CN107529527A

CN107529527A - 一种粉末状透水混凝土用增强剂及其制备方法

Info

Publication number: CN107529527A
Application number: CN201710699871.0A
Authority: CN
Inventors: 仇万龙; 黄晓军; 徐洪
Original assignee: Beijing Sponge Environment Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Sponge Environment Technology Co Ltd
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2018-01-02

Abstract

本发明公开了一种粉末状透水混凝土用增强剂及其制备方法，增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰20‑25%，偏高领土15‑20%，甲酸钙10‑20%，氯化钙8‑12%，硫酸钠10‑14%，氯化铁3‑5%，减水剂5‑7%，建筑用胶6‑10%，纤维1‑2%，增稠剂0.5‑1%，分散剂0.1‑0.2%，三乙醇胺0.1‑0.3%。本发明通过混合不同比例的增稠剂、减水剂、分散剂和水泥增强剂等，制备满足不同工程对透水混凝土强度、透水率及孔隙率要求的增强剂，且提高了水泥基材料的强度和耐久性。

Description

一种粉末状透水混凝土用增强剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土用增强剂制备技术领域，具体为一种粉末状透水混凝土用增强剂及其制备方法。

背景技术

伴随着经济的发展，生态化城市建设项目成为了社会各级关注的焦点，建立经济发展和生态环保平衡的发展模型才是绿色城市理念的核心。其中，海绵城市就是为了进一步有效解决城市雨洪管理项目的新形式，将绿化环保理念和海绵城市发展模型融合在一起，才能进一步实现城市可持续发展的目标。透水混凝土是一种环境友好型路面铺装材料，既具有一定的强度，又有一定的透气、透水性，可以很好地缓解不透水铺装路面对环境造成的影响，具有较好的市场前景透水混凝土是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一层薄水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构的混凝土。骨料级配特征对透水混凝土配合比优化设计及其基本性能有较大影响。透水混凝土为骨架空隙结构，其强度主要取决于骨料颗粒之间的机械咬合力、骨料颗粒之间胶凝材料的强度以及胶凝材料与骨料颗粒之间的黏结强度。增强剂是提高黏结强度的重要手段之一，目前增强剂使用得较多的是液体，但是由于液体的运输不便，粉末状增强剂的研究显得更为重要，故特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末状透水混凝土用增强剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粉末状透水混凝土用增强剂,增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰20-25%，偏高领土15-20%，甲酸钙10-20%，氯化钙8-12%，硫酸钠10-14%，氯化铁3-5%，减水剂5-7%，建筑用胶6-10%，纤维1-2%，增稠剂0.5-1%，分散剂0.1-0.2%，三乙醇胺0.1-0.3%。

优选的，所述硅灰、偏高领土、甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂均为粉末状，减水剂为液体。

优选的，所述硅灰和偏高领土的比表面积大于15m²/g，甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂比表面积大于400m²/kg。

优选的，制备方法包括以下步骤：

A、将所述的甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、增稠剂和分散剂溶解于水中，水固比为5:1；

B、将步骤A的溶液加热至50℃，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为118-122min；

C、向步骤B的溶液加入设定的比例的减水剂，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为20min；

D、向步骤C的溶液加入设定的比例的硅灰、偏高领土和建筑用胶，并充分搅拌至全部溶解；

E、步骤D得到的溶液加入分散剂，并充分搅拌至全部溶解后置于105℃下烘干，得到固体增强剂；

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

G、将步骤F得的增强剂加入质量分数为1-2%的纤维置于混料机中混合均匀后即得到一种粉末状透水混凝土用增强剂。

优选的，所述步骤F中所述的球磨时间为0.5小时，并使用0.08 mm筛进行筛选增强剂粉末，筛余要求小于等于5%；球磨过程中加入质量分数为0.1-0.3%的助磨剂三乙醇胺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过混合不同比例的增稠剂、减水剂、分散剂和水泥增强剂等，制备满足不同工程对透水混凝土强度、透水率及孔隙率要求的增强剂，且提高了水泥基材料的强度和耐久性。特别是本发明的增强剂可以从搅拌站搅拌混凝土，现场添加增强剂，达到大规模连续施工的要求。同时粉末状产品便于运输和生产，施工过程中只要添加胶凝材料质量3-5%此增强剂，即可最大提高透水混凝土50%抗压强度，使透水混凝土孔隙率大于20%，透水系数大于1mm/s，是海绵城市建设用透水混凝土不可或缺的添加剂。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案：一种粉末状透水混凝土用增强剂,增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰20-25%，偏高领土15-20%，甲酸钙10-20%，氯化钙8-12%，硫酸钠10-14%，氯化铁3-5%，减水剂5-7%，建筑用胶6-10%，纤维1-2%，增稠剂0.5-1%，分散剂0.1-0.2%，三乙醇胺0.1-0.3%；其中，硅灰、偏高领土、甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂均为粉末状，减水剂为液体；硅灰和偏高领土的比表面积大于15m²/g，甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂比表面积大于400m²/kg；纤维长度小于5mm；减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率大于25%。

实施例一：

增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰20%，偏高领土20%，甲酸钙20%，氯化钙8%，硫酸钠14%，氯化铁3%，减水剂5%，建筑用胶7%，纤维1%，增稠剂1%，分散剂0.2%，三乙醇胺0.3%。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

B、将步骤A的溶液加热至50℃，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为118min；

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

G、将步骤F得的增强剂加入质量分数为1%的纤维置于混料机中混合均匀后即得到一种粉末状透水混凝土用增强剂。

本实施例中，步骤F中所述的球磨时间为0.5小时，并使用0.08 mm筛进行筛选增强剂粉末，筛余要求小于等于5%；球磨过程中加入质量分数为0.1-0.3%的助磨剂三乙醇胺。

实施例二：

增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰25%，偏高领土20%，甲酸钙10%，氯化钙12%，硫酸钠10%，氯化铁5%，减水剂5%，建筑用胶10%，纤维2%，增稠剂0.8%，分散剂0.1%，三乙醇胺0.1-%。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

B、将步骤A的溶液加热至50℃，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为122min；

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

G、将步骤F得的增强剂加入质量分数为2%的纤维置于混料机中混合均匀后即得到一种粉末状透水混凝土用增强剂。

实施例三：

增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰22%，偏高领土17%，甲酸钙11%，氯化钙12%，硫酸钠14%，氯化铁5%，减水剂7%，建筑用胶10%，纤维1%，增稠剂0.6%，分散剂0.2%，三乙醇胺0.2%。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

B、将步骤A的溶液加热至50℃，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为119min；

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

G、将步骤F得的增强剂加入质量分数为1.2%的纤维置于混料机中混合均匀后即得到一种粉末状透水混凝土用增强剂。

实施例四：

增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰25%，偏高领土15%，甲酸钙20%，氯化钙10%，硫酸钠10%，氯化铁5%，减水剂5%，建筑用胶7%，纤维2%，增稠剂0.8%，分散剂0.1%，三乙醇胺0.1%。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

B、将步骤A的溶液加热至50℃，并充分搅拌至全部溶解，保温时间为120min；

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

G、将步骤F得的增强剂加入质量分数为1.5%的纤维置于混料机中混合均匀后即得到一种粉末状透水混凝土用增强剂。

本发明中，增强剂掺量为3%-5%时，7天龄期提高透水混凝土强度30-40%，28天龄期提高透水混凝土强度可达50%以上；增强剂掺量为3%-5%时，28天龄期提透水混凝土孔隙率达到20%-26%；增强剂掺量为3%-5%时，28天龄期提高透水混凝土透水系数最高可达300%，此外，为保证混凝土良好的工作性能，其中混凝土的搅拌工艺为：先投放所有粗细骨料搅拌30s,再加入 60%的拌合水搅拌45s，然后投放水泥和增强剂搅拌90s，最后投入剩余40%拌合水搅拌60s后再出料。

实验例：

（1）准备原料：

水泥：P·O42.5普通硅酸盐水泥，表观密度为3.10g/cm³。

天然粗骨料：5-10mm连续粒级的碎石，表观密度为2.63g/cm³，堆积密度为1.45g/cm³，吸水率为0.10%。

外加剂：由述硅灰、偏高领土和甲酸钙等按照特定比例制得的增强剂。

(2)搅拌工艺：

按照配合比称取水泥和粗骨料，先干拌30s,再加入 80%的拌合水搅拌45s，搅拌速率为50转/分钟，然后调节搅拌速率为20转/分钟，继续搅拌30分钟，最后调节搅拌速率为50转/分钟，再投入剩余20%拌合水和增强剂搅拌60s后在出料。

（3）混凝土配合比

透水混凝土配合比如下：

（4）测试结果：

编号	7d抗压强度（MPa）	28d抗压强度（MPa）	孔隙率(%)	透水系数（mm/s）
					1	16.6	20.1	9.3	0.81
2	17.1	30.6	12.1	0.90
					3	27.6	34.1	20.1	2.04
4	28.5	37.6	22.3	2.86
					5	28.3	38.8	26.2	3.25
6	29.4	40.9	20.9	2.29

从上表可以看出，增强剂在掺量为3%—5%时对混凝土性能的提高最大，当掺量小于3%时，孔隙率和透水系数的提升很小，当掺量大于5%后，提升效果逐渐降低，故综合考虑增强剂的最优掺量控制在3%—5%，此时，7天龄期提高透水混凝土强度30-40%，28天龄期提高透水混凝土强度50%以上，透水混凝土孔隙率可达20-26%，提高透水混凝土透水系数最高可达300%，且均大于1mm/s。

本发明的有益效果是：本发明通过混合不同比例的增稠剂、减水剂、分散剂和水泥增强剂等，制备满足不同工程对透水混凝土强度、透水率及孔隙率要求的增强剂，且提高了水泥基材料的强度和耐久性。特别是本发明的增强剂可以从搅拌站搅拌混凝土，现场添加增强剂，达到大规模连续施工的要求。同时粉末状产品便于运输和生产，施工过程中只要添加胶凝材料质量3-5%此增强剂，即可最大提高透水混凝土50%抗压强度，使透水混凝土孔隙率大于20%，透水系数大于1mm/s，是海绵城市建设用透水混凝土不可或缺的添加剂。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种粉末状透水混凝土用增强剂,其特征在于：增强剂所用材料按质量百分比如下：硅灰20-25%，偏高领土15-20%，甲酸钙10-20%，氯化钙8-12%，硫酸钠10-14%，氯化铁3-5%，减水剂5-7%，建筑用胶6-10%，纤维1-2%，增稠剂0.5-1%，分散剂0.1-0.2%，三乙醇胺0.1-0.3%。

2.根据权利要求1所述的一种粉末状透水混凝土用增强剂,其特征在于：所述硅灰、偏高领土、甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂均为粉末状，减水剂为液体。

3.根据权利要求1所述的一种粉末状透水混凝土用增强剂,其特征在于：所述硅灰和偏高领土的比表面积大于15m²/g，甲酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化铁、建筑用胶、增稠剂和分散剂比表面积大于400m²/kg。

4.实现权利要求1所述的一种粉末状透水混凝土用增强剂的制备方法,其特征在于：制备方法包括以下步骤：

F、将步骤E得到固体增强剂粉磨至表面积大于400m²/kg；

5.根据权利要求4所述的一种粉末状透水混凝土用增强剂的制备方法,其特征在于：所述步骤F中所述的球磨时间为0.5小时，并使用0.08 mm筛进行筛选增强剂粉末，筛余要求小于等于5%；球磨过程中加入质量分数为0.1-0.3%的助磨剂三乙醇胺。