CN112441774A - 一种纳米增强透水材料、透水地砖和透水路面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米增强透水材料、透水地砖和透水路面，本发明的纳米增强透水材料包括如下重量份的原料：骨料70‑100份；活性分子筛粉6‑10份；纳米碳酸钙8‑15份；纳米二氧化钛5‑8份；消泡剂2‑4份；减水剂5‑8份；高强增韧剂40‑60份；高强粘结剂35‑50份；氧化钬4‑8份。本发明的纳米增强透水材料，通过各组分之间的合理配比，得到的透水材料的透水系数、抗压强度、抗折强度和耐磨性等性能远优于普通透水材料。

Description

一种纳米增强透水材料、透水地砖和透水路面
技术领域
本发明属于透水材料技术领域，具体涉及一种纳米增强透水材料、透水地砖和透水路面。
背景技术
目前，城市的地表基本被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖，硬化的地面给城市的生态环境带来极大的负面影响。比如，混凝土、沥青材料的路面由于不透水，在城市突发暴雨时经常会出现“城市看海”模式，而且由于雨水不能够通过路面渗入地下，大量雨水从市政污水管网排出，又增大了市政排水系统的负荷。此外，此种路面的不透水性将宝贵的自然降水完全与下层土壤及地下水阻断，降水大部分通过城市排水系统管网排入江河湖海等地表水源中，严重影响了雨水的有效利用；加之城市地下水的过量抽取，导致城市地下水位越来越低，形成了地质学上的“漏斗型”地下水位，引发地面下降。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种纳米增强透水材料、透水地砖和透水路面。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：
骨料70-100份；
活性分子筛粉6-10份；
纳米碳酸钙8-15份；
纳米二氧化钛5-8份；
消泡剂2-4份；
减水剂5-8份；
高强增韧剂40-60份；
高强粘结剂35-50份；
氧化钬4-8份。
优选地，所述活性分子筛粉为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐或钠盐。
优选地，所述高强度增韧剂包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶10-15份，聚乙烯醇缩丁醛8-12份，聚乙烯醇8-12份，硅酸钠8-16份，碳酸镁5-10份；石墨粉10-20份，聚丙烯纤维5-10份。
优选地，所述高强粘结剂包括如下重量份的原料：环氧树脂52-83份、聚氨酯树脂12-25份、乙酰水杨酸0.1-0.2份、聚羧酸盐类分散剂0.2-0.8份、硬脂酸三乙醇胺聚合物5-12份和硬脂酸0.02-0.08份。
优选地，所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
优选地，所述骨料包括沙石、粉煤渣、建筑废料、玻璃渣中的一种或多种。
优选地，所述纳米碳酸钙的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。
优选地，所述减水剂为三(1-甲基乙基)萘磺酸钠、6-羟基-2-萘磺酸钠、2,6-二叔丁基萘磺酸钠中一种或多种的混合物。
一种纳米增强透水地砖，包括上述任一种纳米增强透水材料。
一种纳米增强透水路面，包括上述任一种纳米增强透水材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的纳米增强透水材料，通过各组分之间的合理配比，得到的透水材料的透水系数、抗压强度、抗折强度和耐磨性等性能远优于普通透水材料。
附图说明
图1是本发明各实施例与对比例的纳米增强透水材料的透水系数对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
本实施例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
本实施例中，活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
高强度增韧剂可以包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶13份，聚乙烯醇缩丁醛10份，聚乙烯醇10份，硅酸钠14份，碳酸镁8份；石墨粉14份，聚丙烯纤维7份。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂65份、聚氨酯树脂18份、乙酰水杨酸0.15份、聚羧酸盐类分散剂0.5份、硬脂酸三乙醇胺聚合物9份和硬脂酸0.05份。
消泡剂可以包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。本实施例中消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。
骨料可以包括沙石、粉煤渣、建筑废料、玻璃渣中的一种或多种。本实施例中骨料选用沙石。
纳米碳酸钙优选的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。
减水剂可以为三(1-甲基乙基)萘磺酸钠、6-羟基-2-萘磺酸钠、2,6-二叔丁基萘磺酸钠中一种或多种的混合物。本实施例的减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠。
实施例二
本实施例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料70份；活性分子筛粉6份；纳米碳酸钙8份；纳米二氧化钛5份；消泡剂2份；减水剂5份；高强增韧剂40份；高强粘结剂35份；氧化钬4份。
本实施例中，活性分子筛粉为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钠盐。
高强度增韧剂可以包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶10份，聚乙烯醇缩丁醛8份，聚乙烯醇8份，硅酸钠8份，碳酸镁5份；石墨粉10份，聚丙烯纤维5份。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂52份、聚氨酯树脂12份、乙酰水杨酸0.1份、聚羧酸盐类分散剂0.2份、硬脂酸三乙醇胺聚合物5份和硬脂酸0.02份。
本实施例中消泡剂选用氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。骨料选用沙石和粉煤渣的混合物。减水剂选用6-羟基-2-萘磺酸钠和2,6-二叔丁基萘磺酸钠的混合物。
实施例三
本实施例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料100份；活性分子筛粉10份；纳米碳酸钙15份；纳米二氧化钛8份；消泡剂4份；减水剂8份；高强增韧剂60份；高强粘结剂50份；氧化钬8份。
本实施例中，活性分子筛粉为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
高强度增韧剂可以包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶15份，聚乙烯醇缩丁醛12份，聚乙烯醇12份，硅酸钠16份，碳酸镁10份；石墨粉20份，聚丙烯纤维10份。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂83份、聚氨酯树脂25份、乙酰水杨酸0.2份、聚羧酸盐类分散剂0.8份、硬脂酸三乙醇胺聚合物12份和硬脂酸0.08份。
本实施例中消泡剂选用高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚的任意比例的混合物。骨料选用建筑废料和玻璃渣中的混合物。减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠、6-羟基-2-萘磺酸钠和2,6-二叔丁基萘磺酸钠的混合物。
实施例四
本实施例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
本实施例中，活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
所述高强度增韧剂包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶10-15份，聚乙烯醇缩丁醛8-12份，聚乙烯醇8-12份，硅酸钠8-16份，碳酸镁5-10份；石墨粉10-20份，聚丙烯纤维5-10份。
本实施例中的高强粘结剂为普通高强粘结剂，如聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、环氧树脂、酚醛树脂、环氧-酚醛等粘结剂。
本实施例中消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。骨料选用沙石。纳米碳酸钙优选的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。本实施例的减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠。
实施例五
本实施例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
本实施例中，活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
所述高强度增韧剂为普通高强增韧剂，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂65份、聚氨酯树脂18份、乙酰水杨酸0.15份、聚羧酸盐类分散剂0.5份、硬脂酸三乙醇胺聚合物9份和硬脂酸0.05份。
本实施例中消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。骨料选用沙石。纳米碳酸钙优选的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。本实施例的减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠。
实施例六
本实施例涉及一种纳米增强透水地砖，该地砖可以由上述任一实施例的纳米增强透水材料制备而成。
实施例七
本实施例涉及一种纳米增强透水路面，该地砖可以由上述任一实施例的纳米增强透水材料制备而成。
对比例一
本对比例与实施例一的区别在于，纳米增强透水材料的原料组分中不包含纳米碳酸钙和纳米二氧化钛，其它成分均与实施例一相同。
即本对比例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
高强度增韧剂可以包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶13份，聚乙烯醇缩丁醛10份，聚乙烯醇10份，硅酸钠14份，碳酸镁8份；石墨粉14份，聚丙烯纤维7份。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂65份、聚氨酯树脂18份、乙酰水杨酸0.15份、聚羧酸盐类分散剂0.5份、硬脂酸三乙醇胺聚合物9份和硬脂酸0.05份。
消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。骨料选用沙石。减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠。
对比例二
本对比例与实施例一的区别在于，纳米增强透水材料的原料组分中不包含高强增韧剂，其它成分均与实施例一相同。
即本对比例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：环氧树脂65份、聚氨酯树脂18份、乙酰水杨酸0.15份、聚羧酸盐类分散剂0.5份、硬脂酸三乙醇胺聚合物9份和硬脂酸0.05份。
消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。骨料选用沙石。纳米碳酸钙优选的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。减水剂选用三(1-甲基乙基)萘磺酸钠。
对比例三
本对比例与实施例一的区别在于，纳米增强透水材料的原料组分中不包含减水剂，其它成分均与实施例一相同。
即本对比例的纳米增强透水材料，包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
活性分子筛粉可以为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐。
高强度增韧剂可以包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶13份，聚乙烯醇缩丁醛10份，聚乙烯醇10份，硅酸钠14份，碳酸镁8份；石墨粉14份，聚丙烯纤维7份。
高强粘结剂可以包括如下重量份的原料：骨料85份；活性分子筛粉8份；纳米碳酸钙11份；纳米二氧化钛7份；消泡剂3份；减水剂6份；高强增韧剂52份；高强粘结剂45份；氧化钬6份。
消泡剂选用乳化硅油和聚二甲基硅氧烷任意比例的混合物。骨料选用沙石。纳米碳酸钙优选的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。
将本发明实施例一至五和对比例一至三的纳米增强透水材料进行性能测试，测试结果如下：
Figure BDA0002186585390000091
表中可以看出，本申请的各实施例的透水系数、抗压强度、抗折强度和耐磨性要远优于对比例的相应指标。
此外，为了更清楚的显示本申请各实施例与对比例之间的效果区别，请参见图1，图1是各实施例与对比例的透水系数的对比图，图中可以看出，实施例一至三的透水系数较高，且要高于实施例四和实施例五，更远高于对比例一至三。
此外，本发明还涉及一种纳米增强透水地砖和一种纳米增强透水路面，包括上述实施例的纳米增强透水材料，在此不再详细举例说明。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米增强透水材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：
骨料70-100份；
活性分子筛粉6-10份；
纳米碳酸钙8-15份；
纳米二氧化钛5-8份；
消泡剂2-4份；
减水剂5-8份；
高强增韧剂40-60份；
高强粘结剂35-50份；
氧化钬4-8份。
2.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述活性分子筛粉为高温煅烧处理的水合硅酸铝的钾盐或钠盐。
3.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述高强度增韧剂包括如下重量份的原料：端羧基液体丁腈橡胶10-15份，聚乙烯醇缩丁醛8-12份，聚乙烯醇8-12份，硅酸钠8-16份，碳酸镁5-10份；石墨粉10-20份，聚丙烯纤维5-10份。
4.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述高强粘结剂包括如下重量份的原料：环氧树脂52-83份、聚氨酯树脂12-25份、乙酰水杨酸0.1-0.2份、聚羧酸盐类分散剂0.2-0.8份、硬脂酸三乙醇胺聚合物5-12份和硬脂酸0.02-0.08份。
5.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述骨料包括沙石、粉煤渣、建筑废料、玻璃渣中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径范围为40～80nm，比表面积为18～25㎡/g。
8.根据权利要求1所述的纳米增强透水材料，其特征在于，所述减水剂为三(1-甲基乙基)萘磺酸钠、6-羟基-2-萘磺酸钠、2,6-二叔丁基萘磺酸钠中一种或多种的混合物。
9.一种纳米增强透水地砖，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的纳米增强透水材料。
10.一种纳米增强透水路面，特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的纳米增强透水材料。
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