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CN108083744B - 无水泥透水混凝土砖 - Google Patents

无水泥透水混凝土砖 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种无水泥透水混凝土砖，属于混凝土领域，利用廉价的碱泥和矿粉代替水泥，不仅能够降低透水混凝土砖的生产成本，而且解决了碱泥和矿粉对环境的污染问题，同时，得到的无水泥透水混凝土砖透水系数大、耐磨性好、抗压强度优异。该无水泥透水混凝土砖包括碱泥、矿粉、水、石子、粗盐、高性能减水剂；按重量份数计，各组分配比为：碱泥80‑100份，矿粉90‑110份，水90‑120份，石子1400‑1500份，粗盐3.4‑4.2份，高性能减水剂1.87‑2.31份。

Description

无水泥透水混凝土砖
技术领域
本发明属于混凝土领域，尤其涉及一种无水泥透水混凝土砖。
背景技术
透水混凝土是欧美、日本等国家针对城市道路路面的缺陷，开发使用的能让雨水流入地下以有效补充地下水的一类混凝土，其能够有效缓解城市地下水位急剧下降等城市环境问题，并能有效消除地面上油类化合物对环境污染的危害。透水混凝土作为一种能够有效保护地下水、维护生态平衡、缓解城市热岛效应的优良的铺装材料，通常被制作成透水混凝土砖在许多国家中大量推广。然而，现有透水混凝土砖通常以水泥为胶材，其生产成本较高，而且，其透水性能已逐渐无法满足使用需要。因而，如何在保证透水混凝土砖具有高强度的前提下，寻找一种能够代替水泥的廉价胶材，并提高透水混凝土砖的透水性能，是当前急需解决的一项技术难题。
碱泥是碱厂废料，又称盐泥、白泥，是制碱工业中，以食盐为主要原料用电解方法制取氯、氢、烧碱过程中排出的泥浆，其主要成分为：Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4和泥砂。目前，碱泥通常以掩埋的方式处理，这种处理方式不仅污染环境，而且耗资巨大。
高炉粒化矿渣粉，简称矿粉，是在炼钢工业中产生的废弃下脚料，主要成分是硅酸盐、铝硅酸盐及钙盐，其处理不当会造成严重的污染环境。
发明内容
本发明针对上述的现有透水混凝土砖的生产成本高、透水性不理想的技术问题，提出一种利用碱泥和矿粉作为胶材的无水泥透水混凝土砖，其透水系数大、耐磨性好、抗压强度优异，不仅能够降低透水混凝土砖的生产成本，而且解决了碱泥和矿粉对环境的污染问题，具有良好的经济和社会效益。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种无水泥透水混凝土砖，包括碱泥、矿粉、水、石子、粗盐、高性能减水剂；按重量份数计，各组分配比为：碱泥80-100份，矿粉90-110份，水90-120份，石子1400-1500份，粗盐3.4-4.2份，高性能减水剂1.87-2.31份。
作为优选，所述无水泥透水混凝土砖中，按重量份数计，各组分配比为：碱泥100份，矿粉100份，水110份，石子1450份，粗盐4.0份，高性能减水剂2.2份。
作为优选，所述碱泥为经干燥处理的粉状碱泥颗粒，其粒径小于0.315mm。
作为优选，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为100％。
作为优选，所述粗盐为未经加工的天然盐。
作为优选，所述石子为单粒级碎石，其最大公称粒径不大于16mm，石粉含量不大于5％，含泥量不大于0.5％。
作为优选，所述高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25％。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的无水泥透水混凝土砖，通过廉价的碱泥与矿粉的配合使用代替水泥，在保证无水泥透水混凝土砖具有足够的抗压强度的前提下，大大降低了透水混凝土砖的生产成本，还解决了碱泥和矿粉对环境的污染问题，具有良好的经济和社会效益；
2、本发明提供的无水泥透水混凝土砖中，加入的粗盐可以起到提高混凝土强度、促进混凝土凝结、降低混凝土冰点的作用，有利于进一步提高无水泥透水混凝土砖的抗压强度；
3、本发明通过合理优化各组分的配合比，得到的无水泥透水混凝土砖透水系数大，耐磨性好，抗压强度优异，成本低，铺装方便，环保，适合用于各种非机动车道及小区、园林等硬化路面，具有良好的市场前景，符合国家推广的循环经济模式。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种无水泥透水混凝土砖，包括碱泥、矿粉、水、石子、粗盐、高性能减水剂；按重量份数计，各组分配比为：碱泥80-100份，矿粉90-110份，水90-120份，石子1400-1500份，粗盐3.4-4.2份，高性能减水剂1.87-2.31份。在上述无水泥透水混凝土砖中，通过廉价的碱泥与矿粉的配合使用代替水泥，大大降低了透水混凝土砖的生产成本，而且能够改善混凝土砖的内部结构，从而提高混凝土砖的透水性能。同时，上述无水泥透水混凝土砖中，碱泥呈碱性，矿粉在碱性条件下其强度会被激发，从而保证了无水泥透水混凝土砖的抗压强度。此外，上述无水泥透水混凝土砖中，加入的粗盐可以起到提高混凝土强度、促进混凝土凝结、降低混凝土冰点的作用，进一步提高无水泥透水混凝土砖的抗压强度。上述无水泥透水混凝土砖的透水系数大，耐磨性好，抗压强度优异，成本低，铺装方便，环保，适合用于各种非机动车道及小区、园林等硬化路面。
可以理解的是，上述无水泥透水混凝土砖中各组分的加入重量份数可在上述范围内进行合理调整，例如：碱泥可以为80、85、90、95或100份等，矿粉可以为90、95、100、105或110份等，水可以为90、100、110或120份等，石子可以为1400、1420、1440、1460、1480或1500份等，粗盐可以为3.4、3.6、3.8、4.0或4.2份等，高性能减水剂可以为1.87、2.0、2.1或2.31份等。
在一优选实施例中，所述无水泥透水混凝土砖中，按重量份数计，各组分配比为：碱泥100份，矿粉100份，水110份，石子1450份，粗盐4.0份，高性能减水剂2.2份。该配比为最佳配比，得到的无水泥透水混凝土砖的综合性能最好。
在一优选实施例中，所述碱泥为经干燥处理的粉状碱泥颗粒，其粒径小于0.315mm。在本优选实施例中，进一步对使用的碱泥进行了限定，粒径小于0.315mm且呈粉状颗粒的碱泥更易于分散在混凝土砖中，有利于保证混凝土砖的和易性。
在一优选实施例中，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为100％。采用上述矿粉，能够更好地与碱泥配合，保证混凝土砖具有足够的抗压强度。
在一优选实施例中，所述粗盐为未经加工的天然盐。需要说明的是，所述天然盐是指海水或盐井、盐池、盐泉中的盐水经煎晒而成的结晶，其主要成分为氯化钠，也含有氯化镁、泥沙等杂质。这种未经加工的天然粗盐廉价易得，有利于降低生产成本。
在一优选实施例中，所述石子为单粒级碎石，其最大公称粒径不大于16mm，石粉含量不大于5％，含泥量不大于0.5％。采用上述单粒级石子，相比于连续粒级石子，能够更好地与碱泥、矿粉、粗盐等配合，改善混凝土砖的内部结构，从而获得更好的综合性能。
在一优选实施例中，所述高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25％。采用聚羧酸高性能减水剂，相比于其他高性能减水剂，既能够降低混凝土砖的用水量，又能够提高混凝土砖的和易性。而且，这种减水率为25％的聚羧酸高性能减水剂符合GB/T8076-2008(混凝土外加剂)中相关规定。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的无水泥透水混凝土砖，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
无水泥透水混凝土砖，按重量计，包括以下组分：碱泥80kg，矿粉90kg，水90kg，石子1500kg，粗盐3.4kg，高性能减水剂1.87kg。
其中，碱泥为经干燥处理的粉状碱泥颗粒，其粒径小于0.315mm；矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为100％；粗盐为未经加工的天然盐；石子为单粒级碎石，其最大公称粒径不大于16mm，石粉含量不大于5％，含泥量不大于0.5％；高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25％。
实施例2
无水泥透水混凝土砖，按重量计，包括以下组分：碱泥90kg，矿粉100kg，水100kg，石子1470kg，粗盐3.8kg，高性能减水剂2.09kg；其中材料的选择同实施例1。
实施例3
无水泥透水混凝土砖，按重量计，包括以下组分：碱泥100kg，矿粉110kg，水120kg，石子1400kg，粗盐4.2kg，高性能减水剂2.31kg；其中材料的选择同实施例1。
实施例4
无水泥透水混凝土砖，按重量计，包括以下组分：碱泥100kg，矿粉100kg，水110kg，石子1450kg，粗盐4.0kg，高性能减水剂2.2kg；其中材料的选择同实施例1。
对比例
现有水泥粉煤灰透水混凝土砖，其中，水泥为P.O 42.5水泥；石子为单粒级碎石，其最大公称粒径不大于16mm，石粉含量不大于5％，含泥量不大于0.5％；粉煤灰为Ⅱ级灰；外加剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25％。具体配比如下表1：
表1现有水泥粉煤灰透水混凝土砖配比表/kg
水泥 粉煤灰 石子 水 外加剂
160 80 1500 120 2.4
将上述实施例和对比例制备得到的透水混凝土砖进行性能测试，得到下表2。
表2性能测试表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例
和易性 优 良 良 优 良
连续孔隙率(％) 13 11 12 14 10
透水系数(mm/s) 6 6 5 7 4
7d抗压强度(MPa) 8.6 9.3 7.8 10.2 6.4
28d抗压强度(MPa) 11.2 13.5 12.9 15.3 10.6
通过表2可以看出，本发明提供的无水泥透水混凝土砖，相比于现有水泥粉煤灰透水混凝土砖，其连续孔隙率和透水系数明显提高。而且，本发明通过碱泥、矿粉、粗盐的配合使用，得到的无水泥透水混凝土砖，并没有因未添加水泥而导致抗压强度下降，相反，其抗压强度明显优于现有水泥粉煤灰透水混凝土砖。本发明采用廉价的碱泥和矿粉代替水泥，不仅从原材料上极大的降低了生产成本，而且，解决了碱泥和矿粉对环境的污染问题，处理废弃物的同时产生了经济效益。

Claims (6)

1.一种无水泥透水混凝土砖，其特征在于:包括碱泥、矿粉、水、石子、粗盐、高性能减水剂；按重量份数计，各组分配比为：碱泥100份，矿粉100份，水110份，石子1450份，粗盐4.0份，高性能减水剂2.2份。
2.根据权利要求1所述的无水泥透水混凝土砖，其特征在于：所述碱泥为经干燥处理的粉状碱泥颗粒，其粒径小于0.315mm。
3.根据权利要求1所述的无水泥透水混凝土砖，其特征在于：所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为100％。
4.根据权利要求1所述的无水泥透水混凝土砖，其特征在于：所述粗盐为未经加工的天然盐。
5.根据权利要求1所述的无水泥透水混凝土砖，其特征在于：所述石子为单粒级碎石，其最大公称粒径不大于16mm，石粉含量不大于5％，含泥量不大于0.5％。
6.根据权利要求1所述的无水泥透水混凝土砖，其特征在于：所述高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25％。
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