CN108529924A - 彩色透水整体路面专用粘接剂 - Google Patents

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李谦
李秋实
任耕北
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Abstract

本发明公开了一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述重量份的组分组成：超细粉煤灰75‑85份、锂渣粉18‑22份、硅灰8‑12份、高分子增稠剂0.0003‑0.0006份；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤10μm；本发明的粘结剂可以使透水混凝土拌合物包裹性好,粗骨料(卵石、碎砾)完全不裸露,混凝土匀质性良好,孔隙率为15%‑25%,透水系数≥2.5 mm/s,28d抗折达4.0 MPa以上、抗压强度达30.0MPa以上。由于本发明混凝土粘结剂的使用，透水混凝土的水泥使用量比普通混凝土减少了30‑35%，由于水泥掺入量少，大幅降低了人工费用、施工时间，并节省了大量水资源，有利于节约建设成本、降低能耗，无尘无辐射，有利于环境保护。

Description

彩色透水整体路面专用粘接剂
技术领域
本发明涉及一种粘结剂，尤其涉及一种彩色透水整体路面专用粘接剂。
背景技术
1852年,英国在建造工程中由于缺少细骨料而开发了不含细骨料的混凝土，透水混凝土的研究和应用即由此发端。在20世纪60年代,由美国主导欧美日本等国家开始了对透水性混凝土配合比设计方法的系统研究,研究涵盖了透水混凝土作为铺路材料的使用技巧、透水混凝土物理学性质及状态、透水混凝土加磨耗性及抗冻性的改善方案等领域。20世纪70年代后期，日本为了解决因抽取地下水而引起地基下沉等问题，着手开发透水性混凝土地铺装，透水混凝土逐渐被并应用于实际工程。随着科技的进步，目前我国利用透水混凝土制作生态环保地坪行业有了飞跃式的发展，透水混凝土已经广泛应用于多个具体实际领域，例如透水型跑道、运动球场、公园广场、人行便道、绿道、停车场、非机动车道等。
铺设透水路面都需要用到混凝土粘结剂，其性能好坏直接影响到透水路面的性能。迄今为止，生态环保透水地坪采用的混凝土粘结材料包括：水泥（硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣钴酸盐水泥）、矿物掺合料（硅灰、矿渣微粉、粉煤灰）、有机胶结材料、减水剂（萘系高效减水剂、多聚羧高效减水剂）等。
目前常用的方法是掺入硅灰（用量为粘结材料总量的 5%，约为 15～25 kg/m3）、乳胶粉（用量为粘结材料总量的 3%～4%，约为 9～20 kg/m3）、纤维素醚（用量为胶凝材料总量的 0.08%～0.1%，约为 0.3～1.0kg/m3，取决于纤维素醚的黏度以及各种原材料的性能）等增稠材料。所述常用材料虽然能够增加水泥浆体的黏度，却不能很好地增加水泥浆体与卵石表面的粘结性，卵石表面裹浆仍不均匀，透水混凝土的匀质性不好，仍然影响其透水性。加之透水混凝土是通过骨料间点接触形成骨架传递荷载，水泥浆薄膜包裹骨料表面胶结成型，在生产运输和浇筑成型过程中将不可避免颠簸、振动等影响，易出现浆体下沉、无法包裹等现象，无法满足应用要求。
因此，为了提高透水混凝土的综合性能，提高水泥浆体的黏性与保水性，增加水泥浆体对粗骨料表面的包裹性与粘结性，保证工程质量，很有必要对透水混凝土的粘结剂进行进一步改进。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种彩色透水整体路面专用粘接剂，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述重量份的组分组成：
超细粉煤灰 75-85份、锂渣粉18-22份、硅灰8-12份、高分子增稠剂0.0003-0.0006份；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm。
本发明的超细粉煤灰，是将粉煤灰粉碎至平均粒径≤ 10 μm，并优选其呈球状；超细粉煤灰具有低的火山灰活性，应用于混凝土中，近似全球的颗粒形状产生“滚珠效应”，起到很好的物理减水作用，增强混凝土的流动性能，降低混凝土水胶比，有助于混凝土强度的发展；
硅灰，也称为微硅粉或凝聚硅灰，英文为Microsilica or Silica fume。硅灰是冶炼硅铁合金或金属硅时的一种飞灰，主要成分是二氧化硅(SiO2)，且含有Al2O3等活性物质；硅灰是通过改善水泥胶凝浆体的性能表现进而提高透水混凝土的抗冻性能，其影响机理主要是在于硅灰的火山灰活性效应和微集料效应。硅灰中高活性的SiO2与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，增加浆体中C-S-H凝胶含量，在反应同时，水泥颗粒表面进一步向内翻出，促进水化反应继续进行，水化反应产物也更为细小密实，在部分水由液相转化为固相，体积增大时，致密的硬化水泥浆体能阻止被压入浆体中低饱和度部分，避免形成水压梯度，提高抗冻性能；
锂渣粉，锂渣含有6%以上的SO3, 且以SO4形式存在, 在水化早期有利于与水泥中铝酸盐矿物生成AFt。在水化后期, 含低掺量锂渣粉的混凝土在界面区域形成密实的水化硅酸钙；
锂渣粉、硅灰和高分子增稠剂起保水增稠作用；硅灰还可以起到增强、改善抗冻性能的作用；
本发明采用超细粉煤灰、锂渣粉、硅灰和高分子增稠剂复配，相互作用，可以显著提高水泥浆体的黏性与保水性，增加水泥浆体对粗骨料表面的包裹性与粘结性。
本发明的粘结剂，在混凝土中的适宜用量为 50～120 kg/m3，允许误差±5 kg，根据实际需求，直接加入混凝土中即可使用。
作为优选的技术方案，由下述重量份的组分组成：
超细粉煤灰 80份、锂渣粉20份、硅灰10份、高分子增稠剂0.0005份。
作为优选的技术方案，所述硅灰为加密型硅灰。
作为优选的技术方案，所述高分子增稠剂为聚氧化乙烯。
作为进一步优选的技术方案，所述聚氧化乙烯相对分子质量为 400 万～600 万。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的粘结剂可以使透水混凝土拌合物包裹性好,粗骨料(卵石、碎砾)完全不裸露,混凝土匀质性良好,孔隙率为15%-25%,透水系数≥2.5 mm/s,28d抗折达4.0 MPa以上、抗压强度达30.0MPa以上，即本发明可以在保证足够强度的基础上，具有优异的透水性能。由于本发明混凝土粘结剂的使用，透水混凝土的水泥使用量比普通混凝土减少了30-35%，由于水泥掺入量少，大幅降低了人工费用、施工时间，并节省了大量水资源，有利于节约建设成本、降低能耗，无尘无辐射，有利于环境保护。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述组分组成：
超细粉煤灰 688kg、锂渣粉172kg、硅灰86kg、高分子增稠剂0.006kg；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm；
其中，本实施例的超细粉煤灰密度 2.50 g/cm3，比表面积 1250 m2/kg；
硅灰的SiO2 含量93%；
锂渣粉为浅黄色粉末状，密度 2.37g/cm3，比表面积 410 m2/kg；
高分子增稠剂为聚氧化乙烯，呈白色粉末状，溶于水，相对分子质量为 400 万～600万。
其制备方法为：
(1将688 kg的超细粉煤放入卧式搅拌器入料口；
（2）通过螺旋传送器送入搅拌器，再分别取86 kg的硅灰，172 kg锂渣粉；
（3）放入搅拌器，均匀搅拌10分钟后，再取0.0043kg高分子增稠剂放入搅拌器；
（4）全部材料加放搅拌器，均速搅拌1小时，通过封仓机入袋，即得。
上述粘结剂通过与透水混凝土中单级配粗骨料中的水泥发生一系列的水化合及离子交换反应，使之包裹在粗骨料周围的水泥晶体直径增大，从而加大了粗骨料表面的粘结面积，减少了浆体在外力作用下局部富集造成连通孔隙率降低的可能，透水系数因此提高。早期消耗了了大量的氢氧化钙，抑制其结晶生长并加速水泥熟料水化，促使透水混凝土的力学性能提高，强度增强。另外粘结剂中增强组分促进了浆体的密实，减少了骨料间缺陷，混凝土强度随之提高。应用该粘接剂的新拌透水混凝土，在相同浆体流动度条件下，振动时浆体离析沉底的现象得以改善，因此在运输中的整体稳定性和浇筑后的上下结构均匀性提高。微集料的作用，可从微观层面优化颗粒级配，改善水泥浆体工作性能，控制粗大孔隙，增加水分迁移难度，消除静水压力来源或减小静水压力，从而改善透水混凝土抗冻性能。
通过添加一定比例的上述粘结剂制得的透水混凝土在非密实的情况下，可以达到普通密实性混凝土的强度要求，而在相同等级强度下，同体积普通混凝土与透水保水混凝土相比，可节约30%的水泥用量。此外，由于透水混凝土路面结构内含有大量孔隙，缓解冻胀应力，在很大程度上能降低该种病害；并且相对于常规路面，由于透水路面结构的空气热阻效应，透水路面内部温度相对更为恒定，其遭受的冻融循环次数会更少。同时，透水混凝土的多孔结构提高了散热性，降低了储热能力，可缓解热岛效应。
取上述粘结剂，用于混凝土，在混凝土中的用量为90kg/m3，得到的透水混凝土的孔隙率为22%,透水系数=3.06 mm/s,28d抗折为5.0 MPa，抗压强度为35.0MPa。
实施例2：
一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述组分组成：
超细粉煤灰 750kg、锂渣粉220kg、硅灰120kg、高分子增稠剂0.004kg；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm，其制备方法与实施例1相同。
取上述粘结剂，用于混凝土，在混凝土中的用量为90kg/m3，得到的透水混凝土的孔隙率为19%,透水系数=2.64 mm/s,28d抗折为4.5 MPa，抗压强度为31.0MPa。
实施例3：
一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述组分组成：
超细粉煤灰 850kg、锂渣粉180kg、硅灰80kg、高分子增稠剂0.003kg；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm，其制备方法与实施例1相同。
取上述粘结剂，用于混凝土，在混凝土中的用量为90kg/m3，得到的透水混凝土的孔隙率为18%,透水系数=2.5 mm/s,28d抗折为4.3 MPa，抗压强度为31.0MPa。
对比例1
一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述组分组成：
超细粉煤灰 688kg、锂渣粉172kg、硅灰86kg；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10μm；
取上述粘结剂，用于混凝土，在混凝土中的用量为90kg/m3，得到的透水混凝土的孔隙率为10%,透水系数=1.39 mm/s,28d抗折为5 MPa，抗压强度为35MPa。
对比例2
一种彩色透水整体路面专用粘接剂，由下述组分组成：
超细粉煤灰 688kg、硅灰86kg、高分子增稠剂0.006kg；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm；
取上述粘结剂，用于混凝土，在混凝土中的用量为90kg/m3，得到的透水混凝土的孔隙率为22%,透水系数=3.06 mm/s,28d抗折为3.1 MPa，抗压强度为27.0MPa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种彩色透水整体路面专用粘接剂，其特征在于，由下述重量份的组分组成：
超细粉煤灰 75-85份、锂渣粉18-22份、硅灰8-12份、高分子增稠剂0.0003-0.0006份；其中，所述超细粉煤灰的平均粒径≤ 10 μm。
2.根据权利要求1所述的彩色透水整体路面专用粘接剂，其特征在于，由下述重量份的组分组成：
超细粉煤灰 80份、锂渣粉20份、硅灰10份、高分子增稠剂0.0005份。
3.根据权利要求1所述的彩色透水整体路面专用粘接剂，其特征在于所述硅灰为加密型硅灰。
4.根据权利要求1所述的彩色透水整体路面专用粘接剂，其特征在于，所述高分子增稠剂为聚氧化乙烯。
5.根据权利要求4所述的彩色透水整体路面专用粘接剂，其特征在于，所述聚氧化乙烯相对分子质量为 400 万～600 万。
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