一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法
阅读说明：本技术 一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法 (Pervious concrete using wheat straw ash as aggregate and preparation method thereof ) 是由 杨彬 张志萱 朱娜 林颖 马博 汪发红 刘玉娟 王梅节 王智强 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及透水混凝土技术领域,公开了一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法,其原料组分及其质量比例为：水泥(1.2～3.0)、回收碎骨料(1.0～2.5)、发泡剂(1.0～3.0)、水(1.0～2.8)和小麦秸秆灰(1.0～3.5)。本发明添加小麦秸秆灰以及将用于燃烧小麦秸秆灰产生的二氧化碳进行通入到混合罐内对回收碎骨料加水反应成碳酸钙从而增强混凝土的抗压、抗折以及空气污染的指数均提高,适合广泛推广和使用。(The invention relates to the technical field of pervious concrete, and discloses pervious concrete taking wheat straw ash as aggregate and a preparation method thereof, wherein the pervious concrete comprises the following raw material components in percentage by mass: 1.2-3.0 parts of cement, 1.0-2.5 parts of recycled crushed aggregate, 1.0-3.0 parts of foaming agent, 1.0-2.8 parts of water and 1.0-3.5 parts of wheat straw ash. The invention adds the wheat straw ash and introduces the carbon dioxide generated by burning the wheat straw ash into the mixing tank to react the recycled crushed aggregates with water to form calcium carbonate, thereby enhancing the indexes of compression resistance, fracture resistance and air pollution of the concrete and being suitable for wide popularization and use.)
技术领域
本发明涉及透水混凝土技术领域，具体为一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法。
背景技术
生态混凝土又称多孔混凝土，生态混凝土由于具有多孔结构，雨水透过性能良好，而且有吸音性，适合草本类植物生长等特性，受到广泛的关注，透水混凝土也被称为多孔混凝土，实质上是一种由骨料、胶凝材料、水及添加剂等拌和而成的建材，其强度主要是依靠包裹在骨料表面的硬化的胶凝材料将骨料粘结而形成。透水混凝土具有良好的透水、降噪音的性能，主要被用于铺筑堤坝、护岸、人行道、大型广场及绿色建筑的路肩和隔板等。
我国是一个农业大国，农业作物资源丰富。但是随着农业产量的不断增加，农业废弃物也随之增多，据统计，我国农作物生物质―秸秆的年平均产生量达6.4亿吨，除少部分用于造纸、板材加工外，大部分秸秆资源被荒废或者就地焚烧，产生的秸秆灰不仅占用土地，同时还产生大量烟尘和CO2，这对当地生态环境造成了严重的影响，相比较于其它生物质，小麦秸秆收获季节的气温高，易干燥、易收集；小麦秸秆灰的杂质少、质纯，不含有毒有害成分，且具有高活性、廉价性以及高稳定性等特点，可作为原材料用于建筑材料的生产和加工。研究还发现，掺加一定量的秸秆灰混凝土的热阻要高于普通混凝土，能实现混凝土自保温功能。
经检索公开号CN 107573009 A公开了一种生态透水性泡沫混凝土及其制备方法，该生态透水性泡沫混凝土中的组成成分及重量份比例如下：水泥 15～36份，铁尾矿渣微粉5～15份，污泥中空陶粒10～2 5份，再生轻骨料12～40份，改性秸秆纤维0.1～0.6份，改性发泡剂0.1～2份，增稠剂 0.2～1份，水10～30份。本发明通过采用改性发泡剂，使得具有薄壁结构、处于介稳状态的气泡在水泥料浆硬化之前，通过化合热、重力、表面张力以及毛细孔效应共同作用与周围相邻气泡达到稳定状态，水泥料浆硬化之后形成透水型泡沫混凝土。虽然该具有较大的连通孔隙率，可实现高渗透性，流动性好，施工表面平整，施工便捷，施工效率高。
但是经本发明人探索发现该技术方案仍然存在至少以下缺陷：
第一、该技术方案中直接采用废旧的再生轻骨料作为基料与其他材料进行混合搅拌，但是由于再生轻骨料使用时间较久，其强度和骨料的硬度都较弱，如果直接使用的话必然会造成整个混凝土的抗压强度以及抗折强度的降低问题；
第二、该技术方案中在虽然使用小麦秸秆灰做集料，但是燃烧小麦秸秆必然产生大量的二氧化碳气体导致大气污染严重，不利于混凝土生产的环保性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土，其原料组分及其质量比例为：
水泥(1.2～3.0)、回收碎骨料(1.0～2.5)、发泡剂(1.0～3.0)、水(1.0～2.8)和小麦秸秆灰(1.0～3.5)。
作为本发明的一种优选实施方式，其原料组分及其质量比例为：
水泥:回收碎骨料:发泡剂:水:小麦秸秆灰＝2.2:1.8:1.6:1.9:2.6。
作为本发明的一种优选实施方式，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
作为本发明的一种优选实施方式，还提供了所述一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将回收碎骨料投放在混合罐内，并且投入定量的水，进行混合搅拌20min后备用；
S2：将小麦秸秆投放在燃烧炉内进行燃烧，燃烧产生的烟气通入到步骤1的混合罐内，并且继续搅拌30min后备用，烟气中的二氧化碳会与混合罐内回收碎骨料与水混合形成的石灰水会反应形成碳酸钙；
S3：将发泡剂继续添加到步骤2中的混合罐内，进行混合搅拌 10min；
S4：将小麦秸秆灰和水继续添加到步骤3中的混合罐内进行搅拌25min后即可投放出来使用；
S5：将制备浇筑好的混凝土在自然养护5天即可投入使用。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤1中回收碎骨料事先粉碎后经过10目不锈钢网板进行筛选。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤2中用于燃烧小麦秸秆的燃烧炉设置在混合罐的旁边，将燃烧炉的排气管与混合罐侧顶盖连通设置，并且排气管上设置有阀门。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤2中的化学反应方程式为：
CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤1到步骤4中搅拌的速率均为300r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过添加小麦秸秆灰以及将用于燃烧小麦秸秆灰产生的二氧化碳进行通入到混合罐内对回收碎骨料加水反应成碳酸钙从而增强混凝土的抗压、抗折以及空气污染的指数均提高，解决了现有技术中该技术方案中直接采用废旧的再生轻骨料作为基料与其他材料进行混合搅拌，但是由于再生轻骨料使用时间较久，其强度和骨料的硬度都较弱，如果直接使用的话必然会造成整个混凝土的抗压强度以及抗折强度的降低问题；同时解决了现有技术中使用小麦秸秆灰做集料，但是燃烧小麦秸秆必然产生大量的二氧化碳气体导致大气污染严重，不利于混凝土生产的环保性。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
本发明提供一种技术方案：一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土，其原料组分及其质量比例为：水泥:回收碎骨料:发泡剂:水:小麦秸秆灰＝ 1.6:2.0:1.2:1.9:2.8。
本实施例还提供一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将回收碎骨料投放在混合罐内，并且投入定量的水，进行混合搅拌20min后备用；
S2：将小麦秸秆投放在燃烧炉内进行燃烧，燃烧产生的烟气通入到步骤1的混合罐内，并且继续搅拌30min后备用，烟气中的二氧化碳会与混合罐内回收碎骨料与水混合形成的石灰水会反应形成碳酸钙；
S3：将发泡剂继续添加到步骤2中的混合罐内，进行混合搅拌 10min；
S4：将小麦秸秆灰和水继续添加到步骤3中的混合罐内进行搅拌 25min后即可投放出来使用；
S5：将制备浇筑好的混凝土在自然养护5天即可投入使用。
进一步的，步骤1中回收碎骨料事先粉碎后经过10目不锈钢网板进行筛选，水泥为普通硅酸盐水泥。
更进一步的，步骤2中用于燃烧小麦秸秆的燃烧炉设置在混合罐的旁边，将燃烧炉的排气管与混合罐侧顶盖连通设置，并且排气管上设置有阀门。
更进一步的，步骤2中的化学反应方程式为：
CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O，步骤1到步骤4中搅拌的速率均为 300r/min。
本实施例混凝土性能如表1：
本实施例制得的生态透水性泡沫混凝土的28天抗压强度为39MPa，抗折强度31MPa，渗透系数为0.9cm/s。
实施例2：
本发明提供一种技术方案：一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土，其原料组分及其质量比例为：水泥:回收碎骨料:发泡剂:水:小麦秸秆灰＝ 1.4:1.8:2.1:1.7:2.2。
本实施例还提供一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将回收碎骨料投放在混合罐内，并且投入定量的水，进行混合搅拌20min后备用；
S2：将小麦秸秆投放在燃烧炉内进行燃烧，燃烧产生的烟气通入到步骤1的混合罐内，并且继续搅拌30min后备用，烟气中的二氧化碳会与混合罐内回收碎骨料与水混合形成的石灰水会反应形成碳酸钙；
S3：将发泡剂继续添加到步骤2中的混合罐内，进行混合搅拌 10min；
S4：将小麦秸秆灰和水继续添加到步骤3中的混合罐内进行搅拌 25min后即可投放出来使用；
S5：将制备浇筑好的混凝土在自然养护5天即可投入使用。
本实施例制得的生态透水性泡沫混凝土的28天抗压强度为39MPa，抗折强度34MPa，渗透系数为1.1cm/s。
实施例3：
本发明还提供一种技术方案：一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土其原料组分及其质量比例为：水泥:回收碎骨料:发泡剂:水:小麦秸秆灰＝ 2.2:1.8:1.6:1.9:2.6。
本实施例还提供一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将回收碎骨料投放在混合罐内，并且投入定量的水，进行混合搅拌20min后备用；
S2：将小麦秸秆投放在燃烧炉内进行燃烧，燃烧产生的烟气通入到步骤1的混合罐内，并且继续搅拌30min后备用，烟气中的二氧化碳会与混合罐内回收碎骨料与水混合形成的石灰水会反应形成碳酸钙；
S3：将发泡剂继续添加到步骤2中的混合罐内，进行混合搅拌 10min；
S4：将小麦秸秆灰和水继续添加到步骤3中的混合罐内进行搅拌 25min后即可投放出来使用；
S5：将制备浇筑好的混凝土在自然养护5天即可投入使用。
本实施例制得的生态透水性泡沫混凝土的28天抗压强度为40MPa，抗折强度37MPa，渗透系数为1.4cm/s。
对比例：
一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土，其原料组分及其质量比例为：水泥:回收碎骨料:发泡剂:水＝1.4:1.8:2.1:1.7。
本实施例还提供一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：将回收碎骨料投放在混合罐内，并且投入定量的水，进行混合搅拌20min后备用；
S2：将发泡剂继续添加到步骤1中的混合罐内，进行混合搅拌 10min；
S3：将水继续添加到步骤2中的混合罐内进行搅拌25min后即可投放出来使用；
S4：将制备浇筑好的混凝土在自然养护5天即可投入使用。
本实施例制得的生态透水性泡沫混凝土的28天抗压强度为22MPa，抗折强度20MPa，渗透系数为0.1cm/s。
混凝土性能如表1：
表1
由表1可以了解到通过添加小麦秸秆灰以及将用于燃烧小麦秸秆灰产生的二氧化碳进行通入到混合罐内对回收碎骨料加水反应成碳酸钙从而增强混凝土的抗压、抗折以及空气污染的指数相对于对比例中没有添加小麦秸秆灰和二氧化碳所制备的混凝土的各项指数均明显提高。
需要说明的是，本发明为一种利用麦秸秆灰做集料的透水混凝土及其制备方法，各个件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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