一种新型生态透水混凝土路面的制作方法

文档序号:12419313阅读:312来源:国知局

本发明属于路面技术领域,具体涉及一种新型生态透水混凝土路面。



背景技术:

粉煤灰俗称飞灰,是燃煤电厂排出的主要固体废弃物,同时也是我国当前排量较大的工业废渣之一。近年来,随着资源需求量的增加,粉煤灰产量呈逐年上升趋势。据相关报道,2015年我国粉煤灰产量已超过6亿吨,居世界首位,灰色预测模型估计到2020年中国粉煤灰排放量将达到9亿吨。如果不对粉煤灰加以处理,就会产生扬尘,污染大气,若排入水系会造成河流淤塞,其中的有毒化学物质还会对人体造成危害。因此如何合理利用粉煤灰,实现废弃资源的再度利用已迫在眉睫。

近年来,随着可持续发展理念的不断推广,建筑行业不仅需考虑固体废弃物的综合利用,而且应重视建筑垃圾的可循环利用。当前,建筑垃圾已经成为我国城市垃圾的主要组成部分,已占到城市垃圾总量的30%~40%,建筑垃圾围城的问题已愈发严重,如何将建筑垃圾变废为宝,成为现在建筑和环保领域的重要课题。

随着经济的快速发展和城市化进程的加快,城市道路硬化面积越来越多,大部分是普通混凝土路面,这些不透水的路面会给城市生态环境带来一系列影响,进而产生诸多问题:(1)加重城市“热岛效应”,极度降低人们生活舒适度,严重威胁人类的健康;(2)普通混凝土路面不透水,地下水得不到补充,暴雨来袭,路面集聚大量雨水,对城市排涝造成很大压力,严重影响老百姓的出行。随着对这些问题的改善,现阶段透水混凝土行业取得了蓬勃发展。

透水混凝土是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土,它不含细骨料,由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成空穴均匀的蜂窝状结构。一方面,在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆盖的地面,能够调节城市空间的温度和湿度,缓解城市热岛效应;另一方面,透水混凝土具有良好的渗透能力,可以有效减小地表径流、补充地下水资源,对于改善我国频繁发生的暴雨引发的城市内涝将发挥重要作用,是现阶段我国大力推广“海绵城市”建设的一种具体体现。

目前,透水混凝土的骨料大多集中在天然砂石,而天然砂石的开采对生态可再生循环利用性及其不利,并且不符合可持续发展的理念,因此,如何利用粉煤灰陶粒取代或部分取代天然砂石作为透水混凝土的骨料,同时充分挖掘建筑垃圾潜在价值,从而制备新型生态透水混凝土路面已亟不可待。



技术实现要素:

鉴于以上问题,本发明提供一种新型生态透水混凝土路面,具有较好的透水性、蓄水性和较高的强度,不仅解决了粉煤灰废弃物污染问题,而且有效处置了混凝土类建筑废弃物,同时避免了天然砂石资源开采带来的能源问题、环境问题和社会问题。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种新型生态透水混凝土路面,包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层,所述透水结构层为粉煤灰陶粒透水混凝土;所述再生骨料基层为混凝土类建筑垃圾再生骨料;

所述粉煤灰陶粒透水混凝土的原料组分按以下重量份计,包括:

水泥500-600份,粉煤灰陶粒750-800份,再生建筑粗骨料300-400份,减水剂5-15份,水150-200份。

其中,所述水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥。

其中,所述粉煤灰陶粒为密度700~900kg/m3、粒径范围为5~15mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的陶粒。

其中,所述粉煤灰陶粒透水混凝土中所用的再生建筑粗骨料的粒径范围为5~15mm。

其中,所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。

其中,所述混凝土类建筑垃圾再生骨料是由混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径范围为5-25mm的骨料。

其中,所述夯实土基底层为素土夯实土基。

在所述素土夯实土基上是厚度为100mm的再生骨料基层;在所述再生骨料基层上是厚度为150mm的粉煤灰陶粒透水混凝土;在所述粉煤灰陶粒透水混凝土层上是厚度为30mm的透水面层。

其中,所述透水面层是水泥与砂重量配比为1:4的水泥透水砂浆面层或是彩色透水饰面层。

其中,所述粉煤灰陶粒透水混凝土通过以下方法预制成型:

将所述粉煤灰陶粒于使用前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使粉煤灰陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

将处于干燥状态的上述粉煤灰陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将余量水加入搅拌机搅拌40s,然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

本发明公开的生态透水混凝土路面具有一定的抗压强度,抗压强度可达到C20以上,具有较高的透水性和一定的蓄水能力,且由于透水结构层采用粉煤灰陶粒和再生建筑粗骨料透水混凝土,使粉煤灰固体废弃物和建筑垃圾得以综合利用。再生骨料基层采用混凝土类建筑垃圾,一方面可以将其变废为宝,有利于环保;另一方面再生骨料具有堆积密度小、孔隙率大、透水能力强的特点,加之其自身具有较高的吸水率,因此基层具有良好的透水性能和保水性能。

附图说明

图1是本发明的新型生态透水混凝土路面的结构示意图;

图中标记:1为透水面层、2为透水结构层、3为再生骨料基层、4为夯实土基底层。

具体实施方式

下面,结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明,但本发明并不局限于所列的实施例。

实施例1

如图1所示,本实施例中,新型生态透水混凝土路面包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层。其中,透水面层是水泥与砂重量配比为1:4、厚度为30mm的水泥透水砂浆(或是彩色透水饰面);透水结构层是150mm、抗压强度为21.5Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土;再生骨料基层厚度100mm,是混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径为5mm的骨料;底层是素土夯实土基。

粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂和水。该粉煤灰陶粒透水混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂、水的重量配比为528:750:300:10:180,透水结构层孔隙率为23%。

其中,水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥,可采用天津振兴水泥有限公司生产的正通52.5级的普通硅酸盐水泥;粉煤灰陶粒是密度为750kg/m3,粒径为5mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的粉煤灰陶粒;粉煤灰陶粒使用前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

再生建筑粗骨料粒径为5mm;减水剂为聚羧酸高性能减水剂。如采用天津悦鸣科技发展有限公司生产的YMS-Z聚羧酸高性能减水剂。

粉煤灰陶粒透水混凝土通过采用三次投料搅拌后滚压成型形成透水结构层,具体是,先将粉煤灰陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将剩余拌合水加入搅拌机搅拌40s。然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

实施例2

本实施例中,新型生态透水混凝土路面包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层。透水面层是水泥与砂重量配比为1:4厚度为30mm的水泥透水砂面层(或彩色透水饰面);透水结构层是150mm、抗压强度为23.2Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土;再生骨料基层厚度100mm,是混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径为15mm的骨料;底层是素土夯实土基。

粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂和水。该混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂、水的重量配比为580:750:400:15:167,透水结构层孔隙率为20%。

其中,水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥,可采用天津振兴水泥有限公司生产的正通52.5级的普通硅酸盐水泥;粉煤灰陶粒是密度为900kg/m3,粒径为8mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的粉煤灰陶粒;粉煤灰陶粒应提前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

再生建筑粗骨料粒径为10mm;减水剂为聚羧酸高性能减水剂。如采用天津悦鸣科技发展有限公司生产的YMS-Z聚羧酸高性能减水剂。

粉煤灰陶粒透水混凝土通过采用三次投料搅拌后滚压成型形成透水结构层,具体是,先将陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将剩余的水加入搅拌机搅拌40s,然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

实施例3

本实施例中,新型生态透水混凝土路面包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层。透水面层是水泥与砂重量配比为1:4厚度为30mm的水泥透水砂面层(或彩色透水饰面);透水结构层是150mm、抗压强度为22.6Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土;再生骨料基层厚度100mm,是混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径为20mm的骨料;底层是素土夯实土基。

粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂和水。该混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂、水的重量配比为560:780:380:10:170,透水结构层孔隙率为20%。

其中,水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥,可采用天津振兴水泥有限公司生产的正通52.5级的普通硅酸盐水泥;粉煤灰陶粒是密度为850kg/m3,粒径为12mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的粉煤灰陶粒;粉煤灰陶粒应提前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

再生建筑粗骨料粒径为15mm;减水剂为聚羧酸高性能减水,剂如采用天津悦鸣科技发展有限公司生产的YMS-Z聚羧酸高性能减水剂。

粉煤灰陶粒透水混凝土通过采用三次投料搅拌后滚压成型形成透水结构层,具体是,先将陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将剩余的水加入搅拌机搅拌40s,然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

实施例4

本实施例中,新型生态透水混凝土路面包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层。透水面层是水泥与砂重量配比为1:4厚度为30mm的水泥透水砂面层(或彩色透水饰面);透水结构层是150mm、抗压强度为21.8Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土;再生骨料基层厚度100mm,是混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径为25mm的骨料;底层是素土夯实土基。

粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂和水。该混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂、水的重量配比为540:800:350:10:175,透水结构层孔隙率为22%。

其中,水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥,可采用天津振兴水泥有限公司生产的正通52.5级的普通硅酸盐水泥;粉煤灰陶粒是密度为750kg/m3,粒径为15mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的粉煤灰陶粒;粉煤灰陶粒应提前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

再生建筑粗骨料粒径为8mm;减水剂为聚羧酸高性能减水剂。如采用天津悦鸣科技发展有限公司生产的YMS-Z聚羧酸高性能减水剂。

粉煤灰陶粒透水混凝土通过采用三次投料搅拌后滚压成型形成透水结构层,具体是,先将陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将剩余的水加入搅拌机搅拌40s,然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

实施例5

本实施例中,新型生态透水混凝土路面包括依次排列的透水面层、透水结构层、再生骨料基层和夯实土基底层。透水面层是水泥与砂重量配比为1:4厚度为30mm的水泥透水砂面层(或彩色透水饰面);透水结构层是150mm、抗压强度为23.5Mpa的粉煤灰陶粒透水混凝土;再生骨料基层厚度100mm,是混凝土类建筑垃圾经破碎、筛分、除杂工艺处理后粒径为20mm的骨料;底层是素土夯实土基。

粉煤灰陶粒透水混凝土包括水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂和水。该混凝土中的水泥、粉煤灰陶粒、再生建筑粗骨料、减水剂、水的重量配比为600:750:400:15:165透水结构层孔隙率为17%。

其中,水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥,可采用天津振兴水泥有限公司生产的正通52.5级的普通硅酸盐水泥;粉煤灰陶粒是密度为900kg/m3,粒径为10mm单一级配的强度标号不下于5.0MPa的粉煤灰陶粒;粉煤灰陶粒应提前24h充分预湿,使其吸水处于饱和状态,再风干24h,使陶粒内部孔隙含水达到饱和而表面处于干燥状态;

再生建筑粗骨料粒径为10mm;减水剂为聚羧酸高性能减水剂。如采用天津悦鸣科技发展有限公司生产的YMS-Z聚羧酸高性能减水剂。

粉煤灰陶粒透水混凝土通过采用三次投料搅拌后滚压成型形成透水结构层,具体是,先将陶粒和再生建筑粗骨料混合搅拌30s,然后加入水泥、减水剂和70%水拌合60s,最后将剩余的水加入搅拌机搅拌40s,然后采用低频平板振动器或专用滚压工具滚压成型。

以上实施例1-5所公开的路面中,路面的抗压强度均可达到C20以上,符合路面的抗压强度要求,透水系数均在12mm/s以上,介于12-15mm/s间,蓄水能力显然高于普通混凝土路面。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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