[发明专利]一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土及其制备方法，所述混凝土由如下重量份配比的原料制成：矿渣200~250重量份、粉煤灰80~120重量份、碱激发溶液130~180重量份、缓凝剂0.5~1.5重量份、防冻剂10~15重量份、颜料10~15重量份和粗集料1500~1700重量份，各原料按一定顺序混合搅拌均匀后得到所需的混凝土。本发明通过碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料制成的透水混凝土，易于制备，且兼具良好的排水、力学和抗冻性能，其各项性能均远超《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135‑2009）的性能指标要求；同时本发明采用矿渣和粉煤灰作为制备透水混凝土的主要原料，减少了水泥用量，原料生产过程成本低廉、绿色低碳、节能减排，有效地实现了矿渣、粉煤灰工业废料的资源化利用，经济、社会和环境效益显著。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的快速发展，许多城市道路都被钢筋混凝土结构物和不透水材料所覆盖。由于硬化的普通混凝土路面不透水，阻断雨水和地下水之间的循环，造成地下水位下降，甚至还会引起城市内涝，严重破坏城市水循环系统。透水铺装系统作为建设海绵城市的主要措施之一，可以改善城市水循环，修复城市水环境。

目前，现有技术中透水混凝土的基体材料仍以普通硅酸盐水泥为主，存在诸多缺点：①胶结材料主要以水泥为主，强度偏低；②孔隙率越大强度越低，其力学性能与排水性能难以兼顾；③由于透水混凝土的多孔性，使其抗冻性能差，造成其服役寿命大大缩短；④原材料水泥的生产会造成能耗和环境问题。

碱激发胶凝材料是一种新型绿色胶凝材料，不掺水泥，水化产物为[AlO₄]^5-和[SiO₄]^4-四面体结构单元聚合而成的三维网络型产物，且不含Ca(OH)₂，与水泥基胶凝体系相比更加密实，具有水化热低、强度高、耐久性好等诸多优点。碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料以矿渣、粉煤灰等固体废弃物为原料，降低了硅酸盐水泥的用量，减少了因生产水泥而产生的能耗和环境问题，同时有效地提高了矿渣、粉煤灰等工业废料的资源化利用，有利于实现社会经济效益与环境保护协调发展。众多学者已经将碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料用于制备各类混凝土，发明专利CN 106946509 A公开了一种碱激发粉煤灰/矿渣泡沫混凝土及其制备方法，该混凝土的性能提升主要侧重于干密度与导热系数，但其强度最高不足5MPa，无法用于路面工程。

综上所述，传统水泥基材料存在诸多缺点，而碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料也有部分缺陷，因此，亟需寻求一种制备透水混凝土的新型胶凝材料，既能兼顾排水、力学和抗冻性能，又能实现建筑材料的节能减排及绿色低碳发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明首要目的在于提供一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土。

本发明的另一个目的是提供一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

本发明提供了一种碱激发矿渣/粉煤灰抗冻透水混凝土，所述混凝土由如下重量份配比的原料制成：矿渣200～250重量份、粉煤灰80～120重量份、碱激发溶液130～180重量份、缓凝剂0.5～1.5重量份、防冻剂10～15重量份、颜料10～15重量份和粗集料1500～1700重量份。

进一步的，所述混凝土由如下重量份配比的原料制成：矿渣212～236重量份、粉煤灰91～101重量份、碱激发溶液152～167重量份、缓凝剂0.5～1.5重量份、防冻剂10～15重量份、颜料10～12重量份和粗集料1568～1617重量份。