具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑及其使用方法與流程
2023-05-13 22:29:01
本發明涉及一種混凝土外加劑，具體是一種具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑，屬於路面混合料中的添加劑技術領域。本發明還涉及所述具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的使用方法。
背景技術：
近年來，城市熱島效應明顯，極端氣候頻現，城市建設越來越注重生態保護，因此透水混凝土被廣泛應用於城市非機動車道、廣場道路、景觀道路，現階段透水混凝土需求不斷增長，但是從技術方面來講，仍存在一些問題：一是透水混凝土在不採用特殊添加劑的情況下容易產生沉漿，石子顆粒間粘接力不強，表面石子抗剝落能力差等問題。二是透水混凝土無法通過充分增加水泥用量提高透水混凝土強度和粘接性能，在增加水泥用量時強度提高幅度較小，但是存在透水係數明顯降低的缺點。
因此對於透水混凝土添加劑的技術研究顯得尤為重要，通過微觀改性和宏觀增稠的方式，在保證透水混凝土透水係數的情況下提高混凝土的抗壓強度、抗折強度和表面抗剝離能力。
發明人檢索到以下相關專利文獻：cn101514086a公開了一種砂漿或混凝土抗裂增強劑，它由佔總重量的1％～5％的高強高模纖維、30％～44％的微矽粉、40％～50％的粉煤灰、1％～5％的聚乙烯醇粉末、1％～5％的可再分散乳膠粉、1％～5％的羥丙基甲基纖維素、1％～5％的減水劑、0.01％～1％的引氣劑和1％～4％纖維分散劑組成。cn101134649a公開了一種海港工程混凝土抗氯離子滲透增強劑的配方，具體如下：超細矽微粉15－20％，水洗及煅燒高嶺土20－25％，優質粉煤灰20－25％，磨細高爐礦渣20－25％，超細納米纖維5－10％，高效減水劑6％，保坍劑0.09％，引氣劑0.09％，有機活性激發劑0.12％。cn104402009a公開了一種水化矽酸鈣凝膠溶液早強劑及其製備方法，包括：鈣質材料、矽質材料、凝膠分散劑和水，鈣質材料和矽質材料的重量比為0.3～3：1，水的重量與鈣質材料和矽質材料的總重量比為5～30：1，凝膠分散劑的質量分數為0.1％～2.0％。
以上這些技術對於如何使增強劑製成的透水混凝土具有良好的粘接性能，能防止透水混凝土沉降，提高抗折強度、抗壓強度，並未給出具體的指導方案。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑，用它製成的透水混凝土具有良好的粘接性能，能防止透水混凝土沉降，提高抗折強度、抗壓強度，施工更加方便。
為此，本發明還要提供所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的使用方法。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下：
一種具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑(或者說是具有納米增強作用的透水混凝土增強劑)，其技術方案在於它是由下述組分及重量配比的原料混合均勻而製成的：固態減水劑1～3份，膠粉1～3份，矽粉2～6份，增稠劑0.05～0.20份，水性增粘粉0.01～0.08份，納米二氧化矽0.1～1.0份，混合料3～8份。所述的增稠劑為羥基丙醯甲基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或幾種；所述的混合料為粉煤灰、矽粉、磨細石粉中的一種或幾種。
上述技術方案中，優選方案可以是，所述的固態減水劑可以為甲基-烯丙基聚氨乙烯醚類減水劑、萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑中的一種或幾種(的組合)。上述的固態減水劑為市場上銷售的商品，比如可以是cr-p818型、cr-p811型和cr-p801型固態減水劑中的一種或幾種(的組合)，單一劑型皆由嶽陽東方雨虹防水技術有限責任公司生產(公眾於2017年4月1日前能夠知曉其化學成分)。
所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的使用方法，其技術方案在於它是在混凝土拌制過程中隨水泥組分一起混合均勻使用，所用的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的用量為1～2重量份，在所述的透水混凝土中具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑與其它原料的重量配比是：水泥30～40份，玄武巖碎石150～160份，水10～11份，具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑1～2份。
上述技術方案中，優選方案可以是，所述的水泥為p·042.5r水泥。上述的玄武巖碎石的粒徑可以為5～10mm，或者為2～5mm。
將本發明應用於透水混凝土，通過納米材料改性的方式改變了透水混凝土中水泥漿體的性能，通過各組分間的協同作用改善了透水混凝土中水泥漿體的流變性能，大幅提高了透水混凝土的抗折強度和抗壓強度。本發明增加了透水混凝土的有效連通孔，增加了透水係數，防止了透水混凝土沉漿，提高了透水混凝土表面石子的抗剝離性能。本發明為單一狀態組分，具有能夠簡化透水混凝土製備過程、產品組成材料易得、成本較低等優點。與已有的增強劑相比，本發明的製造成本降低了25％以上。本發明對於常用的透水混凝土面層及底層的兩種不同碎石粒徑的透水混凝土的增強效果進行了對比(參見具體實施方式部分)。
綜上所述，本發明通過合理的配比，優選了其中所用組成及用量，所述增強劑製成的透水混凝土性能好，即具有良好的粘接性能，防止了透水混凝土沉降，提高了抗折強度、抗壓強度，施工更加方便，有利於維護生態平衡和實現可持續發展。而且製備工藝簡單、方便。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方法和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的各實施例。
本發明以下實施例用的玄武巖碎石的粒徑為5～10mm以及粒徑為2～5mm。水泥採用四川峨勝水泥集團股份有限公司生產的峨勝牌p·o42.5r普通矽酸鹽水泥。水為自來水。
實施例1：本發明所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑是由下述組分及重量配比的原料混合均勻而製成的：固態減水劑2份，膠粉2份，矽粉4份，增稠劑0.10份，水性增粘粉0.04份，納米二氧化矽0.5份，混合料5份。所述的增稠劑為羥基丙醯甲基纖維素、羧甲基纖維素兩種的組合(二者的重量配比為1:1，兩種原料中前面的原料與後面的原料重量之比，以下同)。所述的混合料為粉煤灰、磨細石粉兩種的組合(二者的重量配比為1:0.5)。各組分稱量準確後進行混合均勻即製成本發明的透水混凝土增強劑(產品)。上述的固態減水劑為市場上銷售的商品，是
cr-p818型固態減水劑、cr-p811型固態減水劑的組合，二者的重量配比為1:2。固態減水劑還可以為甲基-烯丙基聚氨乙烯醚類減水劑、萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑中的一種或幾種(的組合)。或者，
本發明所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑是由下述組分及重量配比的原料混合均勻而製成的：固態減水劑3份，膠粉3份，矽粉5份，增稠劑0.20份，水性增粘粉0.07份，納米二氧化矽0.9份，混合料7份。所述的增稠劑為羥丙基纖維素。所述的混合料為矽粉、磨細石粉兩種的組合(二者的重量配比為1:1.5)。各組分稱量準確後進行混合均勻即製成本發明的透水混凝土增強劑(產品)。上述的固態減水劑為市場上銷售的商品，是cr-p801型固態減水劑。固態減水劑還可以為甲基-烯丙基聚氨乙烯醚類減水劑、萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑中的一種或幾種(的組合)。
實施例2：本發明所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的使用方法，是在混凝土拌制過程中隨水泥組分一起混合均勻使用，所用的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑的用量為1.5重量份，在所述的透水混凝土中具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑與其它原料的重量配比是：p·o42.5r水泥38份，玄武巖碎石156份，水10份，具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑1.5份。
實施例3：本發明所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑是在混凝土拌制過程中隨水泥組分一起混合均勻使用。透水混凝土原料(重量份)：p·o42.5r水泥38份，玄武巖碎石156份(粒徑5～10mm)，水10份，實施例1製備的透水混凝土增強劑0、0.5、1.0、1.5、2.0份五組進行試驗，分別記為a、b、c、d、e實驗組。
透水混凝土的製備：預先將稱量好的水泥及透水混凝土增強劑拌合均勻，然後將石子(玄武巖碎石)稱量後加入攪拌機內攪拌混合均勻，加入一半(透水混凝土配比)用水，混合攪拌30s，再加入p·o42.5r水泥與透水混凝土增強劑混合物攪拌60s。完成上述步驟後倒出拌合物採用平板振搗器(1500w)成型150mm×150mm×150mm標準抗壓試塊和150mm×150mm×550mm標準抗折試塊，採用標準養護7d和28d後，依照gb50081《普通混凝土力學性能試驗方法標準》。測試結果見表1。
表1，5～10mm粒徑碎石透水混凝土抗壓強度及抗折強度測試結果
實施例4：本發明所述的具有納米增強作用的純粉劑透水混凝土增強劑是在混凝土拌制過程中隨水泥組分一起混合均勻使用。透水混凝土原料(重量份)：p·o42.5r水泥39份，玄武巖碎石156份(粒徑2～5mm)，水11份，實施例1製備的透水混凝土增強劑0、0.5、1.0、1.5、2.0份五組進行試驗，分別記為f、g、h、i、j實驗組。
透水混凝土的製備：預先將稱量好的水泥及透水混凝土增強劑拌合均勻，然後將石子(玄武巖碎石)稱量後加入攪拌機內攪拌混合均勻，加入一半(透水混凝土配比)用水，混合攪拌30s，再加入p·o42.5r水泥與透水混凝土增強劑混合物攪拌60s。完成上述步驟後倒出拌合物採用平板振搗器(1500w)成型150mm×150mm×150mm標準抗壓試塊和150mm×150mm×550mm標準抗折試塊，採用標準養護7d和28d後，依照gb50081《普通混凝土力學性能試驗方法標準》。測試結果見表2。
表2，2～5mm粒徑碎石透水混凝土抗壓強度及抗折強度測試結果
通過測試結果對比顯示，對於現階段常用的兩種粒徑分布的碎石的透水混凝土，使用增強劑後的是實驗組透水混凝土的抗壓強度與抗折強度均有提高。在摻量不斷加大強度提高越好，最高可以使混凝土抗折與抗壓強度提高100％以上，對於透水混凝土的透水係數的影響並不明顯，但是均高於不摻入增強劑的實驗組，但是實驗組從適配過程中發現，對於未摻入增強劑的實驗組，成型過程中極易發生沉漿堵塞連通空隙的現象，從施工角度來講，本發明的增強劑有明顯的改善透水混凝土施工狀態的作用。
考慮到施工成本的原因，本產品建議摻入量為實驗組c與i實驗組對應的摻量，此摻量能夠充分滿足施工要求，並且成本較低。
與背景技術中cn101514086a所公開的一種砂漿或混凝土抗裂增強劑的技術方案相比，本發明的組分與其不同，組分含量與其明顯不同，cn101514086a所解決的是混凝土抗裂問題，即建築物牆體的開裂問題，而本發明所解決的是如何提高透水混凝土的粘接性能、並且提高其抗折強度和抗壓強度的問題，實驗證明，用本發明製成的透水混凝土具有良好的粘接性能，增加了透水混凝土的有效連通孔，增加了透水係數，防止了透水混凝土沉漿，提高了透水混凝土表面石子的抗剝離性能，提高了抗折強度(抗折強度提高了20％以上)、抗壓強度(抗壓強度提高了25％以上)，施工更加方便。