CN110981315B - 一种高性能骨料粘接剂及其应用 - Google Patents

一种高性能骨料粘接剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能骨料粘接剂及其应用，包括如下重量份的组分：50~60份的低收缩抗裂水泥，3.5~9份的重钙粉，0.1~0.2份的黏度改性剂，0.5~1份的聚羧酸高性能减水剂，15~20份的超细硅灰，0.5~1份的缓凝剂，0.5~1份的激发剂，15~20份的耐水型乳胶粉，0~3份的颜料。该骨料粘接剂用于不同骨料的粘接，将其用于配制透水混凝土，可提高透水混凝土的整体性能。

Description

一种高性能骨料粘接剂及其应用
技术领域
本发明涉及园林及市政道路技术领域，具体为一种高性能骨料粘接剂及其应用。
背景技术
透水混凝土和透水砂浆由于其独特的结构特点，在海绵城市的发展中越来越受到重视，相比于普通混凝土路面，其强大的透水性和保水性，使雨水能迅速渗入到地下，同时一部分保留在透水层中，在保证路面没有积水的同时，还能缓解城市热岛效应。同时，由于透水混凝土的中空效果，可以吸收来往车辆行驶产生的噪音；而且透水混凝土表面粗糙，可防止路面积水打滑，并不易结冰，可一定程度上保证车辆及行人安全。
目前，市场上使用的现浇透水混凝土一般采用大粒径的骨料，行人行走舒适感比较差，并且在室外经过长时间的使用，空隙被堵赛，或者强度变低，颗粒容易脱落。而现浇透水砂基混凝土多使用环氧或聚氨酯类有机材料来粘结骨料，环保性差，在室外不耐老化，且容易褪色。同时存在与基层水泥基透水混凝土粘接差，极易空鼓开裂的问题。而砂基透水砖在工厂预制，采用粘接材料与骨料混合压制而成，需要二次加工铺装，对基层的平整度要求较高。
发明内容
针对目前市面上透水混凝土存在的不耐久、强度低、不环保、易开裂等问题，本发明提供了一种高性能骨料粘接剂及其应用，该骨料粘接剂用于不同骨料的粘接，将其用于配制透水混凝土，可提高透水混凝土的整体性能。
本发明提供的一种高性能骨料粘接剂，包括如下重量份的组分：
50~60份的低收缩抗裂水泥，3.5~9份的重钙粉，0.1~0.2份的黏度改性剂，0.5~1份的聚羧酸高性能减水剂，15~20份的超细硅灰，0.5~1份的缓凝剂，0.5~1份的激发剂，15~20份的耐水型乳胶粉，0~3份的颜料；
所述黏度改性剂由淀粉醚与羟丙基甲基纤维素醚按1：（2~4）的重量比复配而成，其中羟丙基甲基纤维素醚的黏度为4~10万Pa.s；
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠与酒石酸按1：（1~2）的重量比复配而成；
所述激发剂为碳酸锂与硫酸锂按1：（1~3）的重量比复配而成；
所述耐水型乳胶粉为成膜温度为0℃和4℃的两种可再分散乳胶粉按1:（1~4）的重量比复配而成。
作为优选，低收缩抗裂水泥强度等级为52.5MPa，比表面积大于500m2/kg，空气中28天自由膨胀率大于-0.03%。
作为优选，重钙粉细度大于300目。
作为优选，聚羧酸高性能减水剂为粉体减水剂，减水率大于25%。
作为优选，超细硅灰为SiO2含量大于99%，比表面积大于20m2/g的微硅粉。
作为优选，颜料为氧化铁类颜料。
上述高性能骨料粘接剂用来配制透水混凝土时，粘接剂与骨料的重量比为1：（3~6）。
进一步的，骨料可为陶瓷颗粒、石英砂、细石等，骨料粒径范围为0.75mm~9.5mm，但使用时选择其中一个粒径尺寸。
在配制透水材料时，先按照上述比例将各组分混合均匀形成骨料粘接剂，再按骨料粘接剂和水的重量比为1：（0.18~0.22）加水，经搅拌得到稠状浆体；再按设计比例加入设计尺寸的骨料，并根据骨料粒径补充搅拌水，加水量为骨料粘接剂重量的20%~40%，搅拌至可摊铺状态，即表明骨料表面均匀涂覆粘接剂，且粘接剂不会流动，即为理想状态的透水混凝土。
和现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：
（1）本发明骨料粘接剂具有优异的适应性，可与不同种类不同粒径的骨料进行粘接，并具有优异的施工性能，可配制粗骨料透水混凝土、砂基透水混凝土、露骨料透水混凝土、砂基砖及各种彩色透水混凝土。
（2）本发明骨料粘接剂具有优异的抗压强度，通过各种细度不同的粉料（例如水泥、超细硅灰、重钙粉等就具有不同级的细度）的逐级搭配，提高粘接剂在透水混凝土中使用时的抗压、粘结、抗折强度。
（3）本发明骨料粘接剂具有高效的粘结性能，通过特定的黏度改性剂，使粘接剂能均匀包裹在骨料周围，不会出现骨料之间没有或缺少粘接剂的情况；在耐水型乳胶粉的共同作用下，就会有效地增强透水混凝土的内部粘接强度，提高抗冲击性能，并防止脱落，同时，也增加了透水混凝土与基层的粘结强度。
（4）本发明骨料粘接剂具有有效的可操作性能，通过缓凝剂和激发剂的共同作用，可保证高温条件下施工的连续性以及低温条件下透水混凝土早期强度的可靠发展，提高施工效率。
（5）因使用低收缩水泥制备粘接剂，同时整体水泥用量较低，材料体系整体稳定性高，可有效防止出现空鼓及开裂的问题。同时采用两种最低成膜温度不一样的乳胶粉，保证透水混凝土在低温施工条件下也能够具有优异的内聚力，共同提高透水混凝土的抗裂性能。
具体实施方式
以下将结合实施例，进一步说明本发明技术方案的具体实施方式。
下述实施例所使用的原材料如下：
低收缩抗裂水泥：强度等级为52.5MPa，比表面积510m2/kg。
重钙粉：市售重钙粉，细度325目。
黏度改性剂：羟丙基甲基纤维素醚与淀粉醚按4:1的重量比复配而成，其中，羟丙基甲基纤维素醚的黏度为6万Pa.s。
聚羧酸高性能减水剂：BASF 2651F聚羧酸高性能减水剂。
超细硅灰：为SiO2含量大于99%，比表面积20m2/g的微硅粉。
缓凝剂：将市售的酒石酸与葡萄糖酸钠按2:1的重量比复配而成.
激发剂：将市售的碳酸锂与硫酸锂按1:3的重量比复配而成。
耐水型乳胶粉：瓦克5044N和5010N两种可再分散乳胶粉按1:2的重量比复配而成。
颜料：朗盛氧化铁红和氧化铁黄。
骨料：粒径范围4.75~9.5mm石英石，粒径范围2.4-4.75mm和0.75-1.5mm的石英砂。
实施例1
本实施例骨料粘接剂包含如下重量份的组分：
低收缩抗裂水泥50份，重钙粉8.3份，黏度改性剂0.2份，聚羧酸高性能减水剂0.5份，超细硅灰20份，缓凝剂0.5份，激发剂0.5份，耐水型乳胶粉20份。
实施例2
本实施例骨料粘接剂包含如下重量份的组分：
低收缩抗裂水泥55份，重钙粉5.45份，黏度改性剂0.15份，聚羧酸高性能减水剂0.8份，超细硅灰18份，缓凝剂0.8份，激发剂0.8份，耐水型乳胶粉18份，氧化铁红1.0份，氧化铁红用来调整成品的颜色。
实施例3
本实施例骨料粘接剂包含如下重量份的组分：
低收缩抗裂水泥60份，重钙粉3.9份，黏度改性剂0.1份，聚羧酸高性能减水剂1.0份，超细硅灰15份，缓凝剂1.0份，激发剂1.0份，耐水型乳胶粉15份，氧化铁黄3.0份，氧化铁黄用来调整成品的颜色。
对实施例1~3，分别按所示重量份取各组分混合均匀形成骨料粘接剂，加入粘接剂重量20%的水，搅拌5分钟，获得骨料粘接剂浆体，对所得骨料粘接剂浆体分别进行性能测试，测试结果见表1。
表1 实施例1~3所得骨料粘接剂的性能检测结果
Figure 83935DEST_PATH_IMAGE002
从表1可以看出，实施例1~3配制的骨料粘接剂都具有较好的抗折抗压强度，干缩率低；拉伸粘结强度浸水处理后，损失低，并且冻融循环后拉伸粘结强度依旧大于1.5MPa，具有良好的耐水及抗冻融性能。
为进一步测试改骨料粘接剂应用效果，选用不同粒径的石英砂、石英石骨料与实施例1的骨料粘接剂进行混合，配制透水混凝土，在配制透水混凝土时，还需要补充加入骨料粘接剂重量20%~40%的水，并测试其性能，配制参数及测试结果见表2。其中，序号1对应的透水混凝土混合的骨料是粒径范围4.75~9.5mm石英石，该透水混凝土中粘接剂、骨料和水的重量比为1:3:0.4；序号2和序号3对应的透水混凝土混合的骨料分别是粒径范围2.4-4.75mm和0.75-1.5mm的石英砂，该透水混凝土中粘接剂、骨料和水的重量比分别为1:5:0.5、1:6:0.6。需要说明的是，表2中粘接剂:骨料:水中的水是指二次加水的总水量。
表2 透水混凝土性能测试
Figure 938758DEST_PATH_IMAGE004
从表2可以看出：依据《CJJ/T 135-2009 透水水泥混凝土路面技术规程》,三种不同粒径骨料配制的透水混凝土，都达到了C25强度等级，并且具有优异的弯拉强度，说明本发明骨料粘接剂使用在透水混凝土中，可有效避免其骨料在后期使用过程中的脱落、开裂风险。并且，本发明骨料粘接剂与不同粒径的骨料均可配合使用，使用方便。
上述实施例所述是用以具体说明本发明，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本发明的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本发明的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (5)

1.一种高性能骨料粘接剂的应用，其特征是：
所述高性能骨料粘接剂，包括如下重量份的组分：
50～60份的低收缩抗裂水泥，3.5～9份的重钙粉，0.1～0.2份的黏度改性剂，0.5～1份的聚羧酸高性能减水剂，15～20份的超细硅灰，0.5～1份的缓凝剂，0.5～1份的激发剂，15～20份的耐水型乳胶粉，0～3份的颜料；
所述黏度改性剂由淀粉醚与羟丙基甲基纤维素醚按1：(2～4)的重量比复配而成；
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠与酒石酸按1：(1～2)的重量比复配而成；
所述激发剂为碳酸锂与硫酸锂按1：(1～3)的重量比复配而成；
所述耐水型乳胶粉为成膜温度为0℃和4℃的两种可再分散乳胶粉按1:(1～4)的重量比复配而成；
所述低收缩抗裂水泥强度等级为52.5MPa，比表面积大于500m2/kg，空气中28天自由膨胀率大于-0.03％；
所述重钙粉细度大于300目；
所述聚羧酸高性能减水剂为粉体减水剂，减水率大于25％，
所述超细硅灰为SiO2含量大于99％，比表面积大于20m2/g的微硅粉；
将所述高性能骨料粘接剂与骨料混合，配制透水混凝土，所述高性能骨料粘接剂和骨料的重量比为1：(3～6)。
2.如权利要求1所述的应用，其特征是：
所述颜料为氧化铁类颜料。
3.如权利要求1所述的应用，其特征是：
所述骨料为陶瓷颗粒、石英砂、细石中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的应用，其特征是：
所述骨料的粒径在0.75mm～9.5mm范围内。
5.如权利要求1所述的应用，其特征是：
将所述高性能骨料粘接剂与骨料混合，具体为：
首先，按权利要求1中重量份取各组分，按比例加水搅拌至得到稠状浆体，加水量为骨料粘接剂的18％～20％；
接着，按比例加入骨料，再补充加入骨料粘接剂重量20％～40％的水，搅拌至可摊铺状态，即得透水混凝土。
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