重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土材料，具体来说，涉及重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、现代化密实不透水的道路铺装阻碍了自然界的水循环过程，并伴随着路域水污染、局部热岛效应、噪声污染等问题，透水铺装的推广应用为上述路域环境问题提供了良好的解决方案。透水混凝土是一种由水泥、碎石、水、外加剂等材料组成的具有一定连通孔隙率且能够使水透过的多孔隙混凝土，丰富的空隙结构为透水混凝土提供了透水、净水、降温、降噪等生态功能。

2、普通的透水混凝土路面一般应用于人行道、广场、小车停车区等中轻型交通荷载道路铺装，其采用的透水混凝土材料的和易性差、强度低、耐久性差，且通常采用人工拌和与摊铺的方式，施工效率低，施工质量难以保障，虽然具有良好的生态功能，但是承载力较低，应用场景有限，采用普通透水混凝土路面的材料和施工工艺是难以满足重载道路需求的。然而，重载道路的路域环境问题更为严重，路面不透水易在雨天产生水雾、水漂等现象，易发生交通事故，严重影响行车安全，因此，亟需建设满足重载需求的透水铺装道路，以缓解其路域生态环境及行车安全问题。

3、重载复合透水路面结构一般采用透水沥青上面层、透水粘结层、透水混凝土下面层，铺筑的复合透水面层能够同时具备良好的生态功能和较高的承载力，能够有力缓解重载道路的路域生态环境和行车安全问题。但是，现有普通透水混凝土路面的材料和施工技术仍存在部分缺陷，其主要体现为：

4、(1)普通透水混凝土材料施工和易性差、弯拉强度低，难以满足重载交通道路的预拌化与高承载力需求；

5、(2)普通透水混凝土路面工程体量小、施工工艺落后，难以满足重载交通道路大体量、高效率、机械化的施工需求；

6、(3)面向重载透水铺装的高强透水混凝土由于刚度太大容易发生开裂，容易导致复合透水路面表面出现反射裂缝，影响行车舒适性。

7、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法，具备高强抗裂化的优点，进而解决容易开裂的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述高强抗裂化的优点，本发明采用的具体技术方案如下：

5、根据本发明的一个方面，提供了重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，该重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土由以下重量份数的原料组成：

6、水泥420-480份、碎石1600-1700份、抗裂增强剂10-30份，预拌组分0.5-1.5份，纤维2-10份及水120-140份。

7、进一步地，抗裂增强剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末、纳米二氧化硅、氧化石墨烯及硅灰。

8、进一步地，抗裂增强剂中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末、纳米二氧化硅、氧化石墨烯及硅灰的质量比为1：0.1-0.5：0.005-0.010：4-6。

9、进一步地，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末的粒径为80-120um；纳米二氧化硅的粒径为5-35nm；氧化石墨烯的粒径为0.67nm；硅灰的粒径为0-50um。

10、进一步地，预拌组分包括粉状聚羧酸减水剂、缓凝剂、增粘剂及触变剂；

11、预拌组分中粉状聚羧酸减水剂、缓凝剂、增粘剂及触变剂的质量比为1：0.01-0.04：0.05-0.15：0.02-0.05。

12、进一步地，缓凝剂包括葡萄糖酸钙、酒石酸及柠檬酸中的任意一种；

13、增粘剂包括纤维素及纤维素醚中的任意一种；

14、触变剂包括蒙脱石、纳米片层状硅酸盐及有机改性物中的任意一种。

15、进一步地，水泥为p·o42.5普通硅酸盐水泥。

16、进一步地，碎石包括粒径为3-5mm和5-10mm的石灰岩碎石，且两种粒径的石灰岩碎石的质量比为1：1.5-4。

17、进一步地，纤维包括玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维中的至少一种；

18、纤维的长度为9-18mm，纤维的直径为10-20um。

19、根据本发明的另一个方面，还提供了重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

20、s1、依次将碎石、水、抗裂增强剂、预拌组分及纤维加入拌锅，并进行初步拌和30-60s；

21、s2、依次将水泥、水加入拌锅中，并进行二次拌和60-90s，得到预拌抗裂透水混凝土拌合物；

22、s3、对出料后的预拌抗裂透水混凝土拌合物进行坍落度测试。

23、(三)有益效果

24、与现有技术相比，本发明提供了重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法，具备以下有益效果：

25、(1)本发明结合了复合增强增韧技术与预拌化技术，有效改善了透水混凝土拌合物的内聚性能和黏附性能，能够满足预拌生产、运输、摊铺等工艺需求，进而在保持相同孔隙率的前提下改善透水混凝土的强度和韧性，可以应用于重载透水路面，尤其是复合透水路面的下面层。

26、(2)本发明中提供的预拌抗裂透水混凝土中的抗裂增强剂和预拌组分具有良好的分散效果，且与水泥具有很好的相容性，各组分分别起到紧密堆积、优化水化产物组成、分散、增粘增塑、增强增韧、改善界面粘结等作用，能够改善透水混凝土的孔隙结构以及粘结方式，从多个方面综合改善透水混凝土的力学性能以及耐久性能。

27、(3)本发明提供的预拌抗裂透水混凝土的制备方法相对于普通透水混凝土的制备方法而言，主要采用混凝土搅拌站拌和的方式进行，适用于大规模批量化连续生产，与普通透水混凝土的人工搅拌机拌和、人工施工工艺差别很大，并采用搅拌站拌和可以使预拌抗裂透水混凝土拌合物更加均匀，且拌合物的凝结时间和坍落度损失等指标均需满足预拌的要求，而不满足现场人工搅拌机拌和的要求。

28、(4)本发明通过抗裂增强剂、预拌组分及纤维的复合使用，使透水混凝土拌和物可以满足预拌、运输及摊铺等施工工艺需求，同时提升了硬化透水混凝土的抗弯拉强度、抗裂性能及耐久性，满足高强抗裂的重载需求，同时能够很好解决复合透水路面对透水混凝土的高强抗裂化与预拌化要求，制备的预拌抗裂透水混凝土中，水泥胶浆在碎石表面裹覆均匀，能够满足1-2h的运输时长，并能达到强度与透水性的平衡。

技术特征：

1.重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，该重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土由以下重量份数的原料组成：

2.根据权利要求1所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述抗裂增强剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末、纳米二氧化硅、氧化石墨烯及硅灰。

3.根据权利要求2所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述抗裂增强剂中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末、纳米二氧化硅、氧化石墨烯及硅灰的质量比为1：0.1-0.5：0.005-0.010：4-6。

4.根据权利要求3所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末的粒径为80-120um；所述纳米二氧化硅的粒径为5-35nm；所述氧化石墨烯的粒径为0.67nm；所述硅灰的粒径为0-50um。

5.根据权利要求4所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述预拌组分包括粉状聚羧酸减水剂、缓凝剂、增粘剂及触变剂；

6.根据权利要求5所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述缓凝剂包括葡萄糖酸钙、酒石酸及柠檬酸；

7.根据权利要求6所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述水泥为p·o42.5普通硅酸盐水泥。

8.根据权利要求7所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法，其特征在于，所述碎石包括粒径为3-5mm和5-10mm的石灰岩碎石，且两种粒径的所述石灰岩碎石的质量比为1：1.5-4。

9.根据权利要求8所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土，其特征在于，所述纤维包括玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维中的至少一种；

10.重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土的制备方法，用于实现权利要求1-9中任一项所述的重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土的制备，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土及其制备方法，涉及混凝土材料技术领域，该重载复合透水路面用预拌抗裂透水混凝土由以下重量份数的原料组成：水泥420‑480份、碎石1600‑1700份、抗裂增强剂10‑30份，预拌组分0.5‑1.5份，纤维2‑10份及水120‑140份，抗裂增强剂包括乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物改性乳液粉末、纳米二氧化硅、氧化石墨烯及硅灰。本发明结合了复合增强增韧技术与预拌化技术，有效改善了透水混凝土拌合物的内聚性能和黏附性能，能够满足预拌生产、运输、摊铺等工艺需求，进而在保持相同孔隙率的前提下改善透水混凝土的强度和韧性。

技术研发人员：封仁博,李航飞,李辉,杨洁,田璐,代震,李建波,吴允红,郑宗炎,陈慧,周怡妍
受保护的技术使用者：中交一公局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15