本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種低強度細骨料透水混凝土及其用途，其強度等級為C15～C20。
背景技術(shù)：
隨著我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展和水生態(tài)環(huán)境的惡化，近年我國城市內(nèi)澇頻現(xiàn)，引發(fā)了國內(nèi)對城市水危機的新一輪關(guān)注和對傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)建設(shè)的反思熱潮。因此，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正式提出了海綿城市的概念，發(fā)布相關(guān)指南，出臺相應(yīng)的建設(shè)政策及計劃，旨在改善我國傳統(tǒng)城市建設(shè)水生態(tài)的問題。海綿城市建設(shè)已經(jīng)提上日程，倍受重視。
透水混凝土是一種連續(xù)孔隙混凝土，具有一定強度的同時還具有透水特性。采用透水混凝土的路面能解決雨水和地下水之間回補和釋放，是海綿城市建設(shè)的重要途徑之一，能夠極好地改善地面環(huán)境。
研究和應(yīng)用透水混凝土是目前及未來的必然趨勢。目前許多研究者紛紛研制出不同類型及強度等級的透水混凝土，透水混凝土工程也不斷出現(xiàn)。然而，現(xiàn)有透水混凝土普遍存在原材料成本高、孔隙分布不均勻、強度不高、離散嚴重，且混凝土面層不美觀等缺點，影響了透水混凝土產(chǎn)品的使用和推廣。
導致上述缺陷的原因有：
1、原材料成本高的原因：透水混凝土與普通混凝土的最大區(qū)別是連續(xù)孔隙，前者連續(xù)孔隙率8％-25％不等，而后者是相對密實的整體，連續(xù)孔隙率幾乎為0。因此，透水混凝土在大孔隙率的同時能保證一定強度，尤其是抗壓強度要求在20MPa以上的前提下就需要選用更高強度的膠凝材料，包括選用高強度的52.5水泥，硅灰及超細礦粉；選用粘結(jié)劑/增強劑，如乳膠粉、纖維素醚等，因此成本高。
2、孔隙分布不均勻、強度不高、離散嚴重的原因：現(xiàn)有透水混凝土受“無砂大孔”觀念的影響，選用的骨料粒徑最大為5mm、10mm甚至是25mm及31.5mm，骨料粒徑過大，容易造成透水混凝土孔隙的大小、數(shù)量分布不均勻，導致強度不高，離散嚴重。用于實際工程中容易因孔隙不均造成力學薄弱點，引起工程質(zhì)量。
3、面層不美觀的原因：大骨料透水混凝土表面孔隙尺寸較大，即使施工較均勻，也容易在其表面留下大孔，影響觀感。同時，大孔的出現(xiàn)容易遭到力學破壞，縮短工程使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有的透水混凝土在成本、強度、孔隙均勻性和面層美觀度等方面的缺陷，本發(fā)明的首要目的在于提供一種低強度透水混凝土，強度為C15～C20，28d抗壓強度≥21.8MPa，透水系數(shù)≥6.4mm/s。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述透水混凝土的用途。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案：
一種低強度透水混凝土，由以下重量份的原料制成：
水泥： 44-73份
礦粉： 0-27份
水： 16-28份
細骨料：299-347份
外加劑：0.69-1.41份。
所述細骨料的粒徑為1.18-2.36mm，石粉含量或含泥量≤2.0％，MB(亞甲藍)值＜1.0；
所述的水泥為42.5級以上水泥，其強度富余系數(shù)≥1.15，其他指標滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥標準》要求；
所述的礦粉為S95級礦粉，比表面積≥400kg/m3，流動度比≥95％，燒失量≤3.0％；
所述的外加劑為奈系或聚羧酸減水劑，減水率為20％以上。
本發(fā)明的透水混凝土可應(yīng)用于路面施工中。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
(1)本發(fā)明選用的骨料粒徑為1.18-2.36mm，克服了傳統(tǒng)的“無砂大孔”透水混凝土的技術(shù)偏見(即認為不采用粒徑小的骨料方能制成透水混凝土)。本發(fā)明中細骨料比表面積較粗骨料比表面積大，能使細骨料與骨料之間的接觸點增加，在膠凝材料的膠結(jié)作用下提高透水混凝土的強度，同時，增加混凝土的均勻性及表面觀感。
(2)本發(fā)明透水混凝土，其強度等級為C15～C20，膠凝材料可選用42.5級水泥和普通S95礦粉，不需要采用價格昂貴的硅灰或超細礦粉及增強劑/膠結(jié)料，生產(chǎn)成本顯著降低，利于透水混凝土的使用及推廣；28d抗壓強度≥21.8MPa，透水系數(shù)≥6.4mm/s，滿足了透水混凝土的工程要求。
(3)本發(fā)明使用的原材料全為商品混凝土常規(guī)材料，價格低廉，材料易得，且都為純無機材料，對地下水無污染，也利用了礦粉等工業(yè)廢渣，減少了工業(yè)固廢的排放，具有明顯的經(jīng)濟效益及社會效益、環(huán)境效益。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
以下實施例所用的原材料如下：
(1)水泥：華潤紅水河牌P·O42.5級水泥，其強度富余系數(shù)≥1.15；
(2)礦粉：廣西柳州強實S95級礦粉，比表面積≥400kg/m3，流動度比≥95％，燒失量≤3.0％；
(3)細骨料：廣西南寧產(chǎn)的機制砂經(jīng)過篩分所得，粒徑為1.18-2.36mm，石粉含量≤2.0％，MB值＜1.0；
(4)外加劑：廣西紅墻新材料有限公司產(chǎn)的CSP-11(低濃型)聚羧酸減水劑，減水率≥20％；
(5)水：市政自來水。
實施例
本發(fā)明的透水混凝土，其配方如表1所示：
表1.C15-C20細骨料透水混凝土配方(重量份)
將上述配比等比例換算成45L混凝土原料，在額定容積為60L的小型混凝土攪拌機攪拌，步驟為：(1)每次拌和前先按15L的配比等比例把水泥、骨料、水和外加劑組合物在攪拌機中涮膛；(2)開動攪拌機，將45L配合比中的細骨料、水泥、礦粉依次投入攪拌機干拌30s，再將水(外加劑混于水中)徐徐加入，水和外加劑全部加入后，繼續(xù)攪拌3.5min；(3)將拌合物從攪拌機中卸出，倒在拌板上，做拌合物的各項性能實驗或成型試件，成型方法依據(jù)DB/11/T775-2010《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的方法成型。(4)成型完畢后試件立即覆蓋薄膜并至于養(yǎng)護室?guī)ｐB(yǎng)護24-48h脫模，脫模后繼續(xù)放置于混凝土標準養(yǎng)護室養(yǎng)護至規(guī)定齡期。試驗結(jié)果如表2所示。
表2.C15-C20細骨料透水混凝土實施例各項性能結(jié)果
從表2可見，本發(fā)明制備的透水混凝土其強度和透水性能滿足設(shè)計要求，可用于人行道、公園、廣場、小區(qū)停車場等路面。
對比例
為了能更好反映本發(fā)明的效果，進行了對比試驗。對比例骨料的粒徑為2.5-5mm和5-10mm兩種，混凝土的原料配比與實施例3和6一致，成型方法、養(yǎng)護等均與實施例一致。每個對比例成型強度(試模100×100×100)和透水系數(shù)試件1組(3個)，對比其透水系數(shù)及強度離散性，試驗結(jié)果如表3所示：
表3.采用不同粒徑骨料的透水混凝土各項性能結(jié)果對比
由表3可見，相比于對比例，采用粒徑范圍1.18-2.36mm的細骨料的透水混凝土其強度更高，透水性能相當，強度和透水性的均勻性好，體現(xiàn)在標準偏差小；性能優(yōu)越的同時降低了生產(chǎn)成本，提高美觀感。
產(chǎn)生上述效果的原因是：
(1)使用粒徑為1.18-2.36mm的細骨料，較傳統(tǒng)骨料粒徑小。使混凝土內(nèi)部有效連續(xù)孔的孔徑較小且拌合物拌和后分布更加均勻，強度離散度不高，工程應(yīng)用時薄弱點顯著減少，提高混凝土的壽命。
(2)較小的骨料比表面積增大，骨料與骨料之間通過膠凝材料的連接點隨之增多，即使僅使用42.5等級的水泥和普通礦粉(非超細礦粉)而不使用增強料/膠結(jié)料時，混凝土的強度也能得到保證。因此能顯著降低混凝土的生產(chǎn)成本。
(3)較小的骨料粒徑使混凝土表面即使因施工產(chǎn)生少量骨料遺漏的缺陷時，表面仍然平整美觀。而傳統(tǒng)粒徑骨料若因施工不佳時，表面出現(xiàn)缺陷的概率大大增加，嚴重時石子掉落，路面等工程質(zhì)量將受到影響。
(4)本發(fā)明C15和C20細骨料透水混凝土，28d抗壓強度分別≥21.8MPa和27.7MPa，透水系數(shù)≥7.9mm/s和6.4mm/s，用于路面時能有效應(yīng)對大暴雨等惡劣環(huán)境，緩解內(nèi)澇等災(zāi)害。同時，使用的水泥、礦粉等均屬于無機材料，對地下水無任何污染。
綜上，說明本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)起到良好的效果，混凝土強度和透水系數(shù)滿足要求。且原材料易得，能顯著降低混凝土的生產(chǎn)成本?；炷量讖捷^小，隙分布均勻，表面美觀平整，混凝土能達到更好的性能。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。