一种多功能彩色混凝土结构及制备工艺的制作方法

1.本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及一种多功能彩色混凝土结构及制备工艺。


背景技术：

2.随着科技发展和人民生活水平需求，混凝土应用广泛，可以用于地面或墙面。传统的地面铺设的混凝土功能和颜色单一，主要是起到平整或者促进渗水排水的作用。
3.但是这些混凝土已经满足不了当今社会对道路或者地面多元化的需求。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种多功能彩色混凝土结构及制备工艺，旨在解决传统混凝土已经满足不了当今社会对道路或者地面多元化的需求的问题。
5.本发明实施例是这样实现的，一种多功能彩色混凝土结构，包括依次设置的色彩层、色彩层、混凝土层、碎石层和基土层，所述混凝土层中交错布设有钢筋，所述钢筋上还间隔安装有多个检测元件；
6.所述色彩层中包括按照以下份量的原料：胶结剂10-20份、颜料1-3份、硫化物系列蓄光型自发光材料2-4份、粒径为1-2mm的填料80-100份、助剂3-8份和水15-25份；
7.所述胶结剂包括按照以下份量的原料：丁苯橡胶50-80份、香豆酮树脂10-15份、抗氧剂0.5-1份、聚合引发剂1-1.5份和乳化剂40-60份。
8.优选地，所述填料为陶瓷颗粒或石英砂。
9.优选地，所述硫化物系列蓄光型自发光材料为zns:cu系列、cas:bi系列或cas:eu系列。
10.优选地，所述助剂包括比例为1-1.5：0.5-1：0.3-0.8的固化剂、增容剂和硫化促进剂。
11.优选地，所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。
12.优选地，所述检测元件包括湿度感应器和应变传感器，所述湿度感应器和应变传感器的连接线外围包覆有防护管。
13.优选地，所述混凝土层中包括按照以下份量的原料：骨料80-100份、水泥15-20份、水15-20份、抗裂纤维8-13份。
14.本发明还提供了一种多功能彩色混凝土结构的制备工艺，包括以下步骤：
15.步骤一：将基土层摊铺后通过500kg的压路机夯实；然后再铺上碎石层并通过机械找平，最后通过小型挖机进行初步夯实；
16.步骤二：将钢筋通过钢筋支撑架支撑在碎石层上，然后将多个检测元件间隔分点安装在钢筋上；
17.步骤三：灌注混凝土至高于钢筋，然后通过人工刮尺或机械找平得到混凝土层，最后通过塑料薄膜或其他覆盖物，进行覆盖养生并待干；
18.步骤四：按照份量将丁苯橡胶和香豆酮树脂在100℃-120℃的温度搅拌5h后，将温
度降温至40℃-60℃后，在添加抗氧剂、聚合引发剂和乳化剂的过程中连续搅拌30min，得到胶结剂；
19.步骤五：按照份量将胶结剂、颜料、硫化物系列蓄光型自发光材料、粒径为mm的填料、助剂和水进行混合搅拌后，摊铺或者喷撒在干透后的混凝土层表面形成色彩层，待色彩层干透后得到所述多功能彩色混凝土结构。
20.本发明实施例提供的一种多功能彩色混凝土结构，通过在混凝土层中布设钢筋，能够增加混凝土层的强度，而且在钢筋上分点安装多个检测元件，能够对混凝土层的渗透性和抗压性进行监测，为混凝土的结构提供多功能的作用，解决传统混凝土已经满足不了当今社会对道路或者地面多元化的需求的问题。
21.本发明实施例在混凝土层的表面设置色彩层，在色彩层的原料中添加硫化物系列蓄光型自发光材料，能够通过白天吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光，然后在黑暗中持续发光，使色彩层具有原本材料的外观和性能，又具备夜间发光的特殊装饰效果，起到美观、引导、指示或警醒的作用；而且在色彩层的胶结料中添加丁苯橡胶，能够为色彩层提供耐磨性，进一步提升了混凝土的结构的功能性。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的一种多功能彩色混凝土结构的剖视图；
23.图2为本发明实施例提供的钢筋在安装有检测元件处的剖视图。
24.附图中：1、基土层；2、碎石层；3、混凝土层；4、色彩层；5、钢筋；6、钢筋支撑架；7、检测元件；8、安装扣；9、防护管。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
26.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
27.如图1-2所示，本发明实施例提供的一种多功能彩色混凝土结构，包括依次设置的色彩层4、色彩层4、混凝土层3、碎石层2和基土层1，所述混凝土层3中交错布设有钢筋5，所述钢筋5上还间隔安装有多个检测元件7；所述检测元件7包括湿度感应器和应变传感器，所述湿度感应器和应变传感器的连接线延伸至色彩层4外部，且湿度感应器和应变传感器的连接线外围均包覆有防护管9。
28.其中湿度感应器通过安装扣8安装在钢筋5上，应变传感器通过建筑用环氧树脂胶黏剂粘接在钢筋5上，或者也可以在钢筋5上开设安装槽，并将应变传感器粘接在安装槽中。
29.湿度感应器用于检测色彩层4中的干湿度，应变传感器用于监测钢筋5的应力应变，应变传感器与钢筋5的表面接触，当混凝土浇筑固结形成色彩层4的过程中产生的收缩对钢筋5有一定的压应力，此时的钢筋5与混凝土因胶结、摩擦力、机械咬合力牢牢地结合在一起，然而在因外荷载、盐、二氧化碳、干湿循环、冻融循环等因素作用下，钢筋5与混凝土之间不再紧紧地咬合在一起，产生一定的滑移，应力应变也因此产生变化；通过将应变传感进行检测应力应变。检测得到的结果可以通过连接线向主机进行数据传输，从而便于对色彩
层4的性能进行监测。
30.本发明还提供了以下三种实施例来对渗水型透水混凝土结构的制备工艺进行举例说明。
31.实施例1
32.本发明还提供了一种多功能彩色混凝土结构的制备工艺，包括以下步骤：
33.步骤一：将基土层1摊铺后通过500kg的压路机夯实；然后再铺上碎石层2并通过机械找平，最后通过小型挖机进行初步夯实；
34.步骤二：将钢筋5通过钢筋支撑架6支撑在碎石层2上，然后将多个检测元件7间隔分点安装在钢筋5上；
35.步骤三：将骨料80份、水泥15份、水15份和抗裂纤维8份混合搅拌得到混凝土，将在碎石层2上灌注混凝土至高于钢筋5，然后通过人工刮尺或机械找平得到混凝土层3，最后通过塑料薄膜或其他覆盖物，进行覆盖养生并待干；
36.步骤四：将丁苯橡胶50份和香豆酮树脂10份在100℃的温度搅拌5h后，将温度降温至50℃后，在添加抗氧剂0.5份、聚合引发剂1份和乳化剂40份的过程中连续搅拌30min，得到胶结剂；
37.步骤五：将胶结剂10份、颜料1份、硫化物系列蓄光型自发光材料2份、粒径为1mm的陶瓷颗粒80份、固化剂2、增容剂1、二硫化四甲基秋兰姆2份和水15份进行混合搅拌后，摊铺或者喷撒在干透后的混凝土层3表面形成色彩层4，待色彩层4干透后得到所述多功能彩色混凝土结构。
38.实施例2
39.本发明还提供了一种多功能彩色混凝土结构的制备工艺，包括以下步骤：
40.步骤一：将基土层1摊铺后通过500kg的压路机夯实；然后再铺上碎石层2并通过机械找平，最后通过小型挖机进行初步夯实；
41.步骤二：将钢筋5通过钢筋支撑架6支撑在碎石层2上，然后将多个检测元件7间隔分点安装在钢筋5上；
42.步骤三：将骨料90份、水泥17份、水17份和抗裂纤维10份混合搅拌得到混凝土，将在碎石层2上灌注混凝土至高于钢筋5，然后通过人工刮尺或机械找平得到混凝土层3，最后通过塑料薄膜或其他覆盖物，进行覆盖养生并待干；
43.步骤四：将丁苯橡胶65份和香豆酮树脂12份在100℃的温度搅拌5h后，将温度降温至50℃后，在添加抗氧剂0.8份、聚合引发剂1.2份和乳化剂50份的过程中连续搅拌30min，得到胶结剂；
44.步骤五：将胶结剂15份、颜料2份、硫化物系列蓄光型自发光材料3份、粒径为1mm的陶瓷颗粒90份、固化剂2、增容剂1、二硫化四甲基秋兰姆2份和水23份进行混合搅拌后，摊铺或者喷撒在干透后的混凝土层3表面形成色彩层4，待色彩层4干透后得到所述多功能彩色混凝土结构。
45.实施例3
46.本发明还提供了一种多功能彩色混凝土结构的制备工艺，包括以下步骤：
47.步骤一：将基土层1摊铺后通过500kg的压路机夯实；然后再铺上碎石层2并通过机械找平，最后通过小型挖机进行初步夯实；
48.步骤二：将钢筋5通过钢筋支撑架6支撑在碎石层2上，然后将多个检测元件7间隔分点安装在钢筋5上；
49.步骤三：将骨料100份、水泥20份、水20份和抗裂纤维13份混合搅拌得到混凝土，将在碎石层2上灌注混凝土至高于钢筋5，然后通过人工刮尺或机械找平得到混凝土层3，最后通过塑料薄膜或其他覆盖物，进行覆盖养生并待干；
50.步骤四：将丁苯橡胶80份和香豆酮树脂15份在100℃的温度搅拌5h后，将温度降温至50℃后，在添加抗氧剂1份、聚合引发剂1.5份和乳化剂60份的过程中连续搅拌30min，得到胶结剂；
51.步骤五：将胶结剂20份、颜料3份、硫化物系列蓄光型自发光材料4份、粒径为1mm的陶瓷颗粒100份、固化剂2、增容剂1、二硫化四甲基秋兰姆2份和水25份进行混合搅拌后，摊铺或者喷撒在干透后的混凝土层3表面形成色彩层4，待色彩层4干透后得到所述多功能彩色混凝土结构。
52.实施例4
53.本实施例对上述实施例1-3得到的多功能彩色混凝土结构的耐磨性、抗压性和渗透性通过湿度感应器和应变传感器进行检测对比，其中渗透性的检测数据通过单次淋水量在相同时间点对其湿度进行检测，通过检测得到的湿度数值对渗透性进行计算；应变传感器的检测数据通过施加相同次数相同数值的压力后，通过检测得到的位变数值对抗压性进行计算；对色彩层4的耐磨性进行计算，计算结果通过如下表格所示：
[0054] 磨耗值(g/cm2)抗压强度(mpa)透水系数(mm/s)实施例10.25047.58.0实施例20.18949.07.5实施例30.12552.56.5
[0055]
在骨料和水泥的添加量越多时，抗压强度就越大，但是透水系数就越小；磨耗值越小越耐磨，在添加的丁苯橡胶的量越多，其中色彩层4的磨耗值就越小越耐磨；为了平均耐磨性、抗压性和渗透性，因此选用实施例2为最佳实施例，在实际施工时，也可以根据施工需求选用。
[0056]
在上述实施例中，硫化促进剂能在一定条件下使橡胶发生硫化，所谓硫化是使橡胶线性分子结构通过硫化剂的"架桥"而变成立体网状机构，从而使橡胶的机械物理性能得到明显的改善；其中二硫化四甲基秋兰姆主要适用于丁苯橡胶的硫化。
[0057]
此外二硫化四甲基秋兰姆中的硫还能够促进硫化物系列蓄光型自发光材料的作用，进一步增加硫化物系列蓄光型自发光材料激发光波长的范围。
[0058]
在上述实施例中，可以根据现场情况选用颜色的硫化物系列蓄光型自发光材料，其中有发光颜色为黄绿色的zns:cu系列，蓝色的cas:bi系列以及红色的cas:eu系列。
[0059]
有必要说明的是，硫化物系列蓄光型自发光材料又称为光致光超长余辉蓄光材料、非放射性蓄光材料以及无电源自发光材料等，该材料主动吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光5-10min后，就可在黑暗中持续发光12h以上，使色彩层4具有原本材料的外观和性能，又具备夜间发光的特殊装饰效果，起到美观、引导、指示或警醒的作用。
[0060]
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。