權(quán)利要求書： 1.一種以廢棄混凝土為骨料制備透水混凝土的方法，包括以下步驟：步驟1：對經(jīng)過預(yù)處理的廢棄混凝土進行破碎、篩分，得到粒徑介于4～15mm之間的粗骨料和粒徑小于4mm的細骨料；

步驟2：將所述粗骨料放入酸溶液中浸泡后，撈出瀝干，然后加入硅酸鈉或偏硅酸鈉，通過攪拌使硅酸鈉或偏硅酸鈉與粗骨料充分混凝，來對所述粗骨料的表面進行修飾，得到經(jīng)修飾的粗骨料，所述酸溶液包括濃度為2～10％的磷酸溶液或硝酸溶液，浸泡時間為15～

45min；

步驟3：將細骨料和粉煤灰、煤矸石進行研磨粉碎，得到微米級粉末，所述微米級粉末的粒徑小于40μm；

步驟4：將硅酸鹽水泥、所述微米級粉末、水、外加劑和增強劑進行預(yù)混合后，加入所述經(jīng)修飾的粗骨料，混合后形成以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土，所述外加劑包括引氣劑和減水劑；

其中按照質(zhì)量分數(shù)計，硅酸鹽水泥的用量占原料總量的15.47％～16.29％；粗骨料的用量占原料總量的60.36％～77.38％；細骨料的用量占原料總量的2.15％～8.05％；水的用量占原料總量的4.16％～5.70％；硅酸鈉的用量占原料總量的1.05％～4.56％；粉煤灰的用量占原料總量的0.05％～0.1％；煤矸石的用量占原料總量的0.10％～0.50％；外加劑的用量占原料總量的1.06％～1.81％；增強劑的用量占原料總量的0.42％～1.93％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中，所述增強劑包括第一組分、第二組分和第三組分，其中，所述第一組分為三乙醇胺或由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、聚乙烯醇改性樹脂和丙烯酰胺改性樹脂組成的混合物；第二組分為玻璃纖維或聚丙烯纖維；第三組分為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂；

所述引氣劑按質(zhì)量分數(shù)計包括松香粉10.25％～20.13％、40wt％氫氧化鈉溶液

10.25％～20.13％、30wt％雙氧水2.46％～8.67％、10wt％高錳酸鉀溶液10.25％～

20.13％、以及水30.33～65.45％；所述減水劑為HG-FDN型減水劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，第一組分中，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽占第一組分總質(zhì)量的50.05％～75.23％，聚乙烯醇改性樹脂占第一組分總質(zhì)量的10.67％～

20.05％，丙烯酰胺改性樹脂占第一組分總質(zhì)量的10.67％～20.05％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按質(zhì)量分數(shù)計，所述外加劑中，引氣劑的用量占原料總量的0.03％～0.1％；所述減水劑的用量占原料總量的1.03％～1.71％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按質(zhì)量分數(shù)計，所述增強劑中，第一組分的用量占原料總量的0.01％～0.1％，第二組分的用量占原料總量的0.31％～0.98％，第三組分的用量占原料總量的0.1％～0.85％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1中，所述預(yù)處理的步驟包括對所述廢棄混凝土進行分類和分離，以分離所述廢棄混凝土中的鋼筋、塑料、木質(zhì)纖維和紙張；

步驟2中，在將所述粗骨料放入酸溶液中浸泡之前，還包括對所述粗骨料進行水洗以洗脫表面粉塵的步驟；

步驟3中，還包括將所述表面粉塵加入細骨料、粉煤灰和煤矸石中進行研磨粉碎的步驟。

7.一種以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土，通過如權(quán)利要求1至6任意一項所述的方法制備而成，按質(zhì)量分數(shù)計，該透水混凝土包括以下組分：硅酸鹽水泥15.47％～16.29％；粗骨料60.36％～77.38％；細骨料2.15％～8.05％；水4.16％～5.70％；硅酸鈉1.05％～

4.56％；粉煤灰0.05％～0.1％；煤矸石0.10％～0.50％；外加劑1.06％～1.81％；增強劑

0.42％～1.93％。

8.一種如權(quán)利要求1至6任意一項所述的方法制得的透水混凝土在制備海綿路面中的應(yīng)用。

說明書： 以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土、其制備方法及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及混凝土再生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土、其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)[0002] 隨著經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化建設(shè)的高速發(fā)展，我國大部分城市處于舊建筑物拆除、舊路面清理，新建筑物建設(shè)、新路面鋪設(shè)過程。因此，大量建筑垃圾未經(jīng)任何處理，被運往郊外或城

市周邊進行簡單填埋或露天堆放，這不僅浪費了土地和資源，還污染了環(huán)境；另一方面，大

興土木對砂石集料的需求越來越大，大量的開采砂石對自然環(huán)境造成了極大的破壞。因此，

采用廢棄的混凝土再生作為骨料對于節(jié)約資源、保護環(huán)境和實現(xiàn)建筑也的可持續(xù)發(fā)展具有

重要意義。

[0003] 城鎮(zhèn)化建設(shè)使現(xiàn)代化城市的地表逐漸被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆蓋，阻斷了大氣與地表之間的對流，形成生態(tài)學上的“人造沙漠”。雖然鋪設(shè)密實混凝土道路給人

們出現(xiàn)帶來極大方便，但這些不透水的路面給城市的生態(tài)環(huán)境帶來極大的負面影響。

[0004] 針對廢棄混凝土處理和密實混凝土鋪設(shè)帶來的生態(tài)環(huán)境問題，以廢棄混凝土為原料制備透水混凝土的研究成為當今混凝土研究的熱點。目前普遍采用簡單破碎方法將混凝

土破碎成透水混凝土的粗骨料和細骨料。工藝簡單，因此制備的透水混凝土普遍存在力學

強度差，耐久性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土、其制備方法及應(yīng)用，以期至少部分地解決上述提及的技術(shù)問題中的至少之一。

[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：[0007] 作為本發(fā)明的一個方面，提供一種以廢棄混凝土為骨料制備透水混凝土的方法，包括以下步驟：

[0008] 步驟1：對經(jīng)過預(yù)處理的廢棄混凝土進行破碎、篩分，得到粒徑介于4～15mm之間的粗骨料和粒徑小于4mm的細骨料；

[0009] 步驟2：將所述粗骨料放入酸溶液中浸泡后，撈出瀝干，然后加入硅酸鈉或偏硅酸鈉來對所述粗骨料的表面進行修飾，得到經(jīng)修飾的粗骨料；

[0010] 步驟3：將細骨料和粉煤灰、煤矸石進行研磨粉碎，得到微米級粉末；[0011] 步驟4：將硅酸鹽水泥、所述微米級粉末、水、外加劑和增強劑進行預(yù)混合后，加入所述經(jīng)修飾的粗骨料，混合后形成以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土。

[0012] 其中，步驟2中，所述酸溶液包括濃度為2～10％的磷酸溶液或硝酸溶液，浸泡時間為15～45min。

[0013] 其中，步驟4中，所述增強劑包括第一組分、第二組分和第三組分，其中，所述第一組分為三乙醇胺或由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、聚乙烯醇改性樹脂和丙烯酰胺改性樹脂組成

的混合物；第二組分為玻璃纖維或聚丙烯纖維；第三組分為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂；

[0014] 所述外加劑包括引氣劑和減水劑，所述引氣劑按質(zhì)量分數(shù)計包括松香粉10.25％～20.13％、40wt％氫氧化鈉溶液10.25％～20.13％、30wt％雙氧水2.46％～8.67％、

10wt％高錳酸鉀溶液10.25％～20.13％、以及水30.33～65.45％；所述減水劑為HG-FDN型

減水劑。

[0015] 其中，第一組分中，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽占第一組分總質(zhì)量的50.05％～75.23％，聚乙烯醇改性樹脂占第一組分總質(zhì)量的10.67％～20.05％，丙烯酰胺改性樹脂占

第一組分總質(zhì)量的10.67％～20.05％。

[0016] 其中，按照質(zhì)量分數(shù)計，硅酸鹽水泥的用量占原料總量的15.47％～16.29％；粗骨料的用量占原料總量的60.36％～77.38％；細骨料的用量占原料總量的2.15％～8.05％；

水的用量占原料總量的4.16％～5.70％；硅酸鈉的用量占原料總量的1.05％～4.56％；粉

煤灰的用量占原料總量的0.05％～0.1％；煤矸石的用量占原料總量的0.10％～0.50％；外

加劑的用量占原料總量的1.06％～1.81％；增強劑的用量占原料總量的0.42％～1.93％。

[0017] 其中，按質(zhì)量分數(shù)計，所述外加劑中，引氣劑的用量占原料總量的0.03％～0.1％；所述減水劑的用量占原料總量的1.03％～1.71％。

[0018] 其中，按質(zhì)量分數(shù)計，所述增強劑中，第一組分的用量占原料總量的0.01％～0.1％，第二組分的用量占原料總量的0.31％～0.98％，第三組分的用量占原料總量的

0.1％～0.85％。

[0019] 其中，步驟1中，所述預(yù)處理的步驟包括對所述廢棄混凝土進行分類和分離，以分離所述廢棄混凝土中的鋼筋、塑料、木質(zhì)纖維和紙張；

[0020] 步驟2中，在將所述粗骨料放入酸溶液中浸泡之前，還包括對所述粗骨料進行水洗以洗脫表面粉塵的步驟；

[0021] 步驟3中，還包括將所述表面粉塵加入細骨料、粉煤灰和煤矸石中進行研磨粉碎的步驟。

[0022] 作為本發(fā)明的再一個方面，提供一種以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土，通過如上所述的方法制備而成，按質(zhì)量分數(shù)計，該透水混凝土包括以下組分：硅酸鹽水泥15.47％

～16.29％；粗骨料60.36％～77.38％；細骨料2.15％～8.05％；水4.16％～5.70％；硅酸鈉

1.05％～4.56％；粉煤灰0.05％～0.1％；煤矸石0.10％～0.50％；外加劑1.06％～1.81％；

增強劑0.42％～1.93％。

[0023] 作為本發(fā)明的又一個方面，提供一種如上所述的方法制得的透水混凝土在制備海綿路面中的應(yīng)用。

[0024] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：[0025] (1)粗骨料通過酸洗和硅酸鈉修飾，將廢棄混凝土粗骨料表面形成了活性位，有利于與水泥中的硅酸鹽、鈣鹽發(fā)生化學反應(yīng)形成復合物質(zhì)，使粗骨料和水泥形成力學網(wǎng)絡(luò)，改

善粗骨料界面性能，提高透水混凝土的力學性能。

[0026] (2)環(huán)氧樹脂/酚醛樹脂的添加顯著提高了透水混凝土的彈性模量，避免了透水混凝土開裂，提高了透水混凝土的耐久性和抗凍性。

[0027] (3)將以廢棄混凝土為骨料制得的透水混凝土應(yīng)用于海綿路面，解決目前城鎮(zhèn)化進程中帶來的建筑垃圾堆放、硬質(zhì)混凝土鋪設(shè)引起的“熱島效應(yīng)”和“城市內(nèi)澇”問題，為廢

棄混凝土處理提供了一種可持續(xù)發(fā)展的解決方案。

附圖說明[0028] 圖1是本發(fā)明實施例以廢棄混凝土為骨料制備透水混凝土的方法流程圖。具體實施方式[0029] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

[0030] 本發(fā)明提供了一種以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土、其制備方法及應(yīng)用，通過在制備過程中進行酸洗和硅酸鈉修飾，改善了粗骨料的界面性能，使廢棄混凝土粗骨料和

水泥形成力學網(wǎng)絡(luò)，提高透水混凝土的力學性能，進一步通過調(diào)整透水混凝土的組分種類

和含量來改善混凝土的力學性能和耐久性，借以解決目前城鎮(zhèn)化進程中帶來的建筑垃圾堆

放、硬質(zhì)混凝土鋪設(shè)引起的“熱島效應(yīng)”和“城市內(nèi)澇”問題。

[0031] 作為本發(fā)明的一個方面，首先提供了以廢棄混凝土為骨料制備透水混凝土的方法，如圖1所示，其包括以下步驟：

[0032] 第一步，對廢棄混凝土進行預(yù)處理；[0033] 具體地，將廢棄混凝土進行分類和分離等預(yù)處理，將廢棄混凝土中的鋼筋、塑料、木質(zhì)纖維、紙張分離出來。

[0034] 第二步，對經(jīng)過預(yù)處理的廢棄混凝土進行破碎及篩分；[0035] 具體地，首先采用顎式破碎機破碎廢棄混凝土，然后將破碎后的廢棄混凝土輸送至高強度振動篩選裝置中，通過振動篩選裝置將應(yīng)力集中的廢棄混凝土進行破碎，并將破

碎后的混凝土篩分為4～15mm的粗骨料和小于4mm的細骨料。

[0036] 第三步，將粗骨料進行水洗、以及將細骨料進行碾磨；[0037] 具體地，一方面，將篩分出來的粗骨料放入水池中進行清洗，將粗骨料表面的粉塵洗脫，以利于后續(xù)對粗骨料活性位的形成；

[0038] 另一方面，將篩分出來的細骨料和粗骨料清洗下來的粉塵送入粉碎機，與粉煤灰和煤矸石進行碾磨粉碎，制備成微米級粉末，一般該微米級粉末的粒徑小于40μm。

[0039] 第四步，對粗骨料進行酸洗；[0040] 具體地，將經(jīng)水洗后的粗骨料放入濃度2～10％的磷酸或硝酸溶液中浸泡15～45min，對粗骨料表面進行酸處理，然后撈出瀝干，優(yōu)選使用磷酸溶液作為浸泡液，以便于形

成磷硅酸鹽一方面將粗骨料內(nèi)部的孔隙堵塞，另一方面在界面上形成多孔介質(zhì)，有利于提

高透水性能。

[0041] 第五步，對粗骨料進行硅酸鈉或偏硅酸鈉修飾；[0042] 具體地，向經(jīng)磷酸浸泡后的粗骨料中加入硅酸鈉或偏硅酸鈉，通過攪拌使硅酸鈉或偏硅酸鈉與粗骨料充分混凝，采用硅酸鈉或偏硅酸鈉對粗骨料表面進行修飾，一方面生

成的硅酸凝膠，堵塞粗骨料的毛細孔，粘合內(nèi)部微裂縫，從而提高粗骨料的密實度和強度，

另一方面經(jīng)硅酸鈉或偏硅酸鈉修飾后的粗骨料能夠與水泥形成力學網(wǎng)絡(luò)。

[0043] 第六步，制備透水混凝土；[0044] 具體地，先將硅酸鹽水泥、微米級粉末、水、外加劑和增強劑進行預(yù)混合，再加入經(jīng)修飾的粗骨料，混合后形成以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土；

[0045] 其中，外加劑包括引氣劑和減水劑，作為示例，本發(fā)明選用的引氣劑按質(zhì)量分數(shù)計包括松香粉10.25％～20.13％、40％氫氧化鈉溶液10.25％～20.13％、30％雙氧水2.46％

～8.67％、10％高錳酸鉀溶液10.25％～20.13％、以及水30.33～65.45％，當然還可選用其

他常規(guī)的引氣劑；作為示例，本發(fā)明選用的減水劑為HG-FDN型減水劑，當然并不限于此；

[0046] 增強劑包括第一組分、第二組分和第三組分，主要用于提高混凝土的力學性能，其中，所述第一組分為三乙醇胺或由萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、聚乙烯醇改性樹脂和丙烯酰胺

改性樹脂組成的混合物；第二組分為玻璃纖維或聚丙烯纖維，作為示例，可選用6～20mm長

的玻璃纖維或聚丙烯纖維，能夠增加透水混凝土的韌性；第三組分為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂，

能夠顯著提高透水混凝土的彈性模量和耐久性；其中第一組分中，萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽

占第一組分總質(zhì)量的50.05％～75.23％，聚乙烯醇改性樹脂占第一組分總質(zhì)量的10.67％

～20.05％，丙烯酰胺改性樹脂占第一組分總質(zhì)量的10.67％～20.05％。

[0047] 在上述步驟中，透水混凝土制備各項原料用量的質(zhì)量分數(shù)為：硅酸鹽水泥15.47％～16.29％，粗骨料60.36％～77.38％，細骨料2.15％～8.05％，水4.16％～5.70％，硅酸鈉

1.05％～4.56％，粉煤灰0.05％～0.1％，煤矸石0.10％～0.50％，外加劑1.06％～1.81％，

增強劑為0.42％～1.93％；

[0048] 進一步地，外加劑中引氣劑的用量為0.03％～0.1％，減水劑的用量為1.03％～1.71％；增強劑中第一組分的用量為0.01％～0.1％，第二組分的用量為0.31％～0.98％，

第三組分的用量為0.1％～0.85％。

[0049] 作為本發(fā)明的再一個方面，提供了一種以廢棄混凝土為骨料的透水混凝土，通過如上第一步至第六步所述的方法制備而成。

[0050] 作為本發(fā)明的又一個方面，提供了一種如上第一步至第六步所述的方法制得的透水混凝土在制備海綿路面中的應(yīng)用。

[0051] 以下列舉多個具體實施例來對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明：[0052] 實施例1[0053] 按照前述第一步至第六步的方法以及表1所示的原料用量，首先對廢棄混凝土進行預(yù)處理，去除其中的鋼筋、塑料、木質(zhì)纖維和紙張等；對經(jīng)預(yù)處理后的廢棄混凝土進行破

碎篩分后得到4～15mm粒徑的粗骨料和小于4mm粒徑的細骨料；對粗骨料進行水洗，洗脫其

表面的粉塵，將洗脫出來的粉塵和細骨料一起加入粉煤灰和煤矸石中進行研磨粉碎，得到

小于40μm粒徑的微米級粉末；將經(jīng)水洗后的粗骨料放入5％的磷酸池中浸泡30min后，將粗

骨料撈出瀝干，然后加入硅酸鈉進行充分混合；將硅酸鹽水泥、微米級粉末、水、HG-FDN型減

水劑、引氣劑、三乙醇胺、玻璃纖維和環(huán)氧樹脂進行預(yù)攪拌，然后加入經(jīng)硅酸鈉修飾的粗骨

料，形成透水混凝土。

[0054] 實施例2～3[0055] 與實施例1類似，僅如表1中所示改變原料的種類和用量，進行透水混凝土的制備。[0056] 對比例1～4[0057] 與實施例1類似，其中，對比例1缺少對粗骨料進行酸洗的步驟；對比例2缺少對酸洗后的粗骨料進行硅酸鈉修飾的步驟；對比例3沒有使用增強劑；對比例4粗骨料和細骨料

均采用天然粗骨料，未對粗骨料進行修飾，也未使用增強劑。

[0058] 性能測試[0059] 透水率測試：將實施例1～3以及對比例1～4制得的透水混凝土制成近似100mm×100mm的正方形試件，并將該試件放入截面100mm×100mm上下開口的帶刻度有機玻璃容器

中，然后采用蠟將容器與試件之間的空隙填充密封。向容器內(nèi)注水至180mm，當水位下降至

160mm時，開始計時，記錄時間t1內(nèi)水位下降高度h1(mm)，則透水率為T＝h1/t1。

[0060] 抗壓強度測試：參考GBT0553-05對實施例1至3以及對比例1至4制得的透水混凝土進行抗壓強度測試，則抗壓強度為f＝F/A，式中f為透水混凝土立方體抗壓強度(MPa)，F(xiàn)

2

為破壞荷載(N)，A為試件承壓面積(mm)。

[0061] 由表1數(shù)據(jù)可知，廢棄混凝土經(jīng)過酸洗，硅酸鈉修飾和添加增強劑處理制備的透水混凝土抗壓性能和透水性都較好，對比天然粗骨料和細骨料制備的透水混凝土，以廢棄混

凝土經(jīng)酸洗，硅酸鈉修飾和添加增強劑制備的透水混凝土抗壓性能和透水性能更優(yōu)，因此

通過酸洗、硅酸鈉修飾和添加增強劑處理制備的透水混凝土完全可以替代天然骨料制備透

水混凝土。

[0062] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在

本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護

范圍之內(nèi)。

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