无机型透水混凝土改良剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种无机型透水混凝土改良剂及其制备方法和用途。所述混凝土改良剂以重量份计，包括氯化钙165‑220份、水溶液亚铁盐6‑12份、水溶性铁(III)盐0.4‑2.8份、无水硫酸钠4‑8份、水溶性镁盐4.4‑7.2份、水溶性钾盐4.4‑7.2份、氯化铵0.8‑3.6份、糖蜜缓凝剂0.2‑1.6份、氧化钙0.23‑2.2份和水180‑280份。采用本发明专利技术的混凝土改良剂，能够以较低成本，同时实现混凝土材料的强度、缓凝性、透水性和保水性能的显著改进，解决了当前生态环保城市建设中亟待解决的技术问题。

Inorganic permeable concrete improver and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
无机型透水混凝土改良剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种混凝土改良剂，具体地说，涉及由多种分析级无机盐经特殊工艺精制而成的无机型透水保水水泥混凝土道路材料。
技术介绍
在现代大型工程建设中，对混凝土材料性能的要求日益升高。一方面，从现代化混凝土施工的角度看，要求搅拌好的混凝土在经历长距离输送后，能够保持良好的工作性能，并在浇筑后尽快硬化。同时，为了防止水泥水化热过于集中，还希望水泥水化时放热缓慢、混凝土的凝结时间相对延长。另一方面，从生态环保城市建设角度看，透水路面越来越受到人们的重视，改善城市混凝土路面的透水性，可有效实现节能节水，降低城市建设对生态环境的冲击。所有这些混凝土技术性能的改善和提高，目前还都必须依靠掺入添加剂来实现。现有技术中添加剂种类繁多。用量比较广的主要有木质素磺酸盐类、萘系磺酸盐类和三聚氰胺磺酸盐类减水剂等。利用木质素磺酸盐、萘磺酸盐和三聚氰胺磺酸盐复合而成的早强减水剂，尽管它们的早强效果很好，混凝土的后期强度也较高，但由于没有缓凝性，很难适应像公路施工用混凝土的远距离运输和大体积混凝土工程的夏季施工，并且成本高、价格贵。此外，为了改善混凝土路面的透水和保水性，现有技术中广泛采用了有机混凝土胶凝材料、高分子透水材料和烧结透水材料。然而，(1)有机混凝土胶凝材料含有较多的连通孔隙，其强度及耐磨性、抗冻性较差，使用寿命短；(2)高分子透水性混凝土强度较高，但成本也高，且其性能受温度影响较大，尤其是温度升高时，容易软化流淌，使透水性受到影响；(3)烧结透水性制品，虽然强度高、耐磨性好、耐久性优良，但在高温烧结过程需要消耗大量能量，成本较高，不适于大规模混凝土路面铺装。为了解决上述问题，糖蜜被广泛应用于混凝土添加剂中。糖蜜分子中包含大量的羟基和羧基，在水泥水化产物的碱性介质中与游离Ca2+生成不稳定络合物，在水化初期抑制液相中的Ca2+的浓度，产生缓凝作用。随着水化过程的进行，络合物自行分解，水化继续进行，从而不影响水泥后期水化。然而，在实际使用中发现，糖蜜分子结构过大，导致官能团过于集中，不能充分发挥其助水化的作用。与原始的糖蜜相比，糖蜜废液通常包含相对少量的副产品。该副产品得自糖的发酵过程，其主要是以不同的有机酸的形式存在。这些酸在一定程度上提高了糖蜜废液的表面活性。但与常规减水剂例如木素磺酸盐相比，糖蜜发酵副产品(糖蜜废液)的主要缺点仍是表面活性不足。此外，“糖蜜发酵副产品”包含过多的变体。因此这些副产品很少用于混凝土添加剂应用。此外，现有技术中还存在将糖蜜作为粘合剂，与滑石或沸石等颗粒混合，利用滑石或沸石颗粒包覆水泥颗粒，防止其聚集的方式实现缓凝效果的方案。但该方法中糖蜜不能充分发挥其表面活性物质的作用，缓凝效果较差，未被广泛应用。因此，急需一种低成本的混凝土改良剂，其能够同时改善混凝土材料的强度、缓凝性、透水性和保水性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种无机型透水混凝土改良剂，以重量份计，其包括以下原料：根据本专利技术的无机型透水混凝土改良剂，其中，所述无机盐组分均为分析纯。作为所述氯化钙组分，基于所述混凝土改良剂的总重量，其用量比典型地为40wt％-45wt％，更优选为41wt％-43.5wt％。作为所述水溶性亚铁盐，可使用公知的任意适用于水泥添加剂的二价水溶性亚铁盐。典型地，所述水溶性亚铁盐选自氯化亚铁或硫酸亚铁中的一种或其组合；更优选地，所述水溶性亚铁盐为硫酸亚铁。基于所述混凝土改良剂的总重量，水溶性亚铁盐的用量比典型地为1.6wt％-2.3wt％，优选为1.9wt％-2.2wt％。作为所述水溶性铁(III)盐，典型地可使用氯化铁或硫酸铁。基于所述混凝土改良剂的总重量，水溶性铁(III)盐的用量比典型地为0.3wt％-0.7wt％，更优选为0.35wt％-0.55wt％。作为所述无水硫酸钠，基于所述混凝土改良剂的总重量，其用量比典型地不超过2.1wt％，更优选为1.25wt％-1.5wt％。作为所述水溶性镁盐和水溶性钾盐，可使用混凝土添加剂领域公知的任意水溶性镁盐和钾盐。典型地，其可使用其氯化物、硫酸盐、硝酸盐或其组合。优选分别使用氯化镁和氯化钾。其用量典型地分别占所述混凝土改良剂总重量的1.2wt％-1.8wt％，更优选1.25wt％-1.31wt％。作为本专利技术使用的糖蜜缓凝剂，其以糖蜜废液为原料，依次经氧化、酸化、碱化和中和反应制备而成。具体地说，其可通过如下方法制备：(A)用碱性物质调节糖蜜废液的pH值至中性或弱碱性，过滤，得到滤液A；(B)将糖蜜滤液A与氧化剂充分混合后放入高压反应釜中，在15-18KPa和70-85℃的条件下反应2-5h，得到糖蜜溶液B；(C)将糖蜜溶液B酸化至pH为0.5-1，得到糖蜜溶液C；(D)在70-150℃温度下，向糖蜜溶液C中添加碱，实施碱化反应，得到糖蜜溶液D；(E)向得到的糖蜜溶液D中添加弱酸溶液，调节pH至中性，得到所述糖蜜缓凝剂溶液。其中，作为步骤(A)中使用的碱性物质，可使用弱碱或强碱弱酸盐。典型地，所述碱性物质选自氨水、碳酸钠或碳酸氢钠等。作为步骤(B)中使用的氧化剂，可使用本领域公知的任意具有强氧化性的物质。作为例子，典型地可使用双氧水或高锰酸钾；相对于100重量份糖蜜溶液B，其用量典型地为5-20重量份，优选7-17重量份，特别优选7.5-11重量份。如果氧化剂用量不足，则无法将糖蜜分子充分氧化，减小糖蜜的分子结构，从而难以赋予其充分的表面活性。如果氧化剂用量过大，可能导致糖蜜分子被过度氧化，从而难以实现满意的缓凝效果。作为步骤(B)中的反应压力和温度，进一步优选采用16-17.5KPa和75-80℃。当压力和温度过低时，无法实现充分氧化；当压力和温度过高时，氧化反应变得难以控制，导致氧化产物性能劣化。作为步骤(C)的酸化方法，具体地包括：在常压和70-150℃温度下，将弱酸加入糖蜜溶液B中，调节糖蜜溶液B的pH值为2-3；再向其中添加盐酸至pH为0.5-1，实施酸化反应。其中，所述弱酸包括有机或无机弱酸，例如磷酸或醋酸等。作为步骤(D)的碱中使用的碱，可以使用本领域公知的任意强碱。典型地，所述碱选自碱金属的氢氧化物。优选地，可使用氢氧化钾或氢氧化钠。所述碱化反应优选在pH值为13-14的条件下进行。作为步骤(E)中使用的弱酸，可使用本领域公知的任意有机弱酸、无机弱酸或酸性盐。典型地，所述弱酸可选自柠檬酸、醋酸或磷酸等。基于所述混凝土改良剂的总重量，所述糖蜜缓凝剂的用量比优选为0.05wt％-0.3wt％，更优选为0.08wt％-0.15wt％。糖蜜缓凝剂用量过低时，无法实现有效的缓凝效果，并会不利地影响产品的透水和保水效果；糖蜜缓凝剂用量过大时，可能导致水泥硬化时间变长，强度劣化。作为本专利技术使用的氧化钙，优选使用高纯度氧化钙，特别优选使用纯度为97％以上的氧化钙。其与糖蜜缓凝剂的质量比(氧化钙:糖蜜缓凝剂)典型地为1:0.9-0.75，更优选为1:0.86-0.8。如果氧化钙用量过低，则无法获得有效的减水效果；如果氧化钙用量过高，则缓凝效果劣化。进一步地，本专利技术还提供所述无机型透水混凝土改良剂的制备方法，其包括以下步骤：(1)按上述比例分别称取各原料；(2)将上述称取的水溶性铁(I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机型透水混凝土改良剂，以重量份计，其包括以下原料：

【技术特征摘要】
1.一种无机型透水混凝土改良剂，以重量份计，其包括以下原料：2.根据权利要求1所述的无机型透水混凝土改良剂，其特征在于所述糖蜜缓凝剂以糖蜜废液为原料，依次经氧化、酸化、碱化和中和反应制备而成。3.根据权利要求1或2所述的无机型透水混凝土改良剂，其特征在于所述无机糖蜜缓凝剂通过如下方法制备：(A)用碱性物质调节糖蜜废液的pH值至中性或弱碱性，过滤，得到滤液A；(B)将糖蜜滤液A与氧化剂充分混合后放入高压反应釜中，在15-18KPa和70-85℃的条件下反应2-5h，得到糖蜜溶液B；(C)将糖蜜溶液B酸化至pH为0.5-1，得到糖蜜溶液C；(D)在70-150℃温度下，向糖蜜溶液C中添加碱，实施碱化反应，得到糖蜜溶液D；(E)向得到的糖蜜溶液D中添加弱酸溶液，调节pH至中性，得到所述糖蜜缓凝剂。4.根据权利要求1-3任意一项所述的无机型透水混凝土改良剂，其特征在于基于所述无机型混凝土改良剂总重，糖蜜缓凝剂的用量比为0.05wt％-0.3wt％。5.根据权利要求1-4任意一项所述的无机型透水混凝土改良剂，其特征在于所述氧化钙与糖蜜缓凝剂的重量比为1:0.9-0.75。6.一种制备如权利要求1-5任意一项所述无机型透水混凝土改良剂的方法，其包括以下步骤：(1)按比例分别称取各原料；(2)将称取的水溶性铁(III)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙远志，位孟照，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：青岛筑建海绵城市科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37