CN112094071A - 一种透水混凝土增强剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种透水混凝土增强剂，其按质量百分比的组成成份如下：减水剂10‑25％、微粉30‑75％、耐碱玻璃纤维粉0.5‑2.2％、羟丙基甲基纤维素0.5‑2.2％、木质素磺酸钠1.5‑3.5％、聚氨酯乳液1.5‑10.5％、氧化钙0.5‑2.2％、亚硝酸钠0.5‑2.2％、水1.5‑10.5％；它采用硅粉和萘系减水剂按3:1的比例，再混合保水剂、缓凝剂、增稠剂以及防冻剂形成增强剂，它能够保证透水混凝土的透水性的同时还具有混凝土自身的性能，特别是抗压度和抗折度；且能够改善混凝土的流动性和塌落度，既考虑增强剂的效果又结合成本控制，使得其具有较高的性价比，具有成本低、效果好等优点。

Description

一种透水混凝土增强剂

【技术领域】

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种透水混凝土增强剂。

【背景技术】

随着人们生活水平提高，当下社会城市发展迅猛，人们在提倡环保、绿色、 节能、低碳的生活态势。在新形势下，海绵城市应运而生；海绵城市是推动绿 色建筑建设，低碳城市发展，智慧城市形成的创新表现，是特色背景下现代绿 色新技术与社会、环境、人文等多种因素下的有机结合。海绵城市是指城市能 够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下 雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。建设海绵 城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面，显然早已不适 合“海绵城市”的概念，这恰恰给透水混凝土路面以及透水砖等新兴的优良铺 装建材以更好的前景。

透水砖起源于荷兰，后由美国舒布洛科公司发明了一种砖体本身具有很强 吸水功能的路面砖，但存在的弊端就是这种砖排水速度很慢。九十年代中国出 现了这种路面砖，据此原理发明了一种砖体本身布满透水孔洞，渗水性很好的 路面砖，后又在此基础上加强砖体的抗压和抗折强度，用碎石作为原料加入水 泥和胶性外加剂使其透水速度和强度都能满足城市路面的需要。这种砖才是当 今市政路面上使用的透水砖。

透水混凝土由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用 的一种能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等 等的一些城市环境问题。并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的 危害。透水混凝土拥有系列色彩配方，针对不同环境和个性要求的装饰风格进 行铺设施工。这是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料。透水混凝 土是一种有利于促进水循环，改善城市生态环境的环保型建筑材料。具有透水 性大、强度高、施工简便等特点，可铺筑成五彩缤纷的彩色透水混凝土地面。 它主要适用于新建、扩建、改建的城镇道路工程、室外工程、园林工程中的轻 荷载道路、广场和停车场等的路面。

传统的透水混凝土含有粗骨料、水泥、增强剂、水。但是透水混凝土具有 透水性的同时，还必须具有混凝土自身的性能，特别是抗压度和抗折度。传统 的增强剂在使用时，不能够较好解决水泥浆流动性和塌落度的问题。并且有的 透水混凝土使用的增强剂成本高，导致整体路面的成本增高。

针对上述的透水混凝土，本司在这一环保型建筑材料经过多年的研发和应 用已初步形成了完整、成熟的设计、施工方法。随着研发的进一步深入，环保 型透水混凝土路面将成为未来城镇道路的发展趋势。为了在全国推广透水混凝 土路面，同时考虑到现有的技术水平和经济条件，在力争做到技术先进、经济 合理、安全可靠、适用性强的基础上对此项技术进行了革新。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种透水混凝土增强 剂。

本发明所述的一种透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：

减水剂10-25％、微粉30-75％、耐碱玻璃纤维粉0.5-2.2％、羟丙基甲基纤 维素0.5-2.2％、木质素磺酸钠1.5-3.5％、聚氨酯乳液1.5-10.5％、氧化钙 0.5-2.2％、亚硝酸钠0.5-2.2％、水1.5-10.5％；

透水混凝土增强剂的制备方法如下：

步骤一：在常温状态下，按质量配比加入减水剂和微粉至搅拌罐中，然后 再按质量配比加入水，利用安装在搅拌罐顶部的搅拌电机带动与其相连的搅拌 桨，搅拌浆安装在搅拌罐中，搅拌浆的顶端与搅拌电机的输出端相连；通过搅 拌浆对减水剂和微粉进行均匀搅拌5-10分钟，形成初步混合剂；

步骤二：将步骤一中的初步混合剂，在搅拌罐中静止2-4min，然后再通过 搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的羟丙基甲基纤维素，利用搅拌 电机通过搅拌进行搅拌5-10分钟，对初步混合剂进行增稠，形成第二次混合剂；

步骤三：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的耐碱 玻璃纤维粉，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第三次混合剂， 提高其抗压耐磨以及抗腐蚀的特性。

步骤四：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的木质 素磺酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第四次混合剂；

步骤五：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的聚氨 酯乳液、氧化钙、亚硝酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成 产成品；提高其防冻性能。

进一步地，所述减水剂为萘系减水剂或三聚氰胺减水剂。

进一步地，所述微粉为硅粉。

进一步地，所述萘系减水剂与硅粉按质量的比例为1：3。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂18％、硅粉54％、耐碱玻璃纤维粉2％、羟丙基甲基纤维素2％、木质素磺酸钠 3％、聚氨酯乳液8％、氧化钙1％、亚硝酸钠2％、水10％。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂20％、硅粉60％、耐碱玻璃纤维粉1％、羟丙基甲基纤维素1％、木质素磺酸钠3％、聚氨酯乳液6％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水7％。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂22％、硅粉66％、耐碱玻璃纤维粉0.6％、羟丙基甲基纤维素0.6％、木质素磺 酸钠2.8％、聚氨酯乳液3％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水3％。

进一步地，所述搅拌电机为伺服电机，搅拌电机的转速为400～500转 /min。。

本发明有益效果为：本发明所述的一种透水混凝土增强剂，它采用硅粉和 萘系减水剂按3:1的比例，再混合保水剂、缓凝剂、增稠剂以及防冻剂形成增 强剂，它能够保证透水混凝土的透水性的同时还具有混凝土自身的性能，特别 是抗压度和抗折度；且能够改善混凝土的流动性和塌落度，既考虑增强剂的效 果又结合成本控制，使得其具有较高的性价比，具有成本低、效果好等优点。

【具体实施方式】

下面以具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用 来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本具体实施方式所述的一种透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份 如下：

减水剂10-25％、微粉30-75％、耐碱玻璃纤维粉0.5-2.2％、羟丙基甲基纤 维素0.5-2.2％、木质素磺酸钠1.5-3.5％、聚氨酯乳液1.5-10.5％、氧化钙 0.5-2.2％、亚硝酸钠0.5-2.2％、水1.5-10.5％；

透水混凝土增强剂的制备方法如下：

步骤一：在常温状态下，按质量配比加入减水剂和微粉至搅拌罐中，然后 再按质量配比加入水，利用安装在搅拌罐顶部的搅拌电机带动与其相连的搅拌 桨，搅拌浆安装在搅拌罐中，搅拌浆的顶端与搅拌电机的输出端相连；通过搅 拌浆对减水剂和微粉进行均匀搅拌5-10分钟，形成初步混合剂；

步骤二：将步骤一中的初步混合剂，在搅拌罐中静止2-4min，然后再通过 搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的羟丙基甲基纤维素，利用搅拌 电机通过搅拌进行搅拌5-10分钟，对初步混合剂进行增稠，形成第二次混合剂；

步骤三：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的耐碱 玻璃纤维粉，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第三次混合剂， 提高其抗压耐磨以及抗腐蚀的特性。

步骤四：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的木质 素磺酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第四次混合剂；

步骤五：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的聚氨 酯乳液、氧化钙、亚硝酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成 产成品；提高其防冻性能。

进一步地，所述减水剂为萘系减水剂或三聚氰胺减水剂。

进一步地，所述微粉为硅粉。

进一步地，所述萘系减水剂与硅粉按质量的比例为1：3。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂18％、硅粉54％、耐碱玻璃纤维粉2％、羟丙基甲基纤维素2％、木质素磺酸钠 3％、聚氨酯乳液8％、氧化钙1％、亚硝酸钠2％、水10％。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂20％、硅粉60％、耐碱玻璃纤维粉1％、羟丙基甲基纤维素1％、木质素磺酸钠 3％、聚氨酯乳液6％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水7％。

进一步地，透水混凝土增强剂，按质量百分比的组成成份如下：萘系减水 剂22％、硅粉66％、耐碱玻璃纤维粉0.6％、羟丙基甲基纤维素0.6％、木质素磺 酸钠2.8％、聚氨酯乳液3％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水3％。

进一步地，所述搅拌电机为伺服电机，搅拌电机的转速为400～500转/min。

本发明中，耐碱玻璃纤维粉具有耐热性强、抗压耐磨、抗腐蚀性好，机械 强度高，能够提高透水混凝土强度。

本设计中，羟丙基甲基纤维素作为增稠剂、稳定剂使用。

本设计中，木质素磺酸钠作为保水剂、缓凝剂使用，能够提高透水混凝土 砂浆的泵送性。

本设计中，聚氨酯乳液、氧化钙、亚硝酸钠作为防冻剂使用，其中聚氨酯 乳液作为表面活性剂型的防冻剂使用，亚硝酸钠还可以作为防止氯盐对钢筋的 锈蚀作用，同时兼具防冻与早强作用。

本发明中减水剂和微粉作为增强剂的主原料使用。其中减水剂减水剂为萘 系减水剂或三聚氰胺减水剂，优选萘系减水剂。微粉优选为硅粉。萘系减水剂 与硅粉的比例，按质量比为1：3。

本发明的增强剂是在兼顾成本和突出效果的基础上，对现有的增强剂进行 改组革新的。具体的陈述如下：

1、总体陈述：

(1)透水混凝土又称为无细骨料混凝土，所以透水混土只含有粗骨料、水 泥、增强剂、水。透水混凝土具有透水性的同时还必须具有混凝土自身的性能， 特别是抗压度和抗折度。透水混凝土增强剂的意义在于能够使水泥浆具有很好 的流动性和塌落度为首要。

(2)流动性：透水混凝土增强剂改善水泥浆流动性的方式是含入微粉。对 微粉的要求是能够填充进小的水泥颗粒之间。选择四种微粉形成四种水泥浆， 通过对水泥浆结构的分析得出硅粉最为合适。

(3)塌落度：透水混凝土增强剂降低水泥浆塌落度损失的方式是含入减水 剂。选择三种减水剂形成三种水泥浆，通过对水泥浆塌落度的分析得出萘系减 水剂最为合适。

(4)配比：经过试验得出硅粉、萘系减水剂比例为3:1最为合适。

2、就本设计的增强剂中微粉采用硅粉，减水剂采用萘系减水剂，以及其之 间的比例关系为3：1进行进一下详细阐述。

(1)本司在对各类材料进行实验对比过程，发现对一些相关的数据进行区 别对比后发现，增强剂的选材、比例、用量对透水混凝土的效果有显著变化。

(2)针对1中陈述的流动性：透水混凝土增强剂改善水泥浆流动性的方式 是含入微粉。对微粉的要求是能够填充进小的水泥颗粒之间。球状的微粉，填 充粗颗粒水泥之间的部分空间，其结果就是使细颗粒的粒度分布更均匀，同时 使内部间的间隙更小、更密。当加入水后就会有更多的水体表面积，达到所要 求的稠度时降低需水量。这样就能改善混凝土的流动性。

故本司选择四种微粉：硅粉、超细矿渣、超细粉煤灰、超细天然沸石粉， 对其加入水泥浆后进行结构分析并得出结论。

方式是采用水灰比W/C＝0.33，即100g水、P.042.5水泥300g、微粉10g。 然后进行搅拌60S，再进行流速试验。其中：W代表水，C为P.042.5水泥(普 通硅酸盐水泥)。具体的对比数据如下表一:

表一:

结论为:加入硅粉后流速最佳，流动性最好。

(3)针对1中的塌落度：透水混凝土增强剂降低水泥浆塌落度损失的方式 是含入减水剂。本开选择三种减水剂进行对比研发，三种减水剂为：聚羧酸减 水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂，将其加入形成三种水泥浆。

方式是采用水灰比W/C＝0.33，即300g水、P.042.5水泥900g、减水剂15g。 然后进行搅拌60S，再进行塌落度检测。具体的对比数据如下表二:

表二：

序号	加入减水剂名称	塌落度
			1	聚羧酸减水剂	130
2	萘系减水剂	105
			3	三聚氰胺减水剂	90

结论：三聚氰胺减水剂效果最理想，但是由于成本、效果上的综合考虑萘 系减水剂最为合适。

(4)针对1中的配比，采用正交试验做出试块进行初步分析。

方式是：采用配比为水10kg、P.042.5水泥30kg、碎石170kg、增强剂1kg。 然后进行搅拌120S。

结论为：硅粉、萘系减水剂3:1、4:1、5:2为合格。综合考虑效果及成本 确定硅粉、萘系减水剂3:1形成的透水混凝土增强剂最为合适。

本发明的配方组成的检测报告如下：

样品名称：混凝土原材料

委托单位：毓润(上海)生态科技有限公司

检测单位：上海市建筑科学研究院

检验依据：CJJ/T135-2009(透水水混凝土路面技术规程)

样品编号：HN72F-180013-1

本次原材料配比为：100Kg水、P.O42.5水泥300kg、碎石1700kg、透水混 凝土增强剂10kg。

上海市建筑科学研究院针对上述原材料，检测数据如下表：

发明所述的一种透水混凝土增强剂，它采用硅粉和萘系减水剂按3:1的比 例，再混合保水剂、缓凝剂、增稠剂以及防冻剂形成增强剂，它能够保证透水 混凝土的透水性的同时还具有混凝土自身的性能，特别是抗压度和抗折度；且 能够改善混凝土的流动性和塌落度，既考虑增强剂的效果又结合成本控制，使 得其具有较高的性价比，具有成本低、效果好等优点。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述特 征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种透水混凝土增强剂，其特征在于：其按质量百分比的组成成份如下：

减水剂10-25％、微粉30-75％、耐碱玻璃纤维粉0.5-2.2％、羟丙基甲基纤维素0.5-2.2％、木质素磺酸钠1.5-3.5％、聚氨酯乳液1.5-10.5％、氧化钙0.5-2.2％、亚硝酸钠0.5-2.2％、水1.5-10.5％。

2.一种透水混凝土增强剂，其特征在于：其制备方法如下：

步骤一：在常温状态下，按质量配比加入减水剂和微粉至搅拌罐中，然后再按质量配比加入水，利用安装在搅拌罐顶部的搅拌电机带动与其相连的搅拌桨，搅拌浆安装在搅拌罐中，搅拌浆的顶端与搅拌电机的输出端相连；通过搅拌浆对减水剂和微粉进行均匀搅拌5-10分钟，形成初步混合剂；

步骤二：将步骤一中的初步混合剂，在搅拌罐中静止2-4min，然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的羟丙基甲基纤维素，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌5-10分钟，对初步混合剂进行增稠，形成第二次混合剂；

步骤三：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的耐碱玻璃纤维粉，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第三次混合剂，提高其抗压耐磨以及抗腐蚀的特性。

步骤四：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的木质素磺酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成第四次混合剂；

步骤五：然后再通过搅拌罐的顶部一侧的进料口，加入按质量配比的聚氨酯乳液、氧化钙、亚硝酸钠，利用搅拌电机通过搅拌进行搅拌2-5分钟，形成产成品；提高其防冻性能。

3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土增强剂，其特征在于：所述减水剂为萘系减水剂或三聚氰胺减水剂。

4.根据权利要求1所述的一种透水混凝土增强剂，，其特征在于：所述微粉为硅粉。

5.根据权利要求1所述的一种透水混凝土增强剂，，其特征在于：所述萘系减水剂与硅粉按质量的比例为1：3。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种透水混凝土增强剂，其特征在于：按质量百分比的组成成份如下：萘系减水剂18％、硅粉54％、耐碱玻璃纤维粉2％、羟丙基甲基纤维素2％、木质素磺酸钠3％、聚氨酯乳液8％、氧化钙1％、亚硝酸钠2％、水10％。

7.根据权利要求2、3、4或5所述的一种透水混凝土增强剂，其特征在于：按质量百分比的组成成份如下：萘系减水剂20％、硅粉60％、耐碱玻璃纤维粉1％、羟丙基甲基纤维素1％、木质素磺酸钠3％、聚氨酯乳液6％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水7％。

8.根据权利要求2、3、4或5所述的一种透水混凝土增强剂，其特征在于：按质量百分比的组成成份如下：萘系减水剂22％、硅粉66％、耐碱玻璃纤维粉0.6％、羟丙基甲基纤维素0.6％、木质素磺酸钠2.8％、聚氨酯乳液3％、氧化钙1％、亚硝酸钠1％、水3％。

9.根据权利要求2所述的一种透水混凝土增强剂，其特征在于：所述搅拌电机为伺服电机，搅拌电机的转速为400～2000转/min。