[发明专利]一种掺入活性纳米微粉的透水性混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土技术领域，提供一种掺入活性纳米微粉的透水性混凝土，包括以下重量份配比的原料成分：纳米微粉:粉煤灰:硅灰:水泥:间断级配骨料:水:减水剂为 (5‑10):(10‑20):(5‑12):(35‑45):(270‑290):(23‑28):(0.8‑1.2)；本发明还公开了该混凝土的制备方法；本发明引入了纳米微粉制备出了孔隙率大、透水性好、强度高、抗冻性好、耐腐性强的透水混凝土；经测试，标准养护28d透水性混凝土的有效孔隙率≥20%，透水系数≥4.0mm/s，抗压强度≥35Mpa。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种掺入活性纳米微粉的透水性混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来，我国已有许多城市因受暴雨发生内涝，随着城市化建设，路面材料可以自然渗水的区域不断减少，取而代之的是沥青、混凝土、大理石等不透水的路面材料。怎样才能缓解城市的内涝之灾，那就是建造海绵城市，使城市建筑、配套设施都具备吸水功能。其中之一就是要大规模使用透水性的路面材料。透水性混凝土是由粗骨料表面包覆一薄层胶凝材料相互粘结而形成孔穴均匀分布的连通蜂窝状结构，具有高的孔隙率、透气和透水等特点。透水混凝土路面与普通混凝土相比，具有良好的透水、透气性，同时具有良好的生态效应和经济效益。然而，目前应用透水路面材料的工程数量少，且大多集中在公园等小型室外场所，由于透水混凝土粗骨料粒径大，胶结材料用量少，胶结点少，胶结层薄，界面过渡区薄弱，导致透水混凝土的强度低，限制了其大规模的应用。因此，如何提高透水混凝土的强度，同时又保障一定的透水系数成为关键。近年来，国内关于透水混凝土的研究报道都有不同程度的涉及和涵盖，也提出一些比较成熟的观点和研究结论，但仍存在不足之处。

中国专利申请号：CN201610333509.7 公开了一种利用废弃混凝土制备的生态环保型透水混凝土，该发明侧重于利用再生骨料组合物及再生混凝土微粉。中国专利申请号：CN201610400908.0 公开一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法，胶凝材料仅有水泥。中国专利申请号：CN201610645002.5 公开一种透水混凝土及其施工工艺，胶凝材料为水泥和硅粉。以上专利都是从骨料和施工工艺角度进行透水混凝土的制备，透水性能均较好，但是骨料与胶结料之间关键的界面结合性能及耐久性没有良好体现。透水混凝土的高孔隙率具有很好的透水作用，但它良好的透水性和高强度、高耐久性很难兼得。

透水混凝土主要由骨料和胶结料组成，其强度一方面依赖于骨料之间形成嵌锁作用，另一方面依赖于骨料和胶结料的界面结合及胶结料本身的性能。其中骨料和胶结料的界面区状态对于透水混凝土强度的影响尤为显著。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种强度高、透水性能优良、耐久性良好的掺入活性纳米微粉的透水性混凝土。该混凝土中通过引入Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO纳米微粉，增强骨料和胶结料的界面结合状态并提高胶结料自身强度以改善透水混凝土的性能。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种掺入活性纳米微粉的透水性混凝土，包括以下重量份配比的原料成分：纳米微粉:粉煤灰:硅灰:水泥:间断级配骨料:水:减水剂为 (5-10):(10-20):(5-12): (35-45):(270-290):(23-28):(0.8-1.2)。

进一步的改进是，纳米微粉为Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO纳米微粉。引入的纳米微粉为Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO体系，来源于微晶刚玉磨料生产过程中产生的废料，最大粒径<100nm。

进一步的改进是，纳米微粉7重量份、粉煤灰15重量份、硅灰10重量份、水泥40重量份、间断级配骨料280重量份、水25重量份、减水剂1.0重量份。