用量(Mw)為Mw＝Mc×(w/c)×V＝428×0.3×1＝128(kg)(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料(1562kg)和80％(拌合水總用量的重量百分比)的水(102.4kg)，放入攪拌機(jī)中，攪拌3分鐘，使粗集料表面得到有效清洗，并使粗集料表面石粉等雜質(zhì)作為外摻料與膠結(jié)材漿體混為一體，有利粗集料與膠結(jié)材漿體的粘結(jié)，避免形成強(qiáng)度低的粘結(jié)過度帶。
②在第(3)-①步完成后，加入60％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(256.8kg)，攪拌3分鐘。使水泥和水形成流動性非常好的漿體，在粗集料之間起到潤滑作用，使粗集料避免因摩擦過大而擠碎，有利于攪拌，并能保證孔隙率。
③在第(3)-②步完成后，將剩余的40％(水泥總用量的重量百分比)的水泥(171.2kg)和20％(拌合水總用量的重量百分比)的拌合水(25.6kg)，加入攪拌機(jī)中，攪拌3分鐘，使水泥與水形成流動度適宜的漿體，新拌膠結(jié)材漿體在機(jī)械攪拌的作用下，均勻包裹于粗集料表面，包裹了膠結(jié)材漿體的粗集料間相互以點(diǎn)、面接觸、粘結(jié)，即粗集料表面的膠結(jié)材漿體使得全部粗集料相互粘結(jié)，從而使得多孔混凝土既保證了連通孔隙率，又能提高多孔混凝土的強(qiáng)度，還提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。
(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
試驗(yàn)結(jié)果用粒徑為16mm～19mm的單一粒級的石灰?guī)r質(zhì)碎石粗集料，重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％(水泥重量百分比)的高效減水劑等材料。采用實(shí)施例1～3的方法分別制備出用于透水路面、植被護(hù)坡、凈化污水的多孔混凝土，再分別測定其實(shí)際孔隙率和28天抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度，結(jié)果如下表 從上表可以看出①采用實(shí)施例1～3的方法制備出的多孔混凝土的實(shí)際孔隙率和要求的孔隙率基本相同，且有大量連通孔隙，表明本發(fā)明制備方法準(zhǔn)確、有效和實(shí)用，能充分發(fā)揮多孔混凝土的功能。
②采用實(shí)施例1～3的方法制備出的多孔混凝土抗壓強(qiáng)度均在10MPa以上，表明本發(fā)明制備方法能制備出較高強(qiáng)度的多孔混凝土。
權(quán)利要求
1.一種多孔混凝土的制備方法，其特征在于具體的方法步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度ρ的確定按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測定，粗集料的緊密堆積密度由粗集料的粒徑和級配決定；②粗集料的表觀密度ρG的確定按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測定，粗集料的表觀密度由粗集料的材質(zhì)決定；③最佳水灰比w/c的確定參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果為170±10mm時，膠結(jié)材漿體中拌合水與水泥的重量比就是最佳水灰比，最佳水灰比由水泥品種及外加劑的性能和摻量決定；④膠結(jié)材漿體密度ρJ的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，測試的水灰比采用最佳水灰比，因此，膠結(jié)材漿體密度由水灰比決定；⑤孔隙率R的確定多孔混凝土的孔隙率根據(jù)具體應(yīng)用情況而定；(2)計算配置原料用量按照要求制備的多孔混凝土的體積Vm3，根據(jù)第(1)步確定出的基本參數(shù)，精確計算配置各原材料用量如下①粗集料用量為MG＝α×ρ×Vkg②水泥用量為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V(1+w/c)kg]]>③拌合水用量為Mw＝Mc×(w/c)×Vkg式中α-折減系數(shù)為0.98ρ-粗集料的緊密堆積密度 kg/m3ρG-粗集料的表觀密度 kg/m3w/c-最佳水灰比ρJ-膠結(jié)材漿體密度 kg/m3R-孔隙率(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料和60％～80％的水，放入攪拌機(jī)中，攪拌1～3分鐘；②在第(3)-①步完成后，加入50％～60％的水泥，攪拌1～3分鐘；③在第(3)-②步完成后，將剩余的40％～50％的水泥和20％～40％的拌合水，加入攪拌機(jī)中，攪拌1～3分鐘；(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種多孔混凝土的制備方法，其特征在于一種用于透水路面，要求孔隙率為28％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度ρ按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3。②粗集料的表觀密度ρG按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3；③最佳水灰比w/c參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％的高效減水劑，經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3；④膠結(jié)材漿體密度ρJ的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝土采用最佳水灰比為0.3，經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3；⑤孔隙率R的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于透水路面，并要求孔隙率R為28％；(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562kg式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.28-1562/2850)×2045×11+0.3=270kg]]>③拌合水用量為Mw＝Mc×(w/c)×V＝270×0.3×1＝81kg(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料和60％的水，放入攪拌機(jī)中，攪拌1分鐘；②在第(3)-①步完成后，加入50％的水泥，攪拌1分鐘；③在第(3)-②步完成后，將剩余的50％的水泥和40％的拌合水，加入攪拌機(jī)中，攪拌1分鐘；(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種多孔混凝土的制備方法，其特征在于一種用于植被護(hù)坡，孔隙率為25％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度ρ按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3；②粗集料的表觀密度ρG按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3；③最佳水灰比w/c參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％的高效減水劑，經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3；④膠結(jié)材漿體密度ρJ的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝土采用最佳水灰比為0.3，經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3；⑤孔隙率R的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于透水路面，并要求孔隙率R為28％；(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562kg式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.25-1562/2850)×2045×11+0.3=318kg]]>③拌合水用量為Mw＝Mc×(w/c)×V＝318×0.3×1＝95kg(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料和70％的水，放入攪拌機(jī)中，攪拌2分鐘；②在第(3)-①步完成后，加入55％的水泥，攪拌2分鐘；③在第(3)-②步完成后，將剩余的45％的水泥和30％的拌合水，加入攪拌機(jī)中，攪拌2分鐘；(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種多孔混凝土的制備方法，其特征在于一種用于凈化污水，孔隙率為18％的多孔混凝土的制備方法的具體步驟如下(1)基本參數(shù)的確定①粗集料的緊密堆積密度ρ按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用粒徑為16mm～19mm的單一粒級碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的緊密堆積密度ρ＝1594kg/m3。②粗集料的表觀密度ρG按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土采用石灰?guī)r材質(zhì)的碎石粗集料，經(jīng)試驗(yàn)測定粗集料的表觀密度ρG＝2850kg/m3；③最佳水灰比w/c參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定方法》對膠結(jié)材漿體進(jìn)行流動度試驗(yàn)，本實(shí)施例的多孔混凝土的采用重慶地維水泥廠生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，減水率為20％、摻量為0.8％的高效減水劑，經(jīng)試驗(yàn)測定，其最佳水灰比W/C＝0.3；④膠結(jié)材漿體密度ρJ的確定參照標(biāo)準(zhǔn)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》中的密度試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，本實(shí)施例的多孔混凝土采用最佳水灰比為0.3，經(jīng)試驗(yàn)測定，膠結(jié)材漿體密度ρJ＝2045kg/m3；⑤孔隙率R的確定由于本實(shí)施例的多孔混凝土用于透水路面，并要求孔隙率R為28％；(2)計算配置原料用量按照實(shí)際應(yīng)用情況，需制備出體積V＝1m3的多孔混凝土，根據(jù)第(1)步確定的基本參數(shù)，精確計算原材料用量如下①粗集料用量為MG＝α×ρ×V＝0.98×1594×1＝1562kg式中，折減系數(shù)α為0.98②水泥用量為MC=(1-R-MG/ρG)×ρJ×V1+w/c=(1-0.18-1562/2850)×2045×11+0.3=428kg]]>③拌合水用量為Mw＝Mc×(w/c)×V＝428×0.3×1＝128kg(3)混合攪拌在第(2)步完成后，根據(jù)第(2)步計算配置出的各原材料用量，分以下三步進(jìn)行混合攪拌①將全部粗集料和80％的水，放入攪拌機(jī)中，攪拌3分鐘；②在第(3)-①步完成后，加入60％的水泥，攪拌3分鐘；③在第(3)-②步完成后，將剩余的40％的水泥和20％的拌合水，加入攪拌機(jī)中，攪拌3分鐘；(4)成型在第(3)步完成后，按照多孔混凝土成品的形狀要求，按照常規(guī)方法成型。
全文摘要
一種多孔混凝土的制備方法，涉及功能性的無砂多孔隙混凝土的制備方法。本發(fā)明先根據(jù)所要求的多孔混凝土的孔隙率及最佳水灰比和所采用的粗骨料粒徑、級配及材質(zhì)，確定出多孔混凝土的基本參數(shù)，再精確計算配置各原材料用量，然后經(jīng)特殊的攪拌工藝，并按常規(guī)方法成型。由于本發(fā)明具有能保證所需孔隙率及孔隙的連通性，使多孔混凝土具有透水、凈水以及植被根系生長等功能，且強(qiáng)度高，又能節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本且方法簡單、實(shí)用等特點(diǎn)。故采用本發(fā)明方法制備出的多孔混凝土，可廣泛用作透水路面材料，污水凈化材料、植被生長基材以及道路、河流的植被護(hù)坡、護(hù)堤材料等，還可用于沙漠的固沙和綠化，為沙漠改造開辟新的途徑。
文檔編號C04B38/00GK101033148SQ200710078200
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者王智, 李曉紅, 錢覺時, 張朝暉, 石從黎 申請人:重慶大學(xué)