CN107382125B - 一种透水混凝土增强剂及其制备方法 - Google Patents

一种透水混凝土增强剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透水混凝土增强剂及其制备方法，透水混凝土增强剂，包括以下按质量百分数计的各组分：可再分散性胶粉25～35％；聚氨酯乳液35～45％；增稠剂0.5～2％；消泡剂1～2.5％；减水剂10～15％；缓凝剂1～2％；水10～15％；上述组分质量百分和为100％。本发明中可分散性胶粉与聚氨酯乳液均为粘结性能较好的材料，其中，所述可分散性胶粉成分为醋酸乙烯和乙烯，所述聚氨酯乳液为固体聚氨酯的水性乳液，通过一定比例的混合，其粘结性可达到最优。且其抗拉性能较好，可显著提高透水混凝土的抗拉强度，改善透水混凝土的综合性能。为透水混凝土的推广应用提供了基础。

Description

一种透水混凝土增强剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及路面混合料中的添加剂技术领域，具体地指一种透水混凝土增强剂及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化建设进程的加快，许多城镇逐步被各种不透水的道路和地面所覆盖。使得大部分降水只能通过城市的排水系统排出，这不仅增加了城市排水系统的负担，而且易造成城市道路积水问题。同时，由于城市地下水位得不到应有的补充，造成地下水位下降。由于城市路面的不透水性及排水系统功能的欠缺，致使城市内涝现象逐渐增多，严重时导致交通瘫痪，每年因暴雨导致汽车与人员被淹的事件不胜枚举，透水混凝土作为一类新型的绿色材料能很好的改善这种状况。透水混凝土为由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。
然而，在我国生态混凝土的性能研究起步较晚，应用仅处于起步阶段，目前还难以解决透水混凝土透水性能与强度之间的矛盾，一般来说，透水性能越好，则强度较低，强度越大，则透水性能较差。原因为：要增加强度，需要增加大量胶材(水泥和粉煤灰)或者降低孔隙率，孔隙率降低，透水系数自然降低。
因此，十分有必要开发出一种保证水泥和骨料之间的粘结力、透水性能良好且混凝土强度高的透水混凝土专用增强剂。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种保证水泥和骨料之间的粘结力、透水性能良好且混凝土强度高的透水混凝土专用增强剂。
本发明的技术方案为：一种透水混凝土增强剂，其特征在于，包括以下按质量百分数计的各组分：
可再分散性胶粉25～35％；
聚氨酯乳液35～45％；
增稠剂0.5～2％；
消泡剂1～2.5％；
减水剂10～15％；
缓凝剂1～2％；
水10～15％；
上述组分质量百分和为100％。
优选的，所述可再分散性胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物，颗粒尺寸为1～7μm。可再分散性胶粉的尺寸极其重要，颗粒越小，形成的聚合物膜越连续，粘接性能越优良，但是本发明是透水混凝土，颗粒过小会导致其膜在砂浆间“无孔不入”，对其透水性能造成不利影响。
优选的，所述聚氨酯乳液为固含量50％以上的聚氨酯水性乳液，粘度＞500Pa·s，PH为7～9，软化点45～50℃。聚氨酯软化点温度十分重要，软化点太低树脂成膜后强度小，太高在气温较低的冬季易发生脆裂。本发明使用的聚氨酯乳液为安徽安大华泰新材料有限公司生产的AH-1604聚氨酯乳液。
优选的，所述增稠剂为黄原胶。
优选的，所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。本发明中为任意市售的用于水泥的聚氧乙烯醚类消泡剂均可。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
本发明还提供一种上述的透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：1)在温度为25±10℃的条件下，按重量配比在生产设备中先加入水，在转速500r/min搅拌条件下逐渐加入聚氨酯乳液，并搅拌10～15min；
2)加入增稠剂，搅拌5min；
3)加入可再分散性胶粉，搅拌5min；
4)最后加入减水剂、消泡剂，搅拌至成品分散均匀、无颗粒与气泡。
本发明的有益效果为：
可再分散性胶粉与聚氨酯乳液均为粘结性能较好的材料，通过一定比例的混合，其粘结性可达到最优，成膜的聚合物树脂作为增强材料分布与整个砂浆体系中，从而增加了砂浆的内聚力；可再分散乳胶粉在砂浆孔腔及表面成膜，聚合物树脂胶膜遇水后不会二次分散，阻止了水份的入侵，提高了抗渗性；抗拉性能较好，可显著提高透水混凝土的抗拉强度，改善透水混凝土的综合性能。为透水混凝土的推广应用提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，具体实施例1-8的配方如表1所示。
表1实施例1-8透水混凝土增强剂的配方
Figure BDA0001373008910000031
实施例1
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)30％、AH-1604聚氨酯乳液45％、增稠剂(黄原胶)1.5％、聚氧乙烯醚类消泡剂2.5％、聚羧酸减水剂(中交武汉港湾工程设计研究院有限公司产品聚羧酸减水剂S06)10％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)1％、水10％。
实施例2
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)25％、AH-1604聚氨酯乳液45％、增稠剂(黄原胶)2％、聚氧乙烯醚类消泡剂2％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)15％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)1％、水15％。
实施例3
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)30％、AH-1604聚氨酯乳液40％、增稠剂(黄原胶)2％、聚氧乙烯醚类消泡剂1％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)15％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)2％、水10％。
实施例4
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)35％、AH-1604聚氨酯乳液40％、增稠剂(黄原胶)1.5％、聚氧乙烯醚类消泡剂1.5％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)10％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)2％、水10％。
实施例5
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)35％、AH-1604聚氨酯乳液35％、增稠剂(黄原胶)2％、聚氧乙烯醚类消泡剂2％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)12％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)2％、水12％。
实施例6
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)30％、AH-1604聚氨酯乳液40％、增稠剂(黄原胶)1％、聚氧乙烯醚类消泡剂1.5％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)13％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)1.5％、水13％。
实施例7
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)35％、AH-1604聚氨酯乳液35％、增稠剂(黄原胶)0.5％、聚氧乙烯醚类消泡剂2.5％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)10％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)2％、水15％。
实施例8
如表1所示，透水混凝土增强剂由以下重量配比的组分构成：
可再分散性胶粉(德国瓦克生产的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物胶粉，尺寸1～7μm)25％、AH-1604聚氨酯乳液45％、增稠剂(黄原胶)2％、聚氧乙烯醚类消泡剂1.5％、聚羧酸减水剂(中交武港院新材料公司产品聚羧酸减水剂S06)13％、缓凝剂(葡萄糖酸钠)1.5％、水12％。
按实施例1-8的配方制备透水混凝土增强剂的步骤为：
1)在温度为25±10℃的条件下，按重量配比在生产设备中先加入水，在转速500r/min搅拌条件下逐渐加入聚氨酯乳液，并搅拌10～15min；
2)加入增稠剂，搅拌5min；
3)加入可再分散性胶粉，搅拌5min；
4)最后加入减水剂、消泡剂，搅拌至成品分散均匀、无颗粒与气泡。
将上述实施例中制得的透水混凝土增强剂进行性能测试
透水混凝土配合比如下：
骨料：单级配玄武岩，粒径5～12mm；
填料：水泥(普通硅酸盐水泥42.5)用量360kg/m3；
水灰比(w/c)为0.3，集灰比为4.1；
透水混凝土目标孔隙率为15％；
搅拌方式：先将骨料和一半水量加入搅拌机搅拌30s，然后加入水泥进行搅拌，最后将3％的实施例1-8中的透水混凝土增强剂与剩下一半拌和水混合稀释并逐渐加入搅拌机进行搅拌，整个搅拌过程控制在120～180s，目的是使所有骨料全部被水泥及增强剂均匀包裹，拌和后的混凝土表面有较明显的金属光泽。将搅拌均匀的混凝土装入150mm×150mm×150mm的抗压试模和高50mm、直径100mm的透水试模中，先插捣两层，然后平板振捣10s。试件标准养护7d和28d后，测试混凝土抗压强度与透水系数。测试结果如表2。
表2透水混凝土抗压强度及透水系数测试结果
Figure BDA0001373008910000061
Figure BDA0001373008910000071
当实施例1中的透水混凝土中增强剂掺量依次为0％、3％、5％、7％时，测试结果如表3。
表3掺量不同时透水混凝土抗压强度及透水系数测试结果
Figure BDA0001373008910000072
测试结果表明：随着透水混凝土增强剂掺量的增加，其7d与28d抗压强度明显提高。增强剂掺量由0％增加到3％、5％、7％，其28d抗压强度从16.1MPa增加到25.4MPa、33.2MPa和39.0MPa，强度分别提高了57.8％、106％、142％。说明本发明的透水混凝土增强剂能显著提高透水混凝土的抗压强度。同时，随着强度的增加，其透水系数逐渐降低，尤其是增强剂从5％增加到7％时，透水系数降低幅度较大，因此，需要根据混凝土的要求来选择增强剂的掺量。本发明的透水混凝土增强剂可使透水混凝土强度达到C50，远超过目前国内只能达到C20、C30混凝土的标准，是促使未来海绵城市发展的基础与动力。

Claims (6)

1.一种透水混凝土增强剂，其特征在于，包括以下按质量百分数计的各组分：
可再分散性胶粉25~35%；
聚氨酯乳液35~45%；
增稠剂0.5~2%；
消泡剂1~2.5%；
减水剂10~15%；
缓凝剂1~2%；
水12~15%；
上述组分质量百分和为100%；
所述可再分散性胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物，颗粒尺寸为1~7μm。
2.如权利要求1所述的透水混凝土增强剂，其特征在于，所述聚氨酯乳液为固含量50%以上的聚氨酯水性乳液，粘度＞500 Pa·s ，p H为7~9，软化点45~50℃。
3.如权利要求1所述的透水混凝土增强剂，其特征在于，所述增稠剂为黄原胶。
4.如权利要求1所述的透水混凝土增强剂，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。
5.如权利要求1所述的透水混凝土增强剂，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
6.如权利要求1所述的透水混凝土增强剂，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
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