[发明专利]一种高强耐冻改性透水混凝土混合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强耐冻改性透水混凝土混合物及其制备方法，它是由以下重量份的原料混合而成的：343.4份骨料，70份水泥、20份水、2份外加剂、0.7份聚合物和0.3份聚丙烯纤维。本发明在混凝土中添加了提高强度的聚丙烯纤维，同时引入了有机聚合物，通过合理的配合比，优选出适合聚丙烯纤维聚合物透水混凝土的减水剂、聚合物的种类及用量，通过聚丙烯纤维和有机聚合物的协同作用，使得制备出来的透水混凝土具有良好的抗压强度、孔隙率、透水系数以及抗冻等级，延长了纤维透水混凝土使用寿命。

技术领域

本发明涉及道路建筑地透水混凝土，尤其是高强耐冻地改性透水混凝土混合物。

背景技术

随着城市化的快速发展，越来越多的地表被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖，虽然方便了人类的衣食住行，但是同时这些不透水的建设也给城市生态环境带来了极大的负面影响，造成城市热岛效应。近年来随着透水混凝土的出现，有效的缓解了这一现象，减轻了城市排水系统的压力，有效的补给地下水、减轻城市热岛效应。

传统的透水混凝土由水、水泥、粗骨料组成，采用单粒级骨料作为骨架，水泥浆薄层或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料表面形成胶结层，骨料通过硬化胶结层胶结而成多孔堆积结构。透水混凝土主要用于人行道、城市广场、户外停车场、园林景观道路等轻型交通路面，抗压强度一般为10MPa-30MPa，大多在10MPa-20MPa之间，连续孔隙率一般为15％-25％，透水系数一般≥10×10²cm/s，大多超过了15×10²cm/s。实际应用发现，透水混凝土以多孔连通、薄胶结层为表征的内部结构，往往使其耐久性成为一个薄弱环节，使用寿命普遍不长。

为了提高透水混凝土的耐久性，人们想着通过提高透水混凝土的强度来达到目的。如中国专利公开号CN107759172A公开的一种水性环氧树脂改性透水混凝土材料；中国专利公开号CN107098637A公开的一种新型生态透水混凝土材料及其制备方法；中国专利公开号CN107721326A公开的一种透水混凝土及其制备方法；中国专利公开号CN105246853公开的一种快速固化的透水混凝土等等。这些文献公开的技术基本都是由水泥、粗骨料、矿渣微粉、减水剂、聚合物以及纤维混合而成，虽然都在一定程度上提高了透水混凝土的强度，一般28天抗压强度都达到20MPa以上。但是透水混凝土的耐久性不仅仅是看它的28天抗压强度，还要看它的抗冻性，也就是要检测透水混凝土的抗冻等级。所谓的抗冻等级是以28d龄期的试件，按标准试验方法(慢冷法)进行反复冻融循环试验时，以同时满足强度损失率不超过25％，重量损失率不超过5％所能承受的最大冻融循环次数来表示。对于混凝土来说，混凝土的抗压强度随着冻融次数的增加逐渐衰减，当冻融循环到一定次数时，混凝土的骨料不能被水泥浆体包裹几乎全部暴露，导致混凝土冻碎，水泥水化产物丧失凝结力，粗细骨料分离，使得混凝土彻底遭到破坏而无法继续发挥它的功能。另外，为了提高强度，这些文献中记载的聚合物添加量都比较高，导致透水混凝土的成本大大提高，这种为了提高强度而不顾及成本的做法是不可取的。所以说，衡量透水混凝土的耐久性需要在限制成本的前提下综合考虑抗压强度和冻融性。

中国专利申请号200980149140.2于2009.12.03公开了一种透水组合物，该文献提出了透水混凝土的冻融性，从它的试验数据可以看出，它的28天强度最高才达到7.01MPa，在经过冻融25次时它的强度降低很明显，正如在它【0031】记载的那样，在冬季时期之后显示出不能令人满意的耐久性。

因此，上述公开的文献要么没有考虑混凝土的冻融性，要么冻融性低，导致透水混凝土的耐久性差，要么成本高，无法大面积推广，尤其是在冬季寒冷和温差大的区域，这些技术更无法显示它的优越性。

发明内容

为了解决透水混凝土的耐久性问题，使得透水混凝土在北方寒冷和温差大的地方得到大面积的推广，本发明提供一种在不提高成本的前提下可以实现高强耐冻的改性透水混凝土混合物及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：