[发明专利]一种环保型轻质高强度透水混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开一种环保型轻质高强度透水混凝土及其制备方法：（1）备料：按重量份数准备粗骨料、细骨料、减水剂、胶凝材料、掺合料、硫酸钙晶须、超高分子量聚乙烯纤维、纤维分散剂及水；（2）拌和：先将粗骨料、细骨料和10%的水进行预拌，预拌之后，再将胶凝材料加入预拌材料内，在搅拌过程中加入超高分子量聚乙烯纤维；随后，将剩下的水、减水剂以及经纤维分散剂处理的超高分子量聚乙烯纤维搅拌；（3）入模成型；（4）养护。本发明掺入超高分子量聚乙烯纤维，增强水泥基体的抗拉强度，从宏观层面提高透水混凝土力学性能；硫酸钙晶须能均匀分散在透水混凝土内部，形成空间骨架，在微观层面提高其内部孔隙的稳定性，其透水性强，使用寿命延长。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体的说，尤其涉及一种环保型轻质高强度透水混凝土及其制备方法。

背景技术

透水混凝土运用在透水路面的铺装中，透水混凝土的原材料主要有天然骨料、水泥基材、外加剂、掺合料等，其空隙率一般为15％～25％。透水混凝土用于铺装路面，具有排水、吸声降噪、增大地表透气性、缓解热岛效应等多种功能，在海绵城市的建设上有较好的应用场景。而现有透水混凝土的抗压强度及抗弯拉强度不足，透水系数不高。

CJJ/T 135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》要求道路面层的透水混凝土最低强度等级为C20，弯拉强度2.5MPa，透水系数0.5mm，联通孔隙率10％。而由于透水混凝土自身的多孔结构特征，其力学强度主要依赖于基体和骨料界面过渡区的强度，导致透水混凝土的力学性能较普通混凝土较低。对比文献ZL2019111193577.9，专利名称为“一种晶须增强透水混凝土及其制备方法”中，在掺硫酸钙晶须可以有效提高透水混凝土力学性能，强度可达C30，但由于硫酸钙晶须作为亚纳米材料良好的填充效应严重影响透水混凝土的渗透性，其渗透系数只有0.5mm/s左右，透水混凝土抗压强度、抗折强度与渗透系数呈负相关的问题急需解决。

发明内容

本发明提供一种环保型轻质高强度透水混凝土及其制备方法及其制备方法，有效解决了透水混凝土抗压强度不佳、抗弯拉强度不足及透水性差等技术问题。

本发明提供一种环保型轻质高强度透水混凝土，由下述重量份的原材料制备而成：包括下述重量份的原料，其中，粗骨料1375.9～1681.7份，细骨料74.3～88.6份，减水剂2.76～3.34份，胶凝材料304份，掺合料31.2～61.6份，纳米材料1.52～4.56份，高性能纤维0.2432～0.3648份，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。

优选的，所述的纳米材料为硫酸钙晶须，所述的硫酸钙晶须的平均长径比为30～200，平均长度为0.2～6μm，松散密度为0.1～0.4g/cm3，抗张强度为18.5GPa～22.5GPa，抗张模量为173GPa～193GPa。

优选的，所述掺合料中粉煤灰占掺合料质量份数的48.7％～74.4％，硅灰占掺合料质量份数的25.6％～51.3％。

优选的，所述的高性能纤维为超高分子量聚乙烯纤维，其直径为20～30μm，长度为58～62㎜，密度为0.90～0.99g/m3，抗拉强度为2800～3200MPa，弹性模量为90～110GPa，极限延伸率为2.5～4.0％，该超高分子量聚乙烯纤维产自湖南中泰特种装备有限责任公司。

优选的，所述的超高分子量聚乙烯纤维的直径为25μm，长度为60㎜，密度为0.97g/m³，抗拉强度为3000MPa，弹性模量为100GPa，极限延伸率为3.0％。

优选的，所述的粗骨料为卵石，该卵石的粒径为5～10mm，细骨料为机制砂，该机制砂的细度模数为2.2～2.7。

本发明提供一种如上任一项所述的环保型轻质高强度透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：按照重量份数准备粗骨料、细骨料、减水剂、胶凝材料、掺合料、纳米材料、高性能纤维、纤维分散剂及水；