一种透水混凝土的制备及施工方法与流程

1.本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种透水混凝土的制备及施工方法。


背景技术：

2.目前，城市道路普遍为不透水混凝土或水泥路面，雨天排水不畅时会导致路面积水严重造成城市内涝，影响行人出行和车辆通行，甚至会出现人身溺水安全事故。“海绵城市”需求应运而生，主要是城市部分道路采用透水混凝土结构，能够有效解决路面积水现象。
3.目前，常见的透水混凝土的制备及施工方法的是这样的：
4.在透水混凝土的制备方面，透水混凝土主要由水泥、掺合料、细骨料、复合外加剂和水组成，也有部分透水混凝土使用胶结剂，但常用的外加剂主要是其分散作用的减水剂，胶结剂主要是胶粉。专利cn106904903b公开了一种梯度型透水混凝土制品，其所用复合外加剂为减水剂、增稠剂、缓凝剂和早强剂的复配物，能够满足透水混凝土的制备及施工工艺，但是硬化混凝土的粘结强度不高。专利cn109437757a公开了一种透水混凝土的制备方法，使用聚羧酸减水剂满足拌合物的塑性，同时使用聚丙烯纤维来增加透水混凝土的韧性，但纤维在这种无坍落度的混凝土中使用，其很难在体系中均匀分散。专利cn106192657a中公开了一种生态透水混凝土的制备方法，胶结剂包括硅粉、减水剂和干胶粉，制成的混凝土路面具有强度大、使用时间长且不易开裂的优点，但28天抗折强度仅2.5mpa，透水混凝土骨料之间的粘结强度不高。
5.在透水混凝土施工方面，由于要保证透水混凝土的蜂窝状结构及孔隙率，一般透水混凝土采用胶凝材料和骨料一起拌合，并且为避免施工时流浆堵塞透水孔道，透水混凝土拌合物状态塑性需要较差或呈半干硬性。但这种工艺会大大缩短了留给施工的时间，很容易造成透水混凝土已达到初凝状态还未施工完毕的情况。也有采用预拌浆体的方法，专利cn110078443a公开了一种采用浆体预拌的方法，然后在施工现场再与骨料拌合的施工工艺。该方法有效解决了运输预拌混凝土的装料、容易硬化难题；施工现场避免了扬尘现象等环境污染问题。但浆体和骨料在施工现场仍需要拌合，仍然会耗费人力与能源。
6.综上所述，现有技术存在的问题是：
7.(1)透水混凝土粘结强度及韧性较差。现有技术直接使用各种类的纤维材料或者胶粉来提升粘结强度和韧性，在混凝土制备的过程中又存在纤维分布不均、强度离散度大；胶粉对粘结强度提升有限。
8.(2)透水混凝土制备及施工工艺复杂。现有技术要么采用一次搅拌成型工艺，要么先采用预拌浆体后加入骨料，现场拌合的工艺，两种施工工艺均存在工艺复杂的问题，不利于节能减排。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种透水混凝土的制备及施工方
法。所述技术方案如下：
10.一方面，提供了一种透水混凝土的制备及施工方法，包括以下步骤：
11.(1)透水混凝土原材料准备：骨料900份～1800份、水泥450份、增强增韧剂45份～225份、复合外加剂4.5份～22.5份、水90份～180份；
12.(2)浆体预拌：在强制式搅拌机中逐次加入水泥、增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入复合外加剂和水的混合溶液，搅拌2min～4min，即得预拌浆体；
13.(3)润湿及摊铺骨料：将骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
14.(4)浆体浇筑及震压：将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实；
15.(5)透水混凝土养护：浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间不少于十天。
16.优选的，所述骨料为粒径5mm～10mm的碎石。
17.优选的，所述水泥为硅酸盐水泥，其中水泥比表面积为500m2/kg～650m2/kg，强度等级不低于42.5。
18.优选的：所述增强增韧剂含有粉煤灰、迷迭香酸、三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂，质量比为5:1:3:1。其中增强增韧剂的制备方法如下：
19.(1)将粉煤灰和迷迭香酸加入混合反应釜中，进行预混合；
20.(2)三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂配成混合溶液，搅拌均匀后待用；
21.(3)采用混磨和喷雾加料相结合的粉磨活化工艺，在混磨的同时向反应釜中喷入三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂的混合液，促使各组分活性增强、化学反应充分以及高效复合，即得增强增韧剂。
22.优选的，所述的复合外加剂为聚羧酸系高性能减水剂和纳米纤维素，二者质量比为50:1。
23.优选的，所述平板振动器振动成型时间控制在30s～60s；滚压压力控制在1.0mpa～2.0mpa。
24.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
25.本发明提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，依据仿生贻贝黏附原理，在制备上使用带有黏附功能的双邻苯二酚结构的迷迭香酸分子，通过硅烷偶联剂一方面与胶凝材料表面的羟基结合，另一方面利用氨基基团上的活泼氢与迷迭香酸发生脱水缩合反应，通过化学键将具有粘结增韧作用的迷迭香酸结合到胶凝材料表面上。然后在高ph值混凝土体系中，迷迭香酸分子中双邻苯二酚结构相互交联，形成高分子网状强韧的蛋白丝，使增强增韧剂与混凝土骨料和水泥颗粒之间形成非连续微观生物黏附支架，增加混凝土各原材料之间的粘结力，因此，能够提升混凝土微观结构的韧性。同时，通过一种新型的施工工艺，先将骨料摊铺与道面上，直接倾倒并平整预拌水泥浆体，然后通过振压成型即得透水混凝土，相较于传统透水混凝土制备过程中胶凝材料和骨料一起搅拌的工艺，本发明制备及施工方法简单、快捷、方便，更加节能减排和环保。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.本发明涉及一种透水混凝土的制备及施工方法，包括以下步骤：
28.(1)透水混凝土原材料准备：骨料900份～1800份、水泥450份、增强增韧剂45份～225份、复合外加剂4.5份～22.5份、水90份～180份；
29.(2)浆体预拌：在强制式搅拌机中逐次加入水泥、增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入复合外加剂和水的混合溶液，搅拌2min～4min，即得预拌浆体；
30.(3)润湿及摊铺骨料：将骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
31.(4)浆体浇筑及震压：将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实；
32.(5)透水混凝土养护：浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间不少于十天。
33.本发明实施例提供的骨料为粒径5mm～10mm的碎石。
34.本发明实施例提供的水泥为硅酸盐水泥，其中水泥比表面积为500m2/kg～650m2/kg，强度等级不低于42.5。
35.本发明实施例提供的增强增韧剂含有粉煤灰、迷迭香酸、三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂，质量比为5:1:3:1。其中增强增韧剂的制备方法如下：
36.(1)将粉煤灰和迷迭香酸加入混合反应釜中，进行预混合；
37.(2)三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂配成混合溶液，搅拌均匀后待用；
38.(3)采用混磨和喷雾加料相结合的粉磨活化工艺，在混磨的同时向反应釜中喷入三异丙醇胺和氨基硅烷偶联剂的混合液，促使各组分活性增强、化学反应充分以及高效复合，即得增强增韧剂。
39.本发明实施例提供的复合外加剂为聚羧酸系高性能减水剂和纳米纤维素，二者质量比为50:1。
40.本发明实施例提供的平板振动器振动成型时间控制在30s～60s；滚压压力控制在1.0mpa～2.0mpa。
41.下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
42.实施例1
43.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料900份、水泥450份、增强增韧剂225份、复合外加剂22.5份、水150份。制备及施工方法包括：
44.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为500m2/kg的水泥、225份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入22.5份复合外加剂和150份水的混合溶液，搅拌2min，即得预拌浆体；
45.步骤二，将900份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
46.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间30s，滚压压力控制在1.0mpa；
47.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十天。
48.实施例2
49.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1100份、水泥450份、增强增韧剂190份、复合外加剂19份、水140份。制备及施工方法包括：
50.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为550m2/kg的水泥、190份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入19份复合外加剂和140份水的混合溶液，搅拌3min，即得预拌浆体；
51.步骤二，将1100份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
52.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间40s，滚压压力控制在1.2mpa；
53.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十一天。
54.实施例3
55.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1300份、水泥450份、增强增韧剂160份、复合外加剂16份、水130份。制备及施工方法包括：
56.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为600m2/kg的水泥、160份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入16份复合外加剂和130份水的混合溶液，搅拌4min，即得预拌浆体；
57.步骤二，将1300份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
58.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间50s，滚压压力控制在1.4mpa；
59.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十二天。
60.实施例4
61.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1500份、水泥450份、增强增韧剂130份、复合外加剂13份、水120份。制备及施工方法包括：
62.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为650m2/kg的水泥、130份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入13份复合外加剂和120份水的混合溶液，搅拌2min，即得预拌浆体；
63.步骤二，将1500份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
64.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间60s，滚压压力控制在1.6mpa；
65.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十三天。
66.实施例5
67.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1700份、水泥450份、增强增韧剂100份、复合外加剂10份、水110份。制备及施工方法包括：
68.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为500m2/kg的水泥、100份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入10份复合外加剂和110份水的混合溶液，搅拌3min，即得预拌浆体；
69.步骤二，将1700份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
70.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间60s，滚压压力控制在1.8mpa；
71.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十四天。
72.实施例6
73.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1800份、水泥450份、增强增韧剂70份、复合外加剂7份、水100份。
74.制备及施工方法包括：
75.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为550m2/kg的水泥、70份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入7份复合外加剂和100份水的混合溶液，搅拌4min，即得预拌浆体；
76.步骤二，将1800份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
77.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间60s，滚压压力控制在2.0mpa；
78.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十四天。
79.实施例7
80.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1800份、水泥450份、增强增韧剂45份、复合外加剂4.5份、水90份。
81.制备及施工方法包括：
82.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为600m2/kg的水泥、45份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入4.5份复合外加剂和90份水的混合溶液，搅拌2min，即得预拌浆体；
83.步骤二，将1800份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
84.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间60s，滚压压力控制在2.0mpa；
85.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十四天。
86.实施例8
87.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1600份、水泥450份、增强增韧剂120份、复合外加剂8.5份、水135份。制备及施工方法包括：
88.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为650m2/kg的水泥、120份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入8.5份复合外加剂和135份水的混合溶液，搅拌3min，即得预拌浆体；
89.步骤二，将1600份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
90.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间55s，滚压压力控制在1.9mpa；
91.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一
天后洒水养护，湿养护时间十二天。
92.实施例9
93.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1400份、水泥450份、增强增韧剂180份、复合外加剂13份、水150份。制备及施工方法包括：
94.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为550m2/kg的水泥、180份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入13份复合外加剂和150份水的混合溶液，搅拌3min，即得预拌浆体；
95.步骤二，将1400份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
96.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间30s，滚压压力控制在1.6mpa；
97.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十二天。
98.实施例10
99.本发明实施例提供的一种透水混凝土的制备及施工方法，其质量比例为：骨料1000份、水泥450份、增强增韧剂200份、复合外加剂15份、水150份。制备及施工方法包括：
100.步骤一，在强制式搅拌机中逐次加入450份比表面积为650m2/kg的水泥、200份增强增韧剂，启动搅拌，搅拌均匀后倒入15份复合外加剂和150份水的混合溶液，搅拌4min，即得预拌浆体；
101.步骤二，将1000份骨料提前润湿，然后直接在施工部位摊铺开；
102.步骤三，将预拌浆体均匀地倒在骨料表面上，并用长杆压实棍找准平整度，然后用平板振动器和滚筒压实，平板振动器振动成型时间35s，滚压压力控制在1.5mpa；
103.步骤四，浇筑及震压结束后，经检验平整度满足要求，覆盖塑料薄膜养护，浇筑一天后洒水养护，湿养护时间十天。
104.本发明是通过采用混凝土透水系数、抗压强度和抗折强度测定实施例1～10制备得到的透水混凝土的性能。对比样为采用传统施工工艺制备的透水混凝土。检测按照cjj/t 135
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2009《透水混凝土路面技术规程》执行，c20透水混凝土的检测项目结果具体如下：
105.表1加入实施例1～10和对比样的性能对比结果
[0106][0107]
由表1可以得到：对于实施例1～10，相较于传统制备及施工工艺得到的透水混凝土，透水混凝土试样均具有较优的抗压强度和抗折强度，能够显著提升混凝土的抗裂性能，并且透水混凝土的孔隙率和透水系数均满足标准要求，保证了透水混凝土的透水性能。本发明的施工工艺，简单方便快捷，有利于市场的推广，具有巨大的经济效益和社会效益。
[0108]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。