一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂及其制备方法。其组成按质量百分比计为：偏高岭土60‑80％；成膜剂1‑2％；增稠剂15‑20％；早强剂3‑5％；憎水剂2‑3％。将偏高岭土和水以质量分数以1：1混合，同时加入成膜剂，研磨5‑15min制成乳化液；然后将憎水剂加入所得乳化液，常温下剪切成膏状物；将早强剂、增稠剂加入，混合均匀后，烘干磨细至45μm方孔筛筛余≤5％，得到防堵塞的生态型透水混凝土添加剂。本发明专利技术所提供的方法可以实现透水混凝土路面抗污，自洁净功能，同时提高其抗冻融破坏能力和降低后期维护的成本。

An ecological pervious concrete additive for preventing blockage and its preparation method

The invention discloses an anti-clogging ecological pervious concrete additive and a preparation method thereof. Its composition is as follows: metakaolin 60 80%; film-forming agent 1 2%; thickener 15 20%; early strength agent 3 5%; hydrophobic agent 2 3%. Mixing metakaolin and water with mass fraction of 1:1 and adding film-forming agent, grinding for 5 15 minutes to make emulsifier; then adding hydrophobic agent into the emulsifier and shearing it into paste at room temperature; adding early strength agent and thickening agent, after mixing evenly, drying and grinding to 45 micron square hole sieve residue less than 5%, the ecological pervious concrete additive with anti-clogging was obtained. The method provided by the invention can realize the anti-pollution and self-cleaning functions of the permeable concrete pavement, at the same time improve its anti-freeze-thaw damage ability and reduce the cost of later maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂及其制备方法
本专利技术属于材料
，具体涉及一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国城市的迅速发展，大量水泥混凝土不透水路面建设量增多，使得每遇强降雨天气，城市排水系统负担沉重，内涝问题不断涌现，给人们的日常生活带来了极大的困扰。海绵城市又称为“水弹性城市”，是新一代城市雨洪管理新概念，透水混凝土路面是目前常用的透水铺装路面之一，具有良好的透水、降温、降噪功能。透水混凝土内部存在的大量孔隙而具有透水功能，但其透水孔隙易被车辆行驶留下的大量泥土和杂物堵塞，最终失去透水性能。而且由于孔隙堵塞会造成透水混凝土内残留大量的水，易使透水混凝土产生冻融破坏，严重降低透水混凝土的服役寿命。因此，冻融破坏和孔隙堵塞是透水混凝土路面的主要顽疾，严重阻碍其大范围推广应用。对于灰尘、泥土堵塞透水混凝土路面孔隙问题，现在国外的小型高压路面清洗机和真空吸附的方法恢复透水效果，能恢复部分透水性能。若在透水混凝土初期设计时，使包裹骨料的胶结层具有一种抗水结构，使大孔隙胶结层表面形成憎水结构，使透水混凝土路面孔隙中不残留污泥和水，从而使路面具有抗污，自洁净功能，同时降低冻融循环破坏风险和降低后期维护成本，这可促进透水混凝土技术进步和城市的可持续发展。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种混凝土添加剂及其制备方法，实现透水混凝土路面抗污自洁净功能，同时提高其抗冻融破坏能力并降低后期维护成本。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂，其组成按质量百分比计为：偏高岭土60-80％；成膜剂1-2％；增稠剂15-20％；早强剂3-5％；憎水剂2-3％。按上述方案，所述的偏高领土为高岭土经过粉磨在500-1000℃的温度下煅烧0.5-6.0小时后冷却制得；其中，所述偏高岭土中SiO2与Al2O3的质量百分含量之和≥50wt％，比表面积≥2300m2/kg。按上述方案，所述的成膜剂为石蜡乳液和硅丙乳液以质量比10:1配制而成，其中石蜡乳液为乳白色乳液，固含量为40±1wt％，pH为7～9；硅丙乳液为半透明乳白色液体，固含量为37±1wt％。按上述方案，所述的增稠剂为纤维素醚，粘度大于200000mPa·s。按上述方案，所述的早强剂为三乙醇胺或三异丙醇胺。按上述方案，所述的憎水剂为甲基硅醇钠、异丁基硅烷质量比为8:2的混合物。上述防堵塞生态型透水混凝土添加剂的制备方法，包括以下步骤：将偏高岭土和水以质量分数以1：1混合，同时加入成膜剂，研磨5-15min制成乳化液；然后将憎水剂加入所得乳化液，常温下剪切成膏状物；将早强剂、增稠剂加入，混合均匀后，烘干磨细至45μm方孔筛筛余≤5％，得到防堵塞的生态型透水混凝土添加剂。由于水泥水化浆体的pH值基本在12～13左右，这要求有机基团不能是甲基，因为甲基会在碱性条件下生成甲基硅酸盐，随着雨水的冲刷而流失，因引入部分长链来代替甲基基团，以偏高岭土乳化液作为载体，吸入异丁基硅烷和甲基硅醇钠，制成溶剂型有机硅憎水剂。同时在硅氧烷聚合物分子链上引入一定数量的羟基、氨基、羧基活性基团，在催化作用或自身引入的氨基作用下，还与硅酸盐材料反应，形成有机硅憎水膜。偏高岭土作为一种混凝土矿物掺合料，由于其火山灰活性和微填充效应，能够显著提高混凝土的早期强度和后期耐久性。由于偏高岭土的层状结构，使一部分的憎水剂溶液组成进入偏高岭土的层间，一部分被吸附到偏高岭土的表面，混凝土中引入吸水性的偏高岭土组分，在混凝土水化过程中水分不足时，起到一个蓄水池的作用，向混凝土内部供水补给水化所需的水分，来保证混凝土水化反应的持续进行，从而提高混凝土强度。吸收憎水剂溶液的偏高岭土随着水化的进行，会缓慢释放出憎水剂，这将在胶结料周围形成一层憎水的有机硅憎水膜，当水侵入时能够起到疏水作用，降低透水混凝土孔隙中的水含量，使其免受冻融破坏。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的方法可以实现透水混凝土路面抗污，自洁净功能，同时提高其抗冻融破坏能力和降低后期维护的成本。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。实施例1一种防堵塞的生态型透水混凝土添加剂，是由偏高岭土与复合改性剂通过机械化学法制备而成，它是由偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂组成。其中偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂按照质量百分数依次为78％、1.8％、15％、3.2％和2％，将偏高岭土和水以质量分数以1：1，同时加入成膜剂，研磨5-15min制成乳化液，然后将憎水剂混匀后加入，同时常温下剪切成膏状物，同时将早强剂、增稠剂加入，混合均匀后，烘干磨细得到防堵塞的生态型透水混凝土添加剂。实施例2一种防堵塞的生态型透水混凝土添加剂，是由偏高岭土与复合改性剂通过机械化学法制备而成，它是由偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂组成。其中偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂按照质量百分数依次为73％、1.8％、18％、4.4％和2.8％，将偏高岭土和水以质量分数以1：1，同时加入成膜剂，研磨5-15min制成乳化液，然后将憎水剂混匀后加入，同时常温下剪切成膏状物，同时将早强剂、增稠剂加入，混合均匀后，烘干磨细得到防堵塞的生态型透水混凝土添加剂。实施例3一种防堵塞的生态型透水混凝土添加剂，是由偏高岭土与复合改性剂通过机械化学法制备而成，它是由偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂组成。其中偏高岭土、成膜剂、增稠剂、早强剂、憎水剂按照质量百分数依次为70％、2％、20％、5％和3％，将偏高岭土和水以质量分数以1：1，同时加入成膜剂，研磨5-15min制成乳化液，然后将憎水剂混匀后加入，同时常温下剪切成膏状物，同时将早强剂、增稠剂加入，混合均匀后，烘干磨细得到防堵塞的生态型透水混凝土添加剂。实验原材料:水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，骨料为石灰岩骨料，粒径为5-25mm。减水剂为聚羧酸系高效减水剂。基准样中水泥为440kg/m3,骨料为1480kg/m3，水为140kg/kg/m3,减水剂为3.7。对比组中水泥为420kg/m3,骨料为1480kg/m3，防堵塞的生态型透水混凝土添加剂为20kg/m3，水为140kg/kg/m3,减水剂为3.7。透水系数测试方法采用GB/T25993透水路面砖和透水路面板中附录C透水系数测试方法，防堵塞性能采用50％的特细砂与50％矿渣粉混合的堵塞剂进行堵塞后，采用清水冲洗3次测试透水性能的恢复率。进行性能测试见表1所示。表1实施例1-3透水混凝土性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂，其特征在于组成按质量百分比计为：偏高岭土60‑80％；成膜剂1‑2％；增稠剂15‑20％；早强剂3‑5％；憎水剂2‑3％。

【技术特征摘要】
1.一种防堵塞生态型透水混凝土添加剂，其特征在于组成按质量百分比计为：偏高岭土60-80％；成膜剂1-2％；增稠剂15-20％；早强剂3-5％；憎水剂2-3％。2.如权利要求1所述防堵塞生态型透水混凝土添加剂，其特征在于所述的偏高领土为高岭土经过粉磨在500-1000℃的温度下煅烧0.5-6.0小时后冷却制得；其中，所述偏高岭土中SiO2与Al2O3的质量百分含量之和≥50wt％，比表面积≥2300m2/kg。3.如权利要求1所述防堵塞生态型透水混凝土添加剂，其特征在于所述的成膜剂为石蜡乳液和硅丙乳液以质量比10:1配制而成，其中石蜡乳液为乳白色乳液，固含量为40±1wt％，pH为7～9；硅丙乳液为半透明乳白色液体，固含量为37±1wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，王军，赵日煦，杨文，吴雄，包明，谯理格，
申请(专利权)人：中建商品混凝土有限公司，中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42