CN106673487A - 一种海绵城市用透水砂浆稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海绵城市用透水砂浆稳定剂及其设备方法，包括水溶性聚合物乳液、偶联剂和水，各组分的重量配比如下：水溶性聚合物乳液：20.2%～50.5%；偶联剂：0.05%～0.16%；其余为水；其中，水溶性聚合物乳液为聚苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯（SBS胶乳）和醋酸乙烯酯－乙烯－甲基丙烯酸甲酯共聚物（VAc/E/MMA）的混合乳液，偶联剂为偶联剂KH‑550与偶联剂792的复配物。本发明稳定剂可以有效降低透水砂浆的材料分离度，提高透水砂浆的早期强度、弹性模量、低温抗裂性与疲劳耐久性。

Description

一种海绵城市用透水砂浆稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明属于交通建设材料技术领域，具体讲是一种海绵城市用透水砂浆稳定剂。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，我国各大中型城市的硬地覆盖率急速上升，导致在城市雨水排放设计中径流系数取值越来越大，设计雨水径流量增加。此外，大面积的硬地覆盖还使得雨水汇流时间大大缩短，洪峰流量增大且出现迅速，为城市防洪带来了极大的压力。究其原因，主要是在城市化过程中大量的不透水硬化地面使雨水无法下渗而迅速汇流，造成洪涝。因淡水资源紧缺，势必会长期抽取地下水而补充，从而导致地基下沉，为了解决这两个问题，提出了“雨水的地下还原”政策，透水性砂浆以其优良的透水性能在以后建设工程中得到广泛重视并提出了“海绵城市”的研究理念。而多孔透水砂浆路面则是各种措施中运用较经济的一种技术。透水混凝土的应用在国外上世纪70年代开始得到大量应用。1970年，英国开始尝试使用透水混凝土铺筑常规刚性路面，后来可能由于冻融循环和水力抽吸等因素构成路面破坏；上世纪70年代后，随着日本提出的“地下水还原政策”，透水混凝土在日本开始得到大量运用，广泛铺装于公园、人行道和停车场等地方；而在德国，截至2009年市政道路中透水混凝土的应用率已达到80%。 就国内而言，目前我国对透水砖的应用较为广泛，并且已有相关标准出台（《透水砖》JC/T945-2005）。在工程应用方面，北京城建混凝土公司研制的C25透水棍凝土已成功应用于奥林匹克国家森林公园停车场、地面工程和人行通道等工程；南京幕府西路(靠近旭日景城)的300米透水混凝土人行道，是我国首条彩色透水性混凝土市政道路；中建技术中心环境与材料应用研究所所研究的透水混凝土已经应用于西安大明宫国家遗址公园和2011西安世界园艺博览会工程中，收到了很好的效果，但对于透水混凝土模量太大，造成行车不舒适，弹性模量如何提高是发明透水砂浆的关键技术。而砂浆与聚合物是两种不同的材料，通过复合偶联剂稳定剂将有机聚合物与无机砂浆稳定的融为一体是本发明的核心技术。
为了解决上述技术问题，本案由此而生。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种透水砂浆的稳定剂及其制备方法，该稳定剂可以有效降低透水砂浆的材料分离度，提高透水砂浆的早期强度、弹性模量、低温抗裂性与疲劳耐久性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海绵城市用透水砂浆稳定剂，包括水溶性聚合物乳液、偶联剂和水，各组分的重量配比如下：水溶性聚合物乳液：20.2%～50.5%；偶联剂：0.05%～0.16%；其余为水；其中，水溶性聚合物乳液为聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS胶乳）和醋酸乙烯酯－乙烯－甲基丙烯酸甲酯共聚物（VAc / E / MMA）的混合乳液，偶联剂为偶联剂KH-550 与偶联剂792 的复配物。
一种海绵城市用透水砂浆稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将按照权利要求1配比的水溶性聚合物乳液和偶联剂在40℃～55℃水中搅拌均匀，并一起通过胶体剪切均化磨乳化设备即可成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明作为透水砂浆的稳定剂，可以有效降低透水砂浆的材料分离度，提高透水砂浆的早期强度、弹性模量、低温抗裂性与疲劳耐久性。
具体实施方式
实施例一：以下均按照重量配比计算：
取水溶性聚合物乳液38份（其由32份SBS胶乳和6份VAc / E / MMA混合而成）、偶联剂0.15份（其由若干偶联剂KH-550 与若干偶联剂792复配而成）、洁净的自来水141.85份，将水加热至40℃～55℃之间，然后将上述水溶性聚合物乳液和偶联剂一并放入水中并搅拌均匀，最后通过胶体剪切均化磨乳化设备（该设备为常规设备）即加工完成（记实施例一加工而成的稳定剂为稳定剂一）。
实施例一：以下均按照重量配比计算：
取水溶性聚合物乳液38份（其由32份SBS胶乳和6份VAc / E / MMA混合而成）、偶联剂0.15份（其由若干偶联剂KH-550 与若干偶联剂792复配而成）、洁净的自来水141.85份，将水加热至40℃～55℃之间，然后将上述水溶性聚合物乳液和偶联剂一并放入水中并搅拌均匀，最后通过胶体剪切均化磨乳化设备（该设备为常规设备）即加工完成（记实施例一加工而成的稳定剂为稳定剂一）。
稳定剂一的使用：
取水泥、粗骨料、铝粉、消泡剂、AE剂、膨胀剂、稳定剂一、水混合搅拌，各原料所占重量份为：水泥100份，粗骨料220份，铝粉0.025份，消泡剂0.55份，AE剂0.015份，膨胀剂10份，稳定剂一180份，水25份。
对搅拌后试样进行检测，数据见表1。
实施例二：
取水溶性聚合物乳液60份（其由50份SBS胶乳和10份VAc / E / MMA混合而成）、偶联剂0.2份、洁净的自来水119.8份，将水加热至40℃～55℃之间，然后将上述水溶性聚合物乳液和偶联剂一并放入水中并搅拌均匀，最后通过胶体剪切均化磨乳化设备即加工完成（记实施例二加工而成的稳定剂为稳定剂二）。
稳定剂二的使用：
取水泥、粗骨料、铝粉、消泡剂、AE剂、膨胀剂、稳定剂一、水混合搅拌，各原料所占重量份为：水泥100份，粗骨料220份，铝粉0.025份，消泡剂0.55份，AE剂0.015份，膨胀剂10份，稳定剂二180份，水25份。
对搅拌后试样进行检测，数据见表1。
实施例三：
取水溶性聚合物乳液90份（其由77份SBS胶乳和13份VAc / E / MMA混合而成）、偶联剂0.25份、洁净的自来水89.75份，将水加热至40℃～55℃之间，然后将上述水溶性聚合物乳液和偶联剂一并放入水中并搅拌均匀，最后通过胶体剪切均化磨乳化设备即加工完成（记实施例三加工而成的稳定剂为稳定剂三）。
稳定剂三的使用：
取水泥、粗骨料、铝粉、消泡剂、AE剂、膨胀剂、稳定剂一、水混合搅拌，各原料所占重量份为：水泥100份，粗骨料220份，铝粉0.025份，消泡剂0.55份，AE剂0.015份，膨胀剂10份，稳定剂三180份，水25份。
实施例四：
取水泥、粗骨料、铝粉、消泡剂、AE剂、膨胀剂、水混合搅拌，各原料所占重量份为：水泥100份，粗骨料220份，铝粉0.025份，消泡剂0.55份，AE剂0.015份，膨胀剂10份，水25份。
对搅拌后试样进行检测，数据见表1。
表1
从上表1可以看出本发明可有效降低透水砂浆的材料分离度、提高稳定性，早期强度与拉拔粘结强度。
上述各实施例中，水泥为强度等级42.5R的普通硅酸盐水泥；粗骨料为洁净、坚硬，不含有泥土和有机质等有害杂质河沙，细度模数为3.1～3.7，含水≯1%；铝粉为薄磷状粉末，250目；消泡剂为水性有机硅类消泡剂；AE剂为MNC—AE型减水型引气剂；膨胀剂为UEA型混凝土膨胀剂。此外，偶联剂KH-550 化学结构式为NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3，其主要改善水溶性聚合物乳液的分散性并提高与水泥砂浆的粘接力，并增加压缩弹性；偶联剂792 化学结构式为NH2CH2CHNHCH2CH2CH2Si(OCH3)3，其主要改善粘合力，提高复合材料的干态和湿态抗张强度、模量，抗弯强度、压缩强度等。
本发明所提供的稳定剂对透水砂浆的改性机理：水溶性聚合物乳液在砂浆凝胶中均匀分散,加入偶联剂从而使水化作用中晶体分散更趋完善。改善了胶凝复合材料集料界面斥力情况，在透水砂浆中的水溶性聚合物乳液、砂浆凝胶形成了相互贯穿的网络，减少了粗骨料的配比成分，增加了聚合物与粗骨料之间的粘聚力，提高了砂浆的耐久性与稳定性，降低了砂浆的材料离析。同时，由弹性聚合物桥接所形成的空间网络结构，提高了透水砂浆的弹性模量与抗疲劳性，因弹模量的提高更有利于应力的分散和转移,增加了砂浆各分子之间的粘结强度，提高了砂浆的低温抗裂性。在安全输送路面水分的同时提高了行车的舒适度。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (2)

1.一种海绵城市用透水砂浆稳定剂，其特征在于：包括水溶性聚合物乳液、偶联剂和水，各组分的重量配比如下：水溶性聚合物乳液：20.2%～50.5%；偶联剂：0.05%～0.16%；其余为水；其中，水溶性聚合物乳液为聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和醋酸乙烯酯－乙烯－甲基丙烯酸甲酯共聚物的混合乳液，偶联剂为偶联剂KH-550 与偶联剂792 的复配物。
2.一种海绵城市用透水砂浆稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将按照权利要求1配比的水溶性聚合物乳液和偶联剂在40℃～55℃水中搅拌均匀，并一起通过胶体剪切均化磨乳化设备即可成。
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