本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種具有保水功能的透水泡沫混凝土及其制備方法。
背景技術：
近年來，許多城市都面臨內澇頻發、徑流污染、雨水資源大量流失、生態環境破壞等諸多雨水問題。城市中采用的不透水路面，是造成城市內澇的重要原因之一。暴雨發生時，雨水無法自然滲透，而迅速形成地表徑流，流向低洼地帶，由于地下排水管道泄水能力的限制，形成了我國部分大城市低洼地帶“逢大雨必澇”的怪圈。傳統不透水路面給城市帶來一系列的問題，其主要表現為以下幾個方面：雨水只能通過地下的雨水管道排出，由于現有雨水管道泄流能力有限，所以當遇到大雨或暴雨時，容易造成路面大范圍積水；雨水對地下水的補充被阻斷，對城市生態產生一系列不利影響；雨天容易形成路表水膜或路面積水，使得路面抗滑性能減弱，增加交通安全隱患；傳統路面不透水、不透氣，也難以進行傳遞熱量，使城市地表如同沙漠。
針對傳統不透水路面帶來的一系列的問題，透水路面的出現為這些問題的解決提供了途徑。在整個透水路面中，面層一般是強度較高的透水混凝土和透水磚，而基層材料則多為級配碎石等強度和模量較低的材料，一方面難以對路面結構提供有效的支撐，另一方面級配碎石只能起到透水的作用，難以達到海綿城市既能保水又能透水的技術要求。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種透水泡沫混凝土，它具有輕質性、密度強度可調、多孔結構、透水能力強等特點，且涉及的制備方法簡單、成本低，擁有良好的經濟和社會效益。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
一種具有保水功能的透水泡沫混凝土，各組分的添加量按重量份數計包括：
上述方案中，所述透水泡沫混凝土各組分中還含有2～5份的吸水樹脂；即所述透水泡沫混凝土中各組分及其添加量按重量份數計包括：
上述方案中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥、早強型硅酸鹽水泥、礦渣水泥或粉煤灰水泥，強度等級為32.5、42.5或52.5。
上述方案中，所述特細砂為黃砂、河砂或石英砂，其最大粒徑為0.6mm，細度模數為1.4～0.8。
上述方案中，所述摻合料為粉煤灰和硅灰的一種或二者混合物，其中粉煤灰為i級粉煤灰或ii級粉煤灰；硅灰的粒徑為0.1～0.2μm，比表面積約15～20m2/g，密度為2.2～2.5g/cm3。
上述方案中，所述減水劑為聚羧酸系減水劑或萘系減水劑。
上述方案中，所述泡沫的密度為20～40kg/m3；它由發泡劑經40～80倍稀釋后注入發泡機中發泡制得；其中發泡劑可選用松香樹脂類發泡劑、合成類發泡劑、蛋白型發泡劑或復合型發泡劑等。
上述方案中，所述纖維的長度大于20mm，直徑0.1-0.3mm。
優選的，所述纖維的長度為20-30mm。
上述方案中，所述纖維為礦物纖維、腈綸纖維或聚丙烯纖維。
上述方案中，所述吸水樹脂可選用聚甲基丙烯酸類吸水樹脂或木薯淀粉類吸水樹脂等。
上述方案中，所述纖維素醚為陰離子型纖維素醚、陽離子型纖維素醚或非離子型纖維素醚。
上述一種透水泡沫混凝土的制備方法，包括以下步驟：1)根據配比稱取各原料，其中各原料所占重量份數分別為：水泥45～55份，特細砂5～8份，水30～35份，摻合料8～15份，泡沫3～8份，纖維0.1～0.5份，纖維素醚0.01～0.05份，減水劑0.1～0.4份；2)將稱取的水泥、特細砂、摻合料、纖維、纖維素醚加入攪拌機干拌10～15s后，加入水、減水劑繼續攪拌10～15s，然后加入泡沫攪拌90～100s，混合均勻即得所述透水泡沫混凝土。
優選的，所述透水泡沫混凝土中還添加了吸水樹脂，在步驟2)中與水泥、特細砂、摻合料、纖維、纖維素醚混合進行干拌。
本發明首次通過在泡沫混凝土基體中摻加一定直徑和長度的纖維(粗纖維)，使泡沫混凝土的泡孔形成以纖維為導管的連通通道；同時通過降低泡沫混凝土拌和過程中的氣泡密度，提高了泡沫混凝土的平均孔徑，促進所得氣泡泡孔與粗纖維形成較好的適配性，使所得泡沫混凝土表現出良好的透水性能和使用性能，解決了現有泡沫混凝土透水率低下的問題；此外，通過加入吸水樹脂，可進一步提高泡沫混凝土的保水性能，使所得透水泡沫混凝土在保證強度等使用性能的基礎上，既能保水又能透水，適用于透水路面基層等工程領域。
本發明的有益效果為：1)透水性能良好，本發明首次采用直徑較大、長度較長的粗纖維，它在泡沫混凝土的封閉孔體系中起到了聯通導管的作用，此外，本發明降低了泡沫混凝土拌和過程的氣泡密度，提高了泡沫混凝土的平均孔徑大小，使其與粗纖維形成較好的適配性，使所得泡沫混凝土表現出良好的透水性能和使用性能，突破性地解決了現有泡沫混凝土透水性能較差的問題；且透水性和保水性均高于透水磚的標準要求。2)輕質性，本發明采用的泡沫混凝土可通過調整各組分的相對含量使其密度達到500～600kg/m3。3)密度、強度可調，可根據工程需要通過改變各組分的比例來達到調整密度、強度的目的，滿足路面不同路用性能的要求。4)應用前景廣闊，本發明所得透水泡沫混凝土具有自身荷載輕、力學性能好、施工噪音低、制備成本低等特點，具有較大的實施價值和良好的社會經濟效益。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
以下實施例中采用的水泥為華新水泥有限公司出售的強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；采用的特細砂為河砂，其最大粒徑為0.6mm，細度模數為1.4～0.8；摻和料為武漢青山電廠ii級粉煤灰以及山東明藍硅粉材料有限公司出售的硅灰，其中硅灰的粒徑為0.1～0.2μm，比表面積約為15～20m2/g，密度為2.2～2.5g/cm3，松散容重為200～300kg/m3；采用的減水劑為武漢蘇博新型材料有限公司生產的聚羧酸高性能減水劑；采用的發泡劑為廣州市飛順化工有限公司出售的k12型發泡劑，為一種白色或淡黃色的無毒的陰離子表面活性劑；采用的纖維為保定東興鋼維制造廠出售的聚酯長纖維，纖維直徑為0.1mm，長度為25mm；采用江西聯友建材有限公司生產的木薯淀粉吸水樹脂；采用的纖維素醚為上海東虎實業有限公司出售的羥丙基甲基纖維素醚。
實施例1～5
一種透水性泡沫混凝土，各原料配比分別見表1，其制備方法包括以下步驟：根據配比稱取所需各原料，以60倍將發泡劑進行稀釋，制備發泡液，然后注入發泡機；將水泥、特細砂、摻合料、纖維、吸水樹脂、纖維素醚加入攪拌機干拌15s后，加入水、減水劑并攪拌15s，得混合料；立即制備泡沫(所得泡沫的密度為40kg/m3)，按表1所述配比向混合料中加入泡沫，繼續攪拌90s，混合均勻即得所述透水泡沫混凝土。
表1實施例1～5所述透水泡沫混凝土中各原料的配比(重量份數)
對比例1和2中的配比均與實施例1大致相同，不同之處在于：對比例1中未摻加纖維和吸水樹脂；對比例2中摻加了與實施例1中相同種類、相同數量的吸水樹脂，但所摻加纖維為一般聚丙烯增強短纖維，其直徑為30μm，長度為6mm。
將實施例1～5制備的透水泡沫混凝土進行抗壓、抗折強度和透水系數測試，結果見表2。
表2實施例1～5所述透水泡沫混凝土的性能測試結果
上述結果表明：本發明所得透水泡沫混凝土的透水數最高可達到0.98mm/s以上，保水性達到1.8g/cm2以上，與對比例1和2相比有顯著提高，且透水性和保水性均高于透水磚的標準要求，并可表現出較好的使用性能。
除以上實施例外，在本發明各原料的配比范圍內進行了大量室內試驗，結果表明本發明的透水泡沫混凝土的透水性良好，并可表現出較好的力學性能和保水性能。
以上所述僅為本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，做出若干改進和變換，這些都屬于本發明的保護范圍。