CN106348636A - 一种透水砖或透水混凝土用透水剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水砖或透水混凝土用透水剂及应用。该透水剂的组分及重量份为：减水剂75‑110，缓凝剂150‑300、粘结剂100‑150、引气剂55‑70和水55‑100。本发明的透水剂可提高透水层的和易性，增强透水性，提高透水砖的耐久性和后期强度。且其添加量少，成本低。本发明的透水砖采用陶粒和再生多孔粗骨料作为透水层的骨料，并采用上述的透水剂，利用骨料的多孔、吸水性好、强度高等特点以及透水剂的良好性能，提高透水砖的强度和透水性，而且透水砖质轻，搬运方便。

Description

一种透水砖或透水混凝土用透水剂及应用
技术领域
本发明涉及一种透水砖或透水混凝土用透水剂及应用，属于建筑材料技术领域。
背景技术
透水砖和透水混凝土能将降雨就地消纳和利用，快速补充地下水资源，减少城市水资源的浪费，并能减缓城市下水道的排水压力。随着各城市海绵城市的建设，透水砖和透水混凝土将具有广阔的市场前景。透水砖和透水混凝土在制备过程中，都需要使用改善其性能的外加剂。
透水混凝土具有低水胶比和无细集料的特点，目前，大多数的透水混凝土和透水砖多用普通混凝土外加剂代替，如胶结剂等。上述胶结剂的使用，容易造成透水混凝土干燥、凝结时间过快，不易卸料，耐久性差、后期强度低、工作性能差等问题，给生产及施工带来诸多不便。
目前，大多数透水砖都是以天然碎石为主要资源，主要通过胶凝材料、碎石和外加剂相互作用组成的无砂混凝土透水砖，或者底层为细骨料，表层为粗骨料，实现透水功能。该透水砖抗压强度普遍偏低，且泥浆容易阻塞透水砖内部的缝隙，造成透水性大大降低，因此后期的维修成本较高。目前透水砖使用的外加剂主要是增加其强度的，透水效果差。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种透水砖或透水混凝土用透水剂。该透水剂具有强度高、粘接力强劲、添加量小、成本低等优点。采用它可提高透水层的和易性，增强透水性，提高透水砖的耐久性和后期强度。
本发明的技术方案是：一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，其组分及重量份为：减水剂75-110，缓凝剂150-300、粘结剂100-150、引气剂55-70和水55-100。
其中减水剂：可以为萘系减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂，优选聚羧酸减水剂；减水剂用于减少透水混凝土的用水量，增加密实性，提高和易性，确保运输。
缓凝剂：可以采用木质素磺酸钙、羟基羟酸(如柠檬酸、酒石酸等)、脱硫石膏等，优选脱硫石膏；缓凝剂可延缓水泥的水化速度，调节凝结时间，提高混凝土的可操作时间，对混凝土的后期强度无不利影响。
粘结剂：可分散乳胶粉、硅胶粉等，优选可分散乳胶粉，具有高强的粘结力。
引气剂：采用松香类引气剂。可提高凝土拌合物和易性(流动性)和耐久性。
本发明适宜于透水混凝土的最佳配方：聚羧酸减水剂90、脱硫石膏220、可分散乳胶粉120、松香类引气剂65和水80。
本发明适宜于透水砖的最佳配方：聚羧酸减水剂85、脱硫石膏200、可分散乳胶粉120、松香类引气剂60和水60。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
使用方法：在透水混凝土中的用量为胶凝材料的0.5％-2.0％。在透水砖中透水层的用量比例在0.5-1.8％。
本发明的透水剂可以应用于透水砖的制备。具体方案如下：一种透水砖，其特征是，包括透水耐磨层和透水层，
所述透水耐磨层的组分及重量份为：水泥15-20，石英砂10-15，多孔细骨料60-70，硅灰1-3，水3-6，增强剂3-5和颜料3-8；
所述透水层的组分及重量份为：电石泥5-15，粉煤灰5-8，矿粉5-8，水泥1-3，陶粒5-10，多孔粗骨料65-75，透水剂0.5-1.8和水3-8；
所述透水耐磨层和透水层的质量比为1:7.5-8.5，优选1:8。
所述多孔细骨料、多孔粗骨料：工业废渣(如高炉渣、钢渣、煤渣等)高温冶炼煅烧后，高温煅烧的煅烧温度为1250-1350℃，煅烧时间为25-35min，其矿物成分中硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等活性物质具有水硬性，且颗粒表面粗糙，内部结构自身遍布多种大小不一的自然封闭的孔洞，经过筛分获得40-80目的细骨料；经过筛分获得5-10mm的粗骨料。
所述增强剂：粉状，硅氟强固剂(由上海璟石景观工程有限公司提供)，适用于面层，用于色彩校正，表面强化，抗污染。
制备方法：
(1)准备透水耐磨层用物料：先将其他原料(水泥、石英砂、多孔细骨料、硅灰和颜料)混合拌匀，再加入水和增强剂用搅拌机搅拌均匀，备用；
(2)准备透水层用物料：先将其他原料(电石泥、粉煤灰、矿粉、水泥、陶粒和多孔粗骨料)搅拌混合均匀，再加水和透水剂用搅拌机搅拌均匀，备用；
(3)成型：将步骤(1)和步骤(2)的物料送入彩砖振动成型设备成型。
(4)成型透水砖坯进入养护窑内养护。
水泥：水泥强度等级为42.5级及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。石英砂：粒度在40-70目之间，要求含泥(粉)量小于1％。硅灰：冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。所用硅灰的二氧化硅(SiO2)含量大于90％。颜料：颜料为无机颜料，粉末状，氧化铁系红、黄、蓝、绿、黑。电石泥：电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，含水量为8-12％。电石泥中微量元素未超过排放标准、放射性符合建筑主体材料技术要求。粉煤灰：符合《GBT 1596-2005》用于水泥和混凝土中的粉煤灰。矿粉：符合《GBT 18046-2008》用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉。陶粒：黏土、粉煤灰或煤矸石陶粒中的一种或几种，密度350-450kg/m3，筒压强度≥1.5MPa，颗粒粒径5-10mm。
本发明的透水剂机理是：高效减水剂的加入，可以极大地减少用水量，提高透水混凝土的流动性，增加混凝土的密实性；引气剂的加入可提高透水混凝土的流动性，工作性和抗冻融耐久性，延长使用寿命；缓凝剂的加入可改善透水混凝土的可操作性，防止早凝或快凝；粘结剂可提高透水混凝土的密实性、保水性，改善透水混凝土的表面耐久性。上述原材料通过机械搅拌获得一种高效透水剂。
本发明的效果是：
(1)本发明的透水剂可提高透水层的和易性，增强透水性，提高透水砖的耐久性和后期强度。且其添加量少，成本低。
(2)本发明的透水砖采用陶粒和再生多孔粗骨料作为透水层的骨料，利用其多孔、吸水性好、强度高等特点提高强度和透水性，而且质轻，搬运方便。产品的技术指标：抗压强度≥50.0Mpa，磨坑长度≤28mm，保水性大于0.8g/cm3，透水系数(15℃)大于7.2×10-2cm/s；冻融循环试验后，外观质量无正面粘皮及缺损，无缺棱掉角、无裂纹、色差及分层等，强度损失为≤15％。经使用3年后，透水性下降≤20％。
具体实施方式
以下结合实施例来对本发明进行说明。
本发明实施例所使用的聚羧酸减水剂：-Ⅰ聚羧酸高性能减水剂，江苏苏博特新材料股份有限公司提供。
脱硫石膏：SO3(三氧化硫)含量大于40％，游离水含量低于7.4mg/kg，附着水含量低于5％，烧失量低于2％。
可分散乳胶粉：ZJ6015通用型可再分散乳胶粉，江苏兆佳建材科技有限公司提供。
松香类引气剂：BT-4014型松香类引气剂，长沙市海岩混凝土外加剂有限公司提供。
实施例1(透水砖用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂85、脱硫石膏200、可分散乳胶粉120、松香类引气剂60和水60。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
应用实例(透水砖)
透水耐磨层配比(重量份)：水泥15，石英砂10，多孔细骨料60，硅灰1，水3，增强剂3和颜料(氧化铁系红)3；
透水层配比(重量份)：电石泥5，粉煤灰5，矿粉5，水泥1，陶粒5，多孔粗骨料65，透水剂1，水3；
透水耐磨层和透水层的质量比为1:8。
所述多孔细骨料、多孔粗骨料：煤渣高温冶炼煅烧后，高温煅烧的煅烧温度是1350℃，煅烧时间为25min，其矿物成分中硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等活性物质具有水硬性，且颗粒表面粗糙，内部结构自身遍布多种大小不一的自然封闭的孔洞，经过筛分获得40-80目的细骨料；经过筛分获得5-10mm的粗骨料。
制备方法：
(1)准备透水耐磨层用物料：先将其他原料(水泥、石英砂、多孔细骨料、硅灰和颜料)混合拌匀，再加入水和增强剂用搅拌机搅拌均匀，备用；
(2)准备透水层用物料：先将其他原料(电石泥、粉煤灰、矿粉、水泥、陶粒和多孔粗骨料)搅拌混合均匀，再加水和透水剂用搅拌机搅拌均匀，备用；
(3)成型：将步骤(1)和步骤(2)的物料送入彩砖振动成型设备成型。成型方式为：振动挤压成型。
(4)成型透水砖坯进入养护窑内养护，得到透水砖。规格为：300*150*60mm。
产品的技术指标：抗压强度≥50.0Mpa，磨坑长度为25mm，保水性为0.93g/cm3，透水系数(15℃)为9.0×10-2cm/s；冻融循环试验后，外观质量无正面粘皮及缺损，无缺棱掉角、无裂纹、色差及分层等，强度损失为≤15％。该透水砖经使用3年后，保水性为0.82g/cm3，透水系数(15℃)为7.8×10-2cm/s。
综上，本发明透水砖采用陶粒和再生多孔粗骨料作为透水层的骨料，利用其多孔、吸水性好、强度高等特点提高强度和透水性。同时采用本发明的透水剂后，透水砖透水性、强度进一步提高，后期耐久性和后期强度更高，具有广阔的应用前景。
实施例2(透水混凝土用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂90、脱硫石膏220、可分散乳胶粉120、松香类引气剂65和水80。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
应用实例：本发明按C25透水混凝土施工配合比制备混凝土时，上述外加剂的用量为胶凝材料质量的1.0％，加入上述外加剂的该透水混凝土各性能进行测试。产品的技术指标：漏浆1.5％，初凝时间18h:30min，孔隙率35％-37％，透水系数2.2mm/s，抗压强度40MPa。
综上：普通透水剂用量大，透水效果差，透水砖和透水混凝土的耐久性差。而本发明透水剂在透水混凝土中的用量少，仅为胶凝材料的0.5％-2％，大大提高了透水性，降低成本。
实施例3(透水砖用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂80、脱硫石膏180、可分散乳胶粉100、松香类引气剂55和水55
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
实施例4(透水砖用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂90、脱硫石膏210、可分散乳胶粉130、松香类引气剂65和水70。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
实施例5(透水混凝土用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂100、脱硫石膏250、可分散乳胶粉150、松香类引气剂70和水100。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。
实施例6(透水混凝土用透水剂)
配方：聚羧酸减水剂85、脱硫石膏200、可分散乳胶粉100、松香类引气剂60和水75。
制备方法：将上述原材料通过机械搅拌混合均匀，即得。

Claims (7)

1.一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，其组分及重量份为：减水剂75-110，缓凝剂150-300、粘结剂100-150、引气剂55-70和水55-100；所述减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂或者聚羧酸减水剂；所述缓凝剂为木质素磺酸钙、羟基羟酸或脱硫石膏；所述粘结剂为可分散乳胶粉或硅胶粉；所述引气剂为松香类引气剂。
2.如权利要求1所述的一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
3.如权利要求1所述的一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，所述缓凝剂为脱硫石膏。
4.如权利要求1所述的一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，所述粘结剂为可分散乳胶粉。
5.如权利要求2-4中任意一项所述的一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，所述透水混凝土用透水剂的组分及重量份为：聚羧酸减水剂90、脱硫石膏220、可分散乳胶粉120、松香类引气剂65和水80。
6.如权利要求2-4中任意一项所述的一种透水砖或透水混凝土用透水剂，其特征是，所述透水砖用透水剂的组分及重量份为：聚羧酸减水剂85、脱硫石膏200、可分散乳胶粉120、松香类引气剂60和水60。
7.一种透水砖，其特征是，采用权利要求1或6所述的透水剂，
所述透水砖包括透水耐磨层和透水层，
所述透水耐磨层的组分及重量份为：水泥15-20，石英砂10-15，多孔细骨料60-70，硅灰1-3，水3-6，增强剂3-5和颜料3-8；
所述透水层的组分及重量份为：电石泥5-15，粉煤灰5-8，矿粉5-8，水泥1-3，陶粒5-10，多孔粗骨料65-75，透水剂0.5-1.8和水3-8；
所述透水耐磨层和透水层的质量比为1:7.5-8.5；
其中多孔细骨料为工业废渣高温冶炼煅烧后，经过筛分获得的40-80目的细骨料，高温煅烧的煅烧温度为1250-1350℃，煅烧时间为25-35min；
其中多孔粗骨料为工业废渣高温冶炼煅烧后，经过筛分获得的5-10mm的粗骨料，高温煅烧的煅烧温度为1250-1350℃，煅烧时间为25-35min。
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