一种透水性混凝土及用于雨水收集的透水性混凝土管.pdf

本发明公开了一种透水性混凝土及用于雨水收集的透水性混凝土管，透水混凝土由以下重量份的组分组成：水泥80-120份，石子220-270份，粗砂70-100份，硅灰或煤粉灰7-13份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳6-13份，聚乙烯纤维0.1-0.3份，水25-35份，减水剂0.8-1.3份；透水性混凝土管由所述透水性混凝土制成的弧形管壁和普通混凝土管壁粘结而成，使用时，将普通混凝土管壁置于下方，将所述透水性混凝土制成的管壁置于上方。制得的混凝土管可以使透水系数达到1-2mm/s，而且可以保证孔径小且均匀，有效防止了孔径的堵塞。

1.  一种透水性混凝土，其特征在于：由以下重量份的组分组成：水泥80-120份，石子220-270份，粗砂70-100份，硅灰或煤粉灰7-13份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳6-13份，聚乙烯纤维0.1-0.3份，水25-35份，减水剂0.8-1.3份。

2.  根据权利要求1所述的透水性混凝土，其特征在于：由以下重量份的组分组成：水泥95-110份，石子230-250份，粗砂80-90份，硅灰或煤粉灰9-11份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳8-11份，聚乙烯纤维0.2-0.3份，水25-30份，减水剂0.9-1.1份。

3.  根据权利要求2所述的透水性混凝土，其特征在于：所述透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：水泥100份，石子240份，粗砂90份，硅灰或煤粉灰10份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳10份，聚乙烯纤维0.26份，水30份，减水剂1份。

4.  根据权利要求1-3任一所述的透水性混凝土，其特征在于：所述水泥为42.5水泥；所述石子的粒径为2.36-4.75mm。

5.  根据权利要求1-3任一所述的透水性混凝土，其特征在于：所述粗砂的粒径为0.6-1.18mm。

6.  根据权利要求1-3任一所述的透水性混凝土，其特征在于：所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。

7.  一种用于雨水收集的透水性混凝土管，其特征在于：包括权利要求1-3任一所述透水性混凝土制成的弧形管壁和普通混凝土管壁，这两部分管壁粘结为完整的管，使用时，将普通混凝土管壁置于下方，将所述透水性混凝土制成的管壁置于上方。

8.  根据权利要求7所述的透水性混凝土管，其特征在于：所述普通混凝土管壁包括中间位置的平面管壁和位于平面管壁两侧的弧面管壁，两侧的弧面管壁与所述透水性混凝土制成的管壁粘结。

9.  根据权利要求7所述的透水性混凝土管，其特征在于：透水性混凝土管壁内铺设用于对管壁进行加固的玻璃纤维筋。

10.  根据权利要求7所述的透水性混凝土管，其特征在于：所述透水性混凝土管壁为半圆柱体。

一种透水性混凝土及用于雨水收集的透水性混凝土管
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种透水性混凝土及用于雨水收集的透水性混凝土管。
背景技术
在可持续发展理念的指导下，近几年我国透水路面工程研究应用迅速发展，透水路面包括下沉绿地能够快速让大量的雨水渗入地下，从而有效减小或消除城市暴雨洪涝灾害。透水路面一般是由透水混凝土铺设，透水混凝土又称多孔混凝土，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分布的蜂窝状结构，具有透气、透水和重量轻等特点。细骨料，是指粒径在4.75mm以下的骨料，由于透水性混凝土没有细骨料的填充，所以孔径较大，在存在较多泥土、砾石的地方就容易被堵塞，进而失去透水的功能。而渗入路基的雨水如果不进行收集利用的话是对雨水资源的一种浪费，如果想要对渗入路基的雨水进行回收，就需要使用透水性的管道对雨水进行收集，现有的可以实现雨水收集的管道为穿孔管道，但是穿孔管道又存在容易被堵塞的风险。
发明内容
本发明的目的在于提出一种透水性混凝土及用于雨水收集的透水性混凝土管，该透水性混凝土制成的透水混凝土管可以为地下的雨水收集系统提供汇流通道，且可以有效防止透水孔道被颗粒堵塞。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：水泥80-120份，石子220-270份，粗砂70-100份，硅灰或煤粉灰7-13份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳6-13份，聚乙烯纤维0.1-0.3份，水25-35份，减水剂0.8-1.3份。
优选的，透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：水泥95-110份，石子230-250份，粗砂80-90份，硅灰或煤粉灰9-11份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳8-11份，聚乙烯纤维0.2-0.3份，水25-30份，减水剂0.9-1.1份。
进一步优选的，所述透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：水泥100份，石子240份，粗砂90份，硅灰或煤粉灰10份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳10份，聚乙烯纤维0.26份，水30份，减水剂1份。该组分配比的透水性混凝土的效果最佳，可以使透水系数达到2mm/s，而且可以保证孔径小且均匀，有效防止了孔径的堵塞。
优选的，所述水泥为42.5水泥。该型号的水泥具有符合要求的强度。
优选的，所述石子的粒径为2.36-4.75mm。石子即透水混泥土管中的粗骨料。选择2.36-4.75mm这种单一级配的粗骨料，有利于提高骨料的比表面积和空隙率，有利于提高透水混凝土管的透水性。
优选的，所述粗砂的粒径为0.6-1.18mm。添加一定的粗砂和石子混合共同作为骨料，在透水混凝土管硬化之后，能够增加粘结层的物理咬合力，增强透水混凝土抗压强度。之所以不添加细沙是由于细沙之间的孔隙小很多，影响透水混凝土的透水性能。
优选的，所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。该减水剂不但可以减少拌合水和水泥的用量，还可以对水泥颗粒、石子和粗砂起到良好的分散作用，使制得的透水性混凝土质地均匀，得到符合要求的孔径分布。
优选的，所述硅灰的成分为非结晶二氧化硅。硅灰又称凝聚硅灰或硅灰，是电弧冶炼硅金属或硅铁合金时的副产品。硅灰的主要化学成分为SiO₂，几乎都成非晶态。硅灰中的SiO₂含量越高，其在碱性溶液中的活性越大。可以抑制混凝土中碱-集料反应，掺入适量的硅灰，可起到显著提高混凝土的抗压、抗折、防腐、抗冲击及耐磨性能。
一种用于雨水收集的透水混凝土管，包括上述透水性混凝土制成的弧形管壁和普通混凝土管壁，这两部分管壁粘结为完整的管，使用时，将普通混凝土管壁置于下方，将所述透水性混凝土制成的管壁置于上方。雨水通过上方的透水混凝土管壁渗入透水混凝土管中，渗入的雨水在普通混凝土管的导向作用下进行汇集，两者的协同作用，实现了雨水的收集。
优选的，透水性混凝土管壁内铺设用于对管壁进行加固的玻璃纤维筋。
优选的，所述普通混凝土管壁包括中间位置的平面管壁和位于平面管壁两侧的弧面管壁，两侧的弧面管壁与所述透水性混凝土制成的管壁粘结。
优选的，所述透水性混凝土管壁为半圆柱体。可以对雨水在大范围内进行收集，收集速度快。
VAE乳液的作用：VAE乳液，是醋酸乙烯－乙烯共聚乳液的简称，是以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料，加入乳化剂和引发剂通过高压乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。VAE乳液应用在透水混凝土管中，能够增强透水混凝土管的强度。这种强度的增加主要源于VAE乳液在胶凝之后能够包裹透水混凝土管的粗骨料，形成网状结构，增加透水混凝土管粗骨料之间的胶凝程度，能够防止透水混凝土的开裂和粗骨料的分离，有效提升了透水混凝土的抗压强度，从而改善了其整体性能。
聚乙烯纤维的作用：掺和在透水混凝土管中的聚乙烯纤维有些利于增强透水混凝土强度特性。
硅灰的作用：硅灰的主要化学成分为SiO₂，几乎都成非晶态。硅灰可以抑制混凝土中碱-集料反应，掺入适量的硅灰，可起到显著提高混凝土的抗压、抗折、防腐、抗冲击及耐磨性能。
首先，本发明的配方中的小粒径的石子为骨料，粗砂是掺和料。制作透水混凝土管的粗骨料为粒径为2.36-4.75mm的石子，单一级配粗骨料更有利于增强透水混凝土管的透水能力。掺和粒径为0.6-1.18mm的粗砂，在透水混凝土管中掺入该粒径砂，能够改善粘结层中水泥的粘结能力，同时改善透水混凝土级配。所以本发明的配方使用的粗砂不会堵塞透水混凝土管孔隙，同时能增强透水混凝土的抗压强度。所以可以很好地实现透水混凝土管的透水性。
附图说明
图1为透水混凝土管为圆柱体的结构示意图；
图2为透水混凝土管设有平面管底时的结构示意图。
其中，1、透水混凝土管壁，2、普通混凝土管壁，3、管底。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：42.5水泥100份，粒径为2.36-4.75mm的石子240份，粒径为0.6-1.18mm的粗砂90份，硅灰或煤粉灰10份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳10份，聚乙烯纤维0.26份，水30份，减水剂1份。
制备得到的透水混凝土管的结构如图1和图2所示，图1中的透水混凝土管壁1为半圆柱形，普通混凝土管壁2也为半圆柱形，两者之间粘结密封而成。图2中的透水性混凝土管壁1为半圆柱形，透水性混凝土管壁1的内部铺设玻璃纤维筋，普通混凝土管壁2包括平面管壁(即管底3)和平面管壁两端的弧形管壁，透水性混凝土管壁1与普通混凝土管壁2的两端的弧形管壁粘结密封而成。
制得的透水性混凝土管的性能如下：
制得的上部半圆柱形透水混凝土管的结构中孔隙率可达15％，透水量一般在2mm/s以上，抗压强度一般在40MPa以上，耐用时间30年以上。
实施例2
一种透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：32.5水泥80份，粒径为2.36-4.75mm的石子220份，粒径为0.6-1.18mm的粗砂70份，硅灰或煤粉灰13份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳13份，聚乙烯纤维0.1份，水25份，减水剂0.8份。
制备得到的透水混凝土管的结构如图1和图2所示，图1中的透水混凝土管壁1为半圆柱形，普通混凝土管壁2也为半圆柱形，两者之间粘结密封而成。图2中的透水性混凝土管壁1为半圆柱形，透水性混凝土管壁1的内部铺设玻璃纤维筋，普通混凝土管壁2包括平面管壁(即管底3)和平面管壁两端的弧形管壁，透水性混凝土管壁1与普通混凝土管壁2的两端的弧形管壁粘结密封而成。
制得的透水性混凝土管的性能如下：
制得的上部半圆柱形透水混凝土管的结构中孔隙率可达12％，透水量一般在1.8mm/s以上，抗压强度一般在35MPa以上。耐用时间25年以上。
实施例3
一种透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：52.5水泥120份，粒径为2.36-4.75mm的石子220份，粒径为0.6-1.18mm的粗砂70份，硅灰或煤粉灰13份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳13份，聚乙烯纤维0.1份，水35份，减水剂0.8份。
制备得到的透水混凝土管的结构如图1和图2所示，图1中的透水混凝土管壁1为半圆柱形，普通混凝土管壁2也为半圆柱形，两者之间粘结密封而成。图2中的透水性混凝土管壁1为小半圆柱形，透水性混凝土管壁1的内部铺设玻璃纤维筋，普通混凝土管壁2包括平面管壁(即管底3)和平面管壁两端的弧形管壁，透水性混凝土管壁1与普通混凝土管壁2的两端的弧形管壁粘结密封而成。
制得的透水性混凝土管的性能如下：
制得的上部半圆柱形透水混凝土管的结构中孔隙率可达10％，透水量一般在1mm/s以上，抗压强度一般在40MPa以上，耐用时间30年以上。
实施例4
透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：32.5水泥95份，粒径为2.36-4.75mm的石子250份，粒径为0.6-1.18mm的粗砂90份，硅灰或煤粉灰9份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳8份，聚乙烯纤维0.3份，水25份，减水剂1.1份。
制备得到的透水混凝土管的结构如图1和图2所示，图1中的透水混凝土管壁1为半圆柱形，普通混凝土管壁2也为半圆柱形，两者之间粘结密封而成。透水性混凝土管壁1为弧形(圆心角小于180°)，透水性混凝土管壁1的内部铺设玻璃纤维筋，普通混凝土管壁2包括平面管壁(即管底3)和平面管壁两端的弧形管壁，透水性混凝土管壁1与普通混凝土管壁2的两端的弧形管壁粘结密封而成。
制得的透水性混凝土管的性能如下：
制得的上部半圆柱形透水混凝土管的结构中孔隙率可达25％，透水量一般在4mm/s以 上，抗压强度一般在20MPa以上，耐用时间20年以上。
实施例5
透水性混凝土，由以下重量份的组分组成：水泥110份，粒径为2.36-4.75mm的石子230份，粒径为2.36-4.75mm的粗砂80份，硅灰或煤粉灰11份，醋酸乙稀－乙烯共聚乳11份，聚乙烯纤维0.2份，水30份，减水剂0.9份。
制备得到的透水混凝土管的结构如图1和图2所示，图1中的透水混凝土管壁1为半圆柱形，普通混凝土管壁2也为半圆柱形，两者之间粘结密封而成。图2中的透水性混凝土管壁1为弧形(圆心角大于180°)，透水性混凝土管壁1的内部铺设玻璃纤维筋，普通混凝土管壁2包括平面管壁(即管底3)和平面管壁两端的弧形管壁，透水性混凝土管壁1与普通混凝土管壁2的两端的弧形管壁粘结密封而成。
制得的透水性混凝土管的性能如下：
制得的上部半圆柱形透水混凝土管的结构中孔隙率可达10％，透水量一般在1mm/s以上，抗压强度一般在40MPa以上，耐用时间30年以上。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。