一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.透水混凝土因能保护地下水、维护生态平衡、缓解城市热岛效应，从而被广泛的应用于城市公路、人行路、公园等公共区域。但透水混凝土内部孔隙多，在水泥水化反应过程中，反应产物氢氧化钙随着内部孔隙出来，与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀沉积在透水混凝土表面，所以透水混凝土发生泛碱及泛碱程度比普通混凝土要高，透水混凝土发生泛碱严重影响美观。
3.cn112358262b公开了一种抗泛碱混凝土及其制备方法，通过该方法制备的透水混凝土能够在不影响混凝土的抗压强度的基础上，有效改善混凝土的泛碱现象，同时，施工性能好，但该方法的原料中添加了有机组分聚丙烯酸钙及丙烯酸镁，有机组分在反应及封闭孔的过程中可能会造成混凝土内部结构膨胀，对混凝土的耐久性产生影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对上述存在的问题，提供一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，本发明能够降低透水混凝土的早期泛碱程度和二次泛碱程度值，提高抗压强度，同时本发明的原料配方中未添加有机组分，不会对混凝土的耐久性产生不利影响，该抗泛碱透水混凝土的泛碱程度值测试采用定量的方法进行评价，数据真实可靠。
5.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种抗泛碱透水混凝土，包括以下重量份数的原料：粉料20-30份、碎石50-80份、颜料1-5份，其中，所述粉料包括如下重量分数的组分：
7.水泥4-15份；
8.矿粉2-15份；
9.偏高岭土2-9份；
10.活性二氧化硅2-9份。
11.进一步地，所述透水混凝土的孔隙率为15％-30％。
12.进一步地，所述水泥为白色硅酸盐水泥。
13.进一步地，所述矿粉为s95级矿粉。
14.进一步地，所述碎石粒径为5-10mm。
15.进一步地，所述颜料为无机颜料。
16.进一步地，所述原料还包括水化硅酸钙晶种，所述水化硅酸钙晶种的掺量为1-3份，该晶种的平均粒径为153nm，该水化硅酸钙晶种以硅酸钠溶液和硝酸钙溶液为原料采用沉淀法制备得到。
17.本发明还包括上述抗泛碱透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
18.(1)干料拌合：将所需份数的水泥、矿粉、活性二氧化硅、偏高岭土和无机颜料充分
搅拌后得到混合干料；
19.(2)混合料拌合：将碎石、水、步骤(1)得到的所述混合干料混合搅拌，形成干硬性的拌合物；
20.(3)成型：将步骤(2)获得的所述拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，得到抗泛碱透水混凝土成型试件，将所述成型试件静置成型24h；
21.(4)养护：将步骤(3)得到的抗泛碱透水混凝土成型试件拆模，养护28天，得到抗泛碱透水混凝土。
22.进一步地，所述水中还包括所述水合硅酸钙晶种，将所需份数的水合硅酸钙混入水中，得到水合硅酸钙晶种水溶液。
23.进一步地，所述养护为：将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天。
24.综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有方法制备的无机人造石板材相比，本发明的有益效果是：
25.1、本发明的抗泛碱混凝土，未添加有机物，对透水混凝土的耐久性不造成影响，通过本发明的方法制备的透水混凝土抗泛碱能力、抗压强度、抗氯盐侵蚀能力均高于基准透水混凝土，其中本发明添加了水合硅酸钙晶种的透水混凝土性能均强于未添加水合硅酸钙的透水混凝土。
26.2、本发明添加的水化硅酸钙晶种可促进水泥水化，增大水泥水化放热速率，提高混凝土的早期抗压强度，水化硅酸钙晶种能促使水化产物中团簇状水化硅酸钙凝胶生成，使得透水混凝土的微裂缝和氢氧化钙数量明显减少，水化产物更加致密，致使混凝土耐久性提升。
27.3、偏高岭土中的原子排列不规则，呈现热力学介稳状态，具有较高的火山灰活性，本发明将偏高岭土掺合在粉料中，使之与水泥水化产物氢氧化钙反应生成水化铝酸钙、c-s-h胶凝等胶凝物质，具有较高的早期强度，消耗钙离子的同时生成的凝胶进一步堵住了内部水分进出的通道，减少了钙离子的迁移和碱的来源。
28.4、活性二氧化硅具有小颗粒的晶核效应，可以加速偏高岭土的早期凝胶反应，同时活性二氧化硅具有高的表面活性，可与未反应完全的氢氧化钙直接反应，进一步降低了内部体系中的碱浓度，同时提高了透水混凝土的密实程度，降低了水分在硬化浆体的传输，导致离子迁移困难，最大限度的避免了泛碱的情况，提高了抗泛碱混凝土的后期抗压强度。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
30.基准例
31.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：10份水泥，10份矿粉、50份碎石、颜料1份，减水剂1份，将上述质量份数的水泥、矿粉、颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再将碎石、减水剂、水加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌
合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
32.在本基准例中，水泥为白色硅酸盐水泥、矿粉为s95级矿粉、碎石粒径为5-10mm、颜料为无机颜料。
33.实施例1
34.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料20份、碎石50份、颜料1份，其中，粉料包括4份水泥、10份矿粉、4份偏高岭土、2份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再将碎石、水加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
35.实施例2
36.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料25份、碎石65份、颜料3份，其中，粉料包括7.5份水泥、7.5份矿粉、5份偏高岭土、5份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再依次将碎石、水加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
37.实施例3
38.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料30份、碎石70份、颜料3份，其中，粉料包括15份水泥、12份矿粉、9份偏高岭土、4份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再依次将碎石、水加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
39.实施例4
40.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料30份、碎石80份、颜料5份，其中，粉料包括12份水泥、15份矿粉、4份偏高岭土，9份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再依次将碎石、水加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
41.实施例5
42.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料20份、碎石50份、颜料1份、水合硅酸钙晶种1份，其中，粉料包括4份水泥、10份矿粉、5份偏高岭土，1份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再将水合硅酸钙晶种混入水中，得到水合硅酸钙晶种水溶液，最后将碎石、水合硅酸钙晶种水溶液加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板
振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
43.实施例6
44.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料25份、碎石65份、颜料3份、水合硅酸钙晶种2份，其中，粉料包括7.5份水泥、7.5份矿粉、5份偏高岭土、5份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再将水合硅酸钙晶种混入水中，得到水合硅酸钙晶种水溶液，最后将碎石、水合硅酸钙晶种水溶液加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
45.实施例7
46.一种抗泛碱透水混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的原料：粉料30份、碎石70份、颜料3份、水合硅酸钙晶种3份，其中，粉料包括15份水泥、12份矿粉、8份偏高岭土、5份活性二氧化硅，将上述质量份数的粉料与颜料置于搅拌机中充分搅拌得到混合干料，再将水合硅酸钙晶种混入水中，得到水合硅酸钙晶种水溶液，最后将碎石、水合硅酸钙晶种水溶液加入到混合干料中混合搅拌，形成干硬性的拌合物，最后将拌合物注入磨具中，经过平板振动器振平，静置24h后，将抗泛碱透水混凝土成型试件放入温度20
±
2℃，湿度大于95％的标准养护室中养护28天，得到本实施例的抗泛碱透水混凝土。
47.为验证本发明制备的抗泛碱透水混凝土的性能，分别按实施例1至实施例7制备100mm
×
100mm
×
100mm抗泛碱透水混凝土板材，养护至28d龄期后抛光，采用gb/t 50081—2016《普通混凝土力学性能试验方法》测试混凝土的抗压强度(每个样品成型两组，每组3个平行样，取每组平均值)；采用gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》测试氯离子扩散系数；采用icp测试方法，测试抗泛碱透水混凝土溶液中的钙离子浓度来评价透水混凝土的泛碱量值，该测试方法为定量的评价方法，数据真实可靠，测定结果如表1所示：
48.表1
[0049][0050]
由上表可以看出，实施例1-7较基准配方分别不同程度的降低了透水混凝土溶液中的钙离子含量，且通过肉眼观察透水混凝土表面均未出现明显的泛碱现象，说明实施例
1-7抑制泛碱效果明显；实施例1-7较基准配方28天抗压强度均有略微提高；氯离子扩散系数较基准配方均有降低，说明本发明的透水混凝土抗氯盐侵蚀的能力远强于基准配方的透水混凝土，耐久性能较基准混凝土优越。同时，掺杂了水合硅酸钙晶种(见实施例5-7)透水混凝土的抗压强度、抗泛碱程度、耐久性均强于未掺杂的透水混凝土(见实施例1-4)。
[0051]
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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。