透水混凝土用早强型胶结料制造技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重量百分比的组分：普通硅酸盐水泥30‑55%，高铁型铝酸钙水泥10‑20%，超微矿粉15‑30%，金属硫酸盐10‑20%，水溶性絮凝剂0.5‑2.5%，吸水膨胀性无机材料1‑5%，三聚氰胺减水剂粉剂0.5‑2.0%，润滑剂2‑7%。高铁型铝酸钙水泥和金属硫酸盐协同作用改善3d强度，超微矿粉和普通硅酸盐水泥协同作用改善28d强度，吸水膨胀性无机材料和水溶性絮凝剂协同作用改善透水混凝土的包裹性和保水性，三聚氰胺减水剂粉剂和润滑剂协同作用确保透水混凝土的低坍落度流动性。

Early strength cementation for permeable concrete

The invention belongs to the technical field of building materials, in particular to an early strength cement pervious concrete, the raw material formula comprises the following components by weight percent: 30 ordinary portland cement 55%, high iron calcium aluminate cement 10 20%, 15 30% superfine powder, metal sulfate salt 10 water 20%. 0.5 2.5% soluble flocculant, water swelling inorganic material 1 5% melamine superplasticizer powder 0.5 2%, 2 7% lubricants. Improvement of 3D high strength iron type calcium aluminate cement and metal sulfate synergies, improve the strength of 28d ultrafine powder and ordinary portland cement synergistic effect, the water swelling material and water soluble inorganic flocculant and the water parcel collaborative effect of pervious concrete, melamine superplasticizer and powder lubricant synergistic effect to ensure low slump the degree of fluidity of pervious concrete.

【技术实现步骤摘要】
透水混凝土用早强型胶结料
本专利技术属于城市路面结构
，涉及一种透水混凝土用早强型胶结料，用于人行道、轻行车道、地面装饰、景观道路、城市广场、体育场、消防通道、停车场等轻量级道路工程。
技术介绍
随着城市现代化建设的不断发展，城市热岛效应显著，高温加快光化学反应，加剧大气污染，损害人体健康。城市被钢筋混凝土所覆盖，透水透气性差，导致路面呼吸性差，渗透雨水差。透水混凝土为多孔结构，可改善地下水位较低的情况，增加城市地下水资源，改善市内气候，改善环境。目前透水混凝土存在水泥和骨料的粘结力不强、透水性差、路面跑粒、低强度、承受荷载能力差的特点。透水混凝土基本性能有两点：1)强度；2)透水性，该两点相辅相成，相互制约。为确保透水混凝土的透水性指标，水泥胶凝材料用量小，而水泥胶凝材料浆体与骨料界面连接多为点点接触，且界面处胶凝材料较薄，强度正是通过骨料间的胶结点传递力的作用表现出来的。水泥浆体与骨料之间的粘结力主要来源于浆体-骨料界面过渡区的交联效果，增加胶结点接触面积，提高浆体-骨料间的机械啮合力和胶结层的强度是提高透水性混凝土强度的关键。专利文献CN106348640A公开一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，由以下原料组成，分别为：外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水，其中各组分质量比为外加剂母液：葡萄糖酸钠：水＝(20-30)：(2-8)：(62-78)。该专利的目的在于提供一种透水混凝土专用外加剂，通过对外加剂配方以及加工工艺的优化来控制孔隙率的同时，增强其抗压强度。专利文献CN106116243A公开一种透水水泥混凝土增强剂，以各组分的总重量计，该增强剂包括以下组分：EVA乳液、增稠剂、消泡剂、减水剂、水；所述EVA乳液为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，醋酸乙烯含量≥15％，所述增稠剂为亲水性高分子化合物，所述消泡剂为有机硅类化合物。该增强剂能改善水泥分散和黏聚性能，减少用水量，提高混凝土各龄期强度及保水、增强、增稠、增黏的性能，增强透水混凝土骨架间的粘聚力，保障良好施工及透水混凝土结构层的连通孔隙率。专利文献CN106351103A公开一种高强度、高渗透性的透水路面结构，包括依次设于土基上的隔水封层、基层和面层；所述面层包括透水骨架、及位于透水骨架孔隙之间的混凝土；所述透水骨架包括相互连通的横向透气管、及垂直设置于横向透气管的竖向透水管；所述基层包括上层的碎石层和下层的砂垫层；所述隔水封层包括阳水薄膜。面层中的致密混凝土具有高强度和高耐久性的优点，混凝土之间的透水骨架可以将降水导入基层，防止降水在路面集聚。碎石层中的碎石相互堆叠，形成了降水的流动通道，起到输水和提高基层强度的作用。上述专利中采用的增强剂、高强组分均为外加剂系统领域常见早强剂，其采用的制备工艺也在行业设计准则里，创新性不强。根据目前透水混凝土透水性和高强度较难统一的现状，尚无针对性的产品和组分设计，本专利技术从引入新的水泥矿物相入手，并通过小料调整透水混凝土状态。
技术实现思路
区别于上述专利，本专利技术摒弃透水混凝土常见矿物相、增稠剂、胶粉类小料，不单一通过调整透水混凝土胶凝材料、增稠保塑体系来进行调整，从引入高铁铝酸钙，形成铁置换过的钙矾石固溶体或单硫型钙矾石固溶体。金属硫酸盐中硫酸根供给高铁铝酸钙形成钙矾石，金属离子激发钙离子析出速率进而加速水泥胶凝材料水化。水溶性絮凝剂、吸水膨胀性无机材料、三聚氰胺减水剂干粉剂、润滑剂四者协同作用，改善透水混凝土胶凝材料的包裹性、粘聚性、保水性及低流动性。本专利技术提供一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重量百分比的组分：普通硅酸盐水泥：30-55％；高铁型铝酸钙水泥：10-20％；超微矿粉：15-30％；金属硫酸盐：10-20％；水溶性絮凝剂：0.5-2.5％；吸水膨胀性无机材料：1-5％；三聚氰胺减水剂粉剂：0.5-2.0％；润滑剂：2-7％。所述普通硅酸盐水泥为P.O42.5、P.O42.5R、P.O52.5、P.O52.5R中的一种或几种的组合物，优选为P.O42.5R、P.O52.5、P.O52.5R中的一种或几种的组合物。所述高铁型铝酸钙水泥中成分限制为：CaO：53-72wt％，Al2O3：21-35wt％，Fe2O3：7-16wt％，优选成分为：CaO：57-72wt％，Al2O3：21-28wt％，Fe2O3：11-16wt％。所述超微矿粉为比表面积＞800m2/kg的矿渣微粉。所述金属硫酸盐，具体为硫酸锶、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁中的一种或几种的组合物，优选为20℃溶解度＞30g/100g水的金属硫酸盐即硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌中的一种或几种的组合物。所述水溶性絮凝剂为黄原胶、温伦胶、纤维素醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、天然树胶、丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物中的一种或几种的组合物，优选为水溶性的天然有机高分子，即黄原胶、温轮胶、天然树胶中的一种或几种的组合物。所述吸水膨胀性无机材料为钠基膨润土、钙基膨润土、磨碎石棉、沸石粉中的一种或几种的组合物，优选为钠基膨润土、钙基膨润土中的一种或两种的组合物。所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝、硬脂酸锂中的一种或几种的组合物，优选为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝中的一种或几种的组合物。本专利技术的有益效果如下：1)水泥矿物中快硬性矿物有两种：铝酸钙和铁铝酸钙，铝酸三钙与水反应迅速，放热快，此放热量可带动硅酸钙矿物水化；铁铝酸钙水化反应较快，但放热量较小，联动作用较小；两者都形成快硬性水化产物与硅酸钙水化产物交联起来，而铁铝酸钙不易导致整个水泥胶凝材料体系反应速率迅速加快，导致胶凝材料失去塑性，进而影响流动性。高铁型铝酸钙水泥和普通硅酸盐水泥协同作用，铁铝酸钙水化产物与硅酸钙水化产物交联在一起，可显著提高透水混凝土胶凝材料早期强度；金属硫酸盐补充硫酸根和提高钙离子析出作用，以确保微膨胀性含铁钙矾石水化产物形成，杜绝水化铁铝酸钙硬化后收缩，影响强度。2)区别于现有技术的胶粉、乳液、纤维素、萘系减水剂等外加剂及小料应用作用机制，本专利技术采用吸水膨胀性无机材料和水溶性絮凝剂，价格便宜，且用量较大易于均化；三聚氰胺减水剂干粉剂能改变胶凝材料与骨料交接界面光泽性，改善透水效果，也易于胶凝材料早期强度发展；润滑剂复合三聚氰胺减水剂干粉剂使用，能降低减水剂干粉剂用量，还能降低流动性突变的敏感性。3)高铁型铝酸钙水泥和金属硫酸盐协同作用改善3d强度，超微矿粉和普通硅酸盐水泥协同作用改善28d强度，吸水膨胀性无机材料和水溶性絮凝剂协同作用改善透水混凝土的包裹性和保水性，三聚氰胺减水剂粉剂和润滑剂协同作用确保透水混凝土的低坍落度流动性。具体实施方式＜实施例1＞一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重量百分比的组分：P.O42.5R：45％；成分为CaO：59wt％，Al2O3：26wt％，Fe2O3：16wt％铁型铝酸钙水泥：15％；比表面积812m2/kg的超微矿粉：21％；20℃溶解度＞30g/100g水的硫酸铝：13％；黄原胶：0.8％；钠基膨润土：1.2％；三聚氰胺减水剂粉剂：1.6％；硬脂酸钙：2.4％。＜实施例2＞一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重量百分比的组分：普通硅酸盐水泥：30‑55％；高铁型铝酸钙水泥：10‑20％；超微矿粉：15‑30％；金属硫酸盐：10‑20％；水溶性絮凝剂：0.5‑2.5％；吸水膨胀性无机材料：1‑5％；三聚氰胺减水剂粉剂：0.5‑2.0％；润滑剂：2‑7％。

【技术特征摘要】
1.一种透水混凝土用早强型胶结料，其原料配方包括以下重量百分比的组分：普通硅酸盐水泥：30-55％；高铁型铝酸钙水泥：10-20％；超微矿粉：15-30％；金属硫酸盐：10-20％；水溶性絮凝剂：0.5-2.5％；吸水膨胀性无机材料：1-5％；三聚氰胺减水剂粉剂：0.5-2.0％；润滑剂：2-7％。2.根据权利要求1所述一种透水混凝土用早强型胶结料，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥为P.O42.5、P.O42.5R、P.O52.5、P.O52.5R中的一种或几种的组合物，优选为P.O42.5R、P.O52.5、P.O52.5R中的一种或几种的组合物。3.根据权利要求1所述一种透水混凝土用早强型胶结料，其特征在于：所述高铁型铝酸钙水泥中成分限制为：CaO：53-72wt％，Al2O3：21-35wt％，Fe2O3：7-16wt％。4.根据权利要求1所述一种透水混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，文帅涛，王迎斌，谌援，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42