CN109761538B - 一种露骨料混凝土及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种露骨料混凝土及其施工方法，属于建筑技术领域。本发明的露骨料混凝土包括以下重量份数的原料：骨料1150‑1320份、聚氨酯胶结剂50‑38份、罩面剂10‑6份。本发明的施工方法包括：制备立体图案模板；将骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后进行养护成型，之后喷涂罩面剂。本发明的露骨料混凝土施工方便、成型后强度高。

Description

一种露骨料混凝土及其施工方法

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种露骨料混凝土及其施工方法。

背景技术

露骨料混凝土路面运用天然石头本身的颜色、形状以及较久湿润的光泽效果，使面层骨料完结天然的非人工雕刻的天然铺面效果，把彩色原石的天然颜色，纹路较久展现，自然美观，具有良好的美化环境的效果，被广泛用于景观地面的铺设。现有技术中的露骨料混凝土常以碎石为骨料，以高强度水泥为主要胶凝材料，加水及其他外加剂拌和之后，制成混凝土成品砖再进行地面铺设，或直接进行现场浇筑。这种方法需要在混凝土的没有完全终凝之前、通过表面喷洒一定深度的以缓凝成分为主的外加剂来改变上下两层混凝土的凝结时间，然后用一定流量的水冲洗上层水泥浆，使骨料露出。这种方法水的喷洒量不容易控制，导致外加剂深入混凝土表面的深度不同，冲洗的时候容易出现骨料颗粒脱落现象，并且冲水速度和冲水持续时间也存在较多不可控因素，成型的露骨料混凝土存在确定较多缺陷。

现有的荧光混凝土主要是在生态混凝土整体路面上撒布荧光碎石以达到荧光效果。此种路面在白天的时候吸收太阳光线，晚上能够自主发光，可以取代路灯解决路面照明问题，从而提高夜间环境效果，节能环保。但是在荧光石蓄能后持续发光时间较短，骨料之间的粘结性能，抗磨性能较低，而且由于图案是后续“种植”上去的显得单调，没有自然的活力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种施工方便、成型后强度高的露骨料混凝土及其施工方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种露骨料混凝土，所述露骨料混凝土包括以下重量份数的原料：

骨料1150-1320份、

聚氨酯胶结剂50-38份、

罩面剂10-6份。

本发明一改传统的露骨料混凝土配方，以聚氨酯胶结剂取代传统的水泥、硅灰、矿渣微粉等材料作为胶结材料，施工成型后强度高，并减少了添加缓凝成分并用水冲洗以露出骨料的步骤，避免了因水冲洗等不易控因素导致骨料颗粒脱落的现象，提高了产品质量和施工便捷程度，同时也提高了施工环境的整洁性，减少了水泥等原材料的浪费。罩面剂由固化剂、地坪漆、稀释剂按比例调配而成，能够在施工好的露骨料混凝土表面形成保护膜，增强混凝土表面的耐磨性能，能抵抗由于频繁的交通带来的磨损和灰尘，增加混凝土地坪质量。同时能够抵抗紫外线，使露出的骨料色彩鲜艳、美观、与周围景色相协调，有利于露骨料混凝土路面的维护和清洗。

作为优选，所述骨料为荧石骨料，或荧石骨料和碎石骨料的混合。

本发明将荧石骨料添加到露骨料混凝土中，通过荧光材料的使用能够使得白天的光源得以储存，夜晚能够释放出来，可以代替电光源、美化环境、点缀和衬托景观。

作为优选，所述骨料至少部分表面具有SiO₂包覆层。

作为优选，所述SiO₂包覆层采用溶胶凝胶法在骨料表面原位生成的方法制得，具体方法为将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸和硅烷偶联剂混合均匀形成混合液后，涂挂在骨料表面，在50-60℃下恒温加热处理5-6h，然后在升温至75-85℃继续加热1.5-2.5h。

作为优选，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸和硅烷偶联剂的比例为100g:(180-200mL):(18-25mL):(0.5-1.0g):

作为优选，所述涂挂的方式采用喷淋或将骨料置于上述混合液中再捞出。

作为优选，所述骨料在涂挂混合液前还具有清洗的步骤，具体为，先将骨料使用清水清洗2-3遍，再使用乙醇和甲醇的混合液清洗1-2遍。

本发明采用原位生成法在骨料表面形成SiO₂包覆层，骨料与涂层结合紧密。SiO₂具有多种活性基团，含有丰富的多种活泼氢，其能与聚氨酯胶结剂分子链中的-NCO基团反应，形成界面化学键结合，从而提高了聚氨酯胶结剂与骨料的结合性能。

预先对骨料进行清洗，将其表面的杂质洗去，减少因杂质造成的粘结性能差的问题，同时采用乙醇和甲醇的混合液进行清洗能够去除因水清洗引来的大部分水分，同时还能对骨料表面存在的基团进行活化，从而提高骨料与胶结剂的粘结强度。

作为优选，聚氨酯胶结剂包括以下重量份数的组分：聚氨酯胶100份、膨润土1.5-2.8份、油酸钠0.8-1.7份。

由于骨料在空气中存放，表面难免会留存部分水分，会影响胶结剂的粘结性能，尤其是在空气湿度较大的南方地区，以及具有水域景观的公园等场所。本发明在聚氨酯胶结剂中添加少量的膨润土，其能够吸附骨料表面留存的部分水分，使水分转移，使聚氨酯胶结剂能够与骨料表面直接接触，从而提高聚氨酯胶结剂对骨料的粘结力。同时本发明的聚氨酯胶结剂中还含有少量的油酸钠，能够提高聚氨酯胶结剂对骨料表面的润湿性能，是粘结面具有更多的化学吸附，从而进一步增强的聚氨酯胶结剂对骨料的粘结强度。

作为优选，所述聚氨酯胶包括为双组分聚氨酯胶。

本发明采用双组份聚氨酯胶，可在室温条件下固化，更有利于施工。单组分聚氨酯胶虽然可直接使用无需如双组份聚氨酯胶需进行预混合工作，但有毒性(未封端单组分聚氨酯胶)，且固化条件要求高。

本发明的另一目的在于提供一种露骨料混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

(1)制备具有预设图案的立体图案模板；

(2)按照权利要求1-5中任一权利要求中所述的混凝土原料，将骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；

(3)待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，打毛预成型混凝土侧面，在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后进行养护成型，之后喷涂罩面剂。

作为优选，所述立体图案模板的制备方法为，通过平面设计的方法设计出期望的图形，采用发泡棉制成单体立体模板，再根据施工方案将单体立体模板进行排版，得到立体图案模板。

本发明的施工方法使用立体图形模板和上述露骨料混凝土，采用二次浇筑的方法，形成具有设计感的各种图案，减少了使用传统露骨料混凝土施工时需添加缓凝成分并用水冲洗以露出骨料的步骤，避免了因水冲洗等不易控因素导致骨料颗粒脱落的现象，提高了产品质量和施工便捷程度，同时也提高了施工环境的整洁性，减少了水泥等原材料的浪费。通过养护成型之后能够使得这种混凝土的表面显示出骨料的原始色彩和形状，富有天然成型的效果。

作为优选，所述发泡棉为聚乙烯发泡棉。

作为优选，所述养护成型的方法为在18-22℃温度、90-98％湿度条件下处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的露骨料混凝土不使用水泥作为胶结材料，而仅采用聚氨酯胶结剂作为骨料的胶结材料，简化了露骨料混凝土的施工步骤，提高了施工效率，也提高了混凝土的强度。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本实施例中的露骨料混凝土的配方按重量份数计为：荧石骨料1230份、聚氨酯胶结剂43份、罩面剂8份；

其中，荧石骨料表面通过溶胶凝胶法原位生成有SiO₂包覆层，具体方法为，将荧石骨料使用清水清洗2遍，再使用体积比为1:2的无水乙醇和甲醇的混合液清洗2遍，将100g正硅酸乙酯、192mL无水乙醇、21mL 0.1M盐酸和0.7g硅烷偶联剂混合均匀形成混合液后，喷淋在骨料表面，在55℃下恒温加热处理5.5h，然后在升温至80℃继续加热2h；

聚氨酯胶结剂的配方按重量份数计为：双组分聚氨酯胶100份、膨润土2.0份、油酸钠1.2份。

实施例2

本实施例中的露骨料混凝土的配方按重量份数计为：荧石骨料1150份、聚氨酯胶结剂50份、罩面剂10份；

其中，荧石骨料表面通过溶胶凝胶法原位生成有SiO₂包覆层，具体方法为，将荧石骨料使用清水清洗3遍，再使用体积比为1:1.5的无水乙醇和甲醇的混合液清洗1遍，将100g正硅酸乙酯、180mL无水乙醇、25mL 0.1M盐酸和0.5g硅烷偶联剂混合均匀形成混合液后，喷淋在骨料表面，在50℃下恒温加热处理6h，然后在升温至75℃继续加热2.5h；

聚氨酯胶结剂的配方按重量份数计为：双组分聚氨酯胶100份、膨润土1.5份、油酸钠1.7份。

实施例3

本实施例中的露骨料混凝土的配方按重量份数计为：荧石骨料1320份、聚氨酯胶结剂38份、罩面剂6份；

其中，荧石骨料表面通过溶胶凝胶法原位生成有SiO₂包覆层，具体方法为，将荧石骨料使用清水清洗2遍，再使用体积比为1:2.5的无水乙醇和甲醇的混合液清洗1遍，将100g正硅酸乙酯、200mL无水乙醇、18mL 0.1M盐酸和1.0g硅烷偶联剂混合均匀形成混合液后，喷淋在骨料表面，在60℃下恒温加热处理5h，然后在升温至85℃继续加热1.5h；

聚氨酯胶结剂的配方按重量份数计为：双组分聚氨酯胶100份、膨润土2.8份、油酸钠0.8份。

实施例4

本实施例中露骨料混凝土的施工方法具体为：

(1)通过平面设计的方法设计出期望的图形，采用聚乙烯发泡棉制成单体立体模板，再根据施工方案将单体立体模板进行排版，得到具有预设图案的立体图案模板；

(2)按照实施例1中的露骨料混凝土原料配方准备原料，将荧石骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；

(3)待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，用钢丝刷打毛预成型混凝土侧面，清理干净后在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后在20℃温度、95％湿度条件下养护成型，之后喷涂罩面剂。

实施例5

本实施例中露骨料混凝土的施工方法具体为：

(1)通过平面设计的方法设计出期望的图形，采用聚乙烯发泡棉制成单体立体模板，再根据施工方案将单体立体模板进行排版，得到具有预设图案的立体图案模板；

(2)按照实施例1中的露骨料混凝土原料配方准备原料，将荧石骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；

(3)待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，用钢丝刷打毛预成型混凝土侧面，清理干净后在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后在18℃温度、90％湿度条件下养护成型，之后喷涂罩面剂。

实施例6

本实施例中露骨料混凝土的施工方法具体为：

(1)通过平面设计的方法设计出期望的图形，采用聚乙烯发泡棉制成单体立体模板，再根据施工方案将单体立体模板进行排版，得到具有预设图案的立体图案模板；

(2)按照实施例1中的露骨料混凝土原料配方准备原料，将荧石骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；

(3)待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，用钢丝刷打毛预成型混凝土侧面，清理干净后在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后在22℃温度、98％湿度条件下养护成型，之后喷涂罩面剂。

实施例7

按照实施例2中的露骨料混凝土原料配方准备原料，按照实施例4中的施工方法进行施工。

实施例8

按照实施例3中的露骨料混凝土原料配方准备原料，按照实施例4中的施工方法进行施工。

对比例1

骨料表面无SiO₂包覆层，其他与实施例4相同。

对比例2

聚氨酯胶结剂中不含膨润土，其他与实施例4相同。

对比例3

聚氨酯胶结剂中不含油酸钠，其他与实施例4相同。

对比例4

以等量的十二烷基硫酸钠替代聚氨酯胶结剂中的油酸钠，其他与实施例4相同。

将本发明实施例4-8、对比例1-2中施工后获得的混凝土成品的性能进行比较，比较结果如表1所示。

表1：实施例4-8、对比例1-2中施工后获得的混凝土成品性能

本发明上述实施例和对比例中的骨料除了全部使用荧石骨料外，还可以是荧石骨料和碎石骨料的混合；在制备SiO₂包覆层时，涂挂的方式除了喷淋，还可以将骨料置于上述混合液中再捞出；双组分聚氨酯胶为常规双组份聚氨酯胶，即将多异氰酸酯单体与多羟基树脂反应，生成的预聚体作为甲组份，将多羟基树脂(如聚酯、聚醚)、催化剂与溶剂作乙组分，具体使用时按照常规使用方法和配比使用即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种露骨料混凝土，其特征在于，所述露骨料混凝土包括以下重量份数的原料：

骨料1150-1320份、

聚氨酯胶结剂50-38份、

罩面剂10-6份；

所述骨料至少部分表面具有SiO₂包覆层；聚氨酯胶结剂包括以下重量份数的组分：聚氨酯胶100份、膨润土1.5-2.8份、油酸钠0.8-1.7份；所述聚氨酯胶为双组分聚氨酯胶；所述SiO₂包覆层采用溶胶凝胶法在骨料表面原位生成的方法制得，具体方法为将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸和硅烷偶联剂混合均匀形成混合液后，涂挂在骨料表面，在50-60℃下恒温加热处理5-6h，然后在升温至75-85℃继续加热1.5-2.5h。

2.根据权利要求1所述的露骨料混凝土，其特征在于，所述骨料为荧石骨料，或荧石骨料和碎石骨料的混合。

3.一种如权利要求1所述的露骨料混凝土的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

（1）制备具有预设图案的立体图案模板；

（2）按照权利要求1所述的混凝土原料，将骨料和聚氨酯胶结剂混合后，在立体图案模板上进行混凝土的第一次浇筑；

（3）待混凝土凝固后，拆除立体图形模板，得到预成型混凝土，打毛预成型混凝土侧面，在预成型混凝土上进行混凝土的第二次浇筑，然后进行养护成型，之后喷涂罩面剂。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述立体图案模板的制备方法为，通过平面设计的方法设计出期望的图形，采用发泡棉制成单体立体模板，再根据施工方案将单体立体模板进行排版，得到立体图案模板。

5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述养护成型为在90-98%湿度条件下保温进行。