本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度透水混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

在城市化建設(shè)中，現(xiàn)代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆蓋，形成了生態(tài)學(xué)上的“人造沙漠”，便捷的交通設(shè)施，鋪設(shè)平整的道路在給人們的出行帶來極大方便的同時，這些不透水的路面也給城市的生態(tài)環(huán)境帶來極大的負(fù)面影響。首先，傳統(tǒng)的地面鋪裝強(qiáng)調(diào)的是地面的堅固耐用及使用性，但此種路面鋪裝的不透水性卻將寶貴的自然降水完全與下層土壤及地下水阻斷，降水大部分通過城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)排入江河湖海等地表水源中，加之城市地下水的過量抽取，導(dǎo)致城市地下水位越來越低，形成了地質(zhì)學(xué)上的“漏斗型”地下水位，引發(fā)地面下降，沿海地區(qū)還會導(dǎo)致海水倒灌，這就嚴(yán)重影響了雨水的有效利用，同時不透水地面鋪裝降雨時雨水是先通過地面的排水坡度或地表明溝排入下水道，雨水在進(jìn)入下水道前要經(jīng)過較長距離的地表徑流才能進(jìn)入城市地下排水系統(tǒng)。該過程使最初相對清潔的雨水溶入大量的城市地表污染物，這種徑流過程中產(chǎn)生的二次污染，通過城市排水系統(tǒng)進(jìn)入周圍地表自然水體，加重了自然水體的污染程度，影響了城市地表植物的生長，破壞了城市地表生態(tài)平衡；其次這種表面致密的地面鋪裝不利于緩解城市的噪音污染，主要是來自路面交通產(chǎn)生的噪音；在雨天由于不能及時排水，造成路面積水，使雨天行車產(chǎn)生“漂滑”、“飛濺”、“夜間眩光”等現(xiàn)象，給行人出行和車輛行駛帶來不便；另外這種不透水的鋪裝與周圍城市建筑共同作用，會增加城市的“熱島效應(yīng)”；還有由于它的色彩灰暗，缺乏生氣，現(xiàn)代的城市也被稱為“灰色的熱島”。

現(xiàn)在需要一種能滿足路用性能，同時又能與自然環(huán)境協(xié)調(diào)共生，為人類構(gòu)造舒適生活環(huán)境的路面鋪裝材料。透水性混凝土是一種生態(tài)型環(huán)?；炷?。它是一種經(jīng)過特殊工藝制成的具有連續(xù)空隙的混凝土。它既有一定的強(qiáng)度，又具有一定的透氣透水性，可以很好的緩解不透水鋪裝對環(huán)境造成的影響。

透水混凝土又稱多孔混凝土，無砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土，它不含細(xì)骨料，由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，故具有透氣、透水和重量輕的特點。

透水混凝土由歐美、日本等國家針對原城市道路的路面的缺陷，開發(fā)使用的一種能讓雨水流入地下，有效補充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等等的一些城市環(huán)境問題。并能有效的消除地面上的油類化合物等對環(huán)境污染的危害；同時，是保護(hù)地下水、維護(hù)生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應(yīng)的優(yōu)良的鋪裝材料；其有利于人類生存環(huán)境的良性發(fā)展及城市雨水管理與水污染防治等工作上，具有特殊的重要意義。

透水混凝土系統(tǒng)擁有系列色彩配方，配合設(shè)計的創(chuàng)意，針對不同環(huán)境和個性要求的裝飾風(fēng)格進(jìn)行鋪設(shè)施工。這是傳統(tǒng)鋪裝和一般透水磚不能實現(xiàn)的特殊鋪裝材料。

透水混凝土在美國從上世紀(jì)七、八十年代就開始研究和應(yīng)用，不少國家都在大量推廣，如德國預(yù)期要在短期內(nèi)將90％的道路改造成透水混凝土，改變過去破壞城市生態(tài)的地面鋪設(shè)，使透水混凝土路面取決得廣泛的社會效益。

納米材料由于尺寸小，使其在結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性質(zhì)方面具有特殊的性能，是當(dāng)今材料學(xué)領(lǐng)域研究的熱點，被科學(xué)家們譽為“世紀(jì)最有前途的材料”。本發(fā)明提供了高強(qiáng)度透水混凝土，具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)度透水混凝土及其制備方法。

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高強(qiáng)度透水混凝土，由下述重量份的原料制備而成：水泥95-105份、玄武巖碎石440-540份、丁苯膠乳1-10份、減水劑1-10份、納米復(fù)合填料10-30份、水28-38份。

優(yōu)選地，所述的水泥為P.O 42.5水泥。

優(yōu)選地，所述的玄武巖碎石的粒徑為2.2-4.8mm。

優(yōu)選地，所述的丁苯膠乳的總固物為44-54wt％，玻璃化溫度為2-12℃。

優(yōu)選地，所述的減水劑為三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉中一種或多種的混合物。

更優(yōu)選地，所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉混合而成，所述三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉的質(zhì)量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。

優(yōu)選地，所述的納米復(fù)合填料為磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅中一種或多種的混合物。

更優(yōu)選地，所述的納米復(fù)合填料由磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅混合而成，所述磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅的質(zhì)量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。

本發(fā)明還提供了上述高強(qiáng)度透水混凝土的制備方法：將減水劑、丁苯膠乳加入水中攪拌混合均勻，得到混合液；將水泥、玄武巖碎石、納米復(fù)合填料加入混凝土攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，然后加入混合液繼續(xù)攪拌至混合均勻即得。

本發(fā)明提供的高強(qiáng)度透水混凝土，通過合理的配比，優(yōu)選出適合高強(qiáng)度透水混凝土的減水劑、納米復(fù)合填料種類及用量，該透水混凝土具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度和透水系數(shù)，能夠滿足各種對于混凝土有透水要求的工程需要，有利于維護(hù)生態(tài)平衡和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，以下所述，僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更為同等變化的等效實施例。凡是未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以下實施例所做的任何簡單修改或等同變化，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實施例中各原料介紹：

三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉，CAS號：1323-19-9。

6-羥基-2-萘磺酸鈉，CAS號：135-76-2。

2,6-二叔丁基萘磺酸鈉，CAS號：14992-59-7。

磷酸鈦，CAS號：15578-51-5，粒徑30nm。

鎢酸銅，又稱：氧化鎢銅，CAS號：13587-35-4，粒徑30nm。

草酸銅，CAS號：814-91-5，粒徑30nm。

水泥，采用安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn)的P.O 42.5水泥。

玄武巖碎石，粒徑為3mm。

丁苯膠乳，采用專利申請?zhí)枺?00610112833.2中實施例1的方法制備，總固物為48.8wt％，玻璃化溫度為7.2℃。

實施例1

高強(qiáng)度透水混凝土原料(重量份)：P.O 42.5水泥100份、玄武巖碎石500份、丁苯膠乳8份、減水劑5.4份、納米復(fù)合填料18份、水33份。

所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質(zhì)量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。

所述的納米復(fù)合填料由磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅按質(zhì)量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。

高強(qiáng)度透水混凝土的制備：將減水劑、丁苯膠乳加入水中攪拌混合均勻，得到混合液；將P.O 42.5水泥、玄武巖碎石、納米復(fù)合填料加入混凝土攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，然后加入混合液繼續(xù)攪拌至混合均勻即得。

實施例2

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的減水劑由6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例2的高強(qiáng)度透水混凝土。

實施例3

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例3的高強(qiáng)度透水混凝土。

實施例4

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的減水劑由三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例4的高強(qiáng)度透水混凝土。

實施例5

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的納米復(fù)合填料由鎢酸銅、草酸銅按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例5的高強(qiáng)度透水混凝土。

實施例6

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的納米復(fù)合填料由磷酸鈦、草酸銅按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例6的高強(qiáng)度透水混凝土。

實施例7

與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：所述的納米復(fù)合填料由磷酸鈦、鎢酸銅按質(zhì)量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例7的高強(qiáng)度透水混凝土。

測試?yán)?

對實施例1-7制備得到的高強(qiáng)度透水混凝土常規(guī)指標(biāo)抗壓強(qiáng)度、透水性、抗氯離子滲透性能進(jìn)行測試?？箟簭?qiáng)度、透水性測試參照甘冰清的碩士論文《透水混凝土的配合比設(shè)計及其性能研究》中2.3節(jié)中的方法進(jìn)行；抗氯離子滲透試驗測試方法參照徐慶磊的碩士論文《納米二氧化硅對水泥基材料性能的影響及作用機(jī)理研究》中2.2.5抗氯離子滲透試驗進(jìn)行，具體測試結(jié)果見表1。

表1：常規(guī)指標(biāo)測試結(jié)果表

比較實施例1與實施例2-4，實施例1(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉復(fù)配)常規(guī)指標(biāo)抗壓強(qiáng)度、透水性、抗氯離子滲透性能明顯優(yōu)于實施例2-4(三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、6-羥基-2-萘磺酸鈉、2,6-二叔丁基萘磺酸鈉中任意二者復(fù)配)。比較實施例1與實施例5-7，實施例1(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅復(fù)配)常規(guī)指標(biāo)抗壓強(qiáng)度、透水性、抗氯離子滲透性能明顯優(yōu)于實施例5-7(磷酸鈦、鎢酸銅、草酸銅中任意二者復(fù)配)。