透水混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土生产技术领域，尤其涉及透水混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.混凝土通常是以水泥作为凝胶材料，砂、石作集料，与水以及外加剂按一定比例配合，经机械搅拌而得。混凝土具有易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重机构的优点，是当代应用最广泛的建筑材料，对人类社会的发展起着十分重要的作用。
3.混凝土在运输、振捣、泵送的过程中容易会出现粗骨料下沉，水分上浮的现象，骨料偏粗或者级配不合理，引起颗粒空隙增大，自由水上升引起混凝土泌水的重要原因，而泌水性能的好坏关乎着混凝土的质量，另外，在制备过程中如果出现较多的气泡，也会对混凝土的质量产生一定的影响。因此，我们提出了透水混凝土及其制备方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的透水混凝土及其制备方法。
5.透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380
‑
420份、碎石子1000
‑
1200份、水100
‑
140份、水泥增强剂3
‑
7份、复合离子型外加剂1
‑
3份和改性防龟裂剂60
‑
75份；
6.水泥增强剂按百分比计由以下原料混合而成：8％
‑
15％的二甘醇、15％
‑
20％的糖稀、3％
‑
5％的丙三醇、2％
‑
4％的三乙醇胺和2％
‑
4％的无水亚硫酸钠，剩余均为水；
7.复合离子型外加剂由己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂按3:2的比例，并加入环己酮混合而成，环己酮的用量为己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂总用量的1％
‑
5％。
8.优选的，所述碎石子由5
‑
10mm粒径碎石与16
‑
20mm粒径碎石按1:1的比例混合而成。
9.优选的，所述5
‑
10mm粒径碎石的表观密度为2700kg/m3，松散堆积密度为1800kg/m3，松散堆积空隙率为60％，压碎值为8％，含泥量为0.1％。
10.优选的，所述16
‑
20mm粒径碎石的表观密度为3200kg/m3，松散堆积密度为1700kg/m3，松散堆积空隙率为52％，压碎值为9％，含泥量为0.5％。
11.优选的，所述改性防龟裂剂的制备过程如下：先将粘土3克、砂石粉20克和10升水混合成水分散液,再加2毫升醋酸，搅拌并于在80℃加热1小时,冷却至20
‑
30℃，然后过滤，再用碳酸钙调节滤液的ph至9
‑
9.5，之后，煮沸5
‑
10分钟，再冷至20
‑
30℃，加20克铝粉，再在80℃加热20
‑
30分钟，随后再加含20克硅酸锆盐的水溶液，即得防龟裂剂。
12.优选的，所述si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂的制备过程如下：在三氟乙酸的催化下,将摩尔比为1:1.3的甲基硅油和聚醚于100℃条件下反应2小时，再用亲水亲油平衡值为10的复合乳化剂乳化,制得si
‑
o
‑
c型有机硅消泡剂，复合乳化剂为由span
‑
80和tween
‑
80
组成。
13.透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
14.s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌1
‑
2min；
15.s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为10
‑
14s后；
16.s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌15
‑
20s；
17.s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌20
‑
26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
18.优选的，所述硅酸盐水泥和改性防龟裂剂的用量比为100:17。
19.优选的，所述s2、s3和s4中加水量的比为1:2:1。
20.本发明的有益效果是：
21.1、本发明中加入己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺，可以在混凝土拌合物的拌和过程中引入大量均匀分布且闭合而稳定的微小气泡，改善混凝土的泌水性能并提高其减水性能。
22.2、本发明中加入si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂，可以有效地减少混凝土原料制备过程中气泡的含量，并且还能辅助进行引气，提高混凝土的泌水性能。
23.综上所述，本发明通过加入己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂混合制备的复合离子型外加剂，不仅能够减少生产过程中气泡的产率，而且还能对混凝土的泌水性能进行改善。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
25.透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380
‑
420份、碎石子1000
‑
1200份、水100
‑
140份、水泥增强剂3
‑
7份、复合离子型外加剂1
‑
3份和改性防龟裂剂60
‑
75份，碎石子由5
‑
10mm粒径碎石与16
‑
20mm粒径碎石按1:1的比例混合而成；
26.水泥增强剂按百分比计由以下原料混合而成：8％的二甘醇、15％的糖稀、3％的丙三醇、2％的三乙醇胺和2％的无水亚硫酸钠，剩余均为水；
27.复合离子型外加剂由己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂按3:2的比例，并加入环己酮混合而成，环己酮的用量为己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂总用量的2％；
[0028]5‑
10mm粒径碎石的表观密度为2700kg/m3，松散堆积密度为1800kg/m3，松散堆积空隙率为60％，压碎值为8％，含泥量为0.1％；16
‑
20mm粒径碎石的表观密度为3200kg/m3，松散堆积密度为1700kg/m3，松散堆积空隙率为52％，压碎值为9％，含泥量为0.5％。
[0029]
其中，改性防龟裂剂的制备过程如下：先将粘土3克、砂石粉20克和10升水混合成水分散液,再加2毫升醋酸，搅拌并于在80℃加热1小时,冷却至30℃，然后过滤，再用碳酸钙调节滤液的ph至9，之后，煮沸8分钟，再冷至20℃，加20克铝粉，再在80℃加热20分钟，随后再加含20克硅酸锆盐的水溶液，即得防龟裂剂。
[0030]
另外，si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂的制备过程如下：在三氟乙酸的催化下,将摩尔比为1:1.3的甲基硅油和聚醚于100℃条件下反应2小时，再用亲水亲油平衡值为10的
复合乳化剂乳化,制得si
‑
o
‑
c型有机硅消泡剂，复合乳化剂为由span
‑
80和tween
‑
80组成。
[0031]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0032]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0033]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0034]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0035]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0036]
其中，硅酸盐水泥和改性防龟裂剂的用量比为100:17，s2、s3和s4中加水量的比为1:2:1。
[0037]
实施例一：
[0038]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380份、碎石子1000份、水100份、水泥增强剂3份、复合离子型外加剂1份和改性防龟裂剂64.6份。
[0039]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0040]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0041]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0042]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0043]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0044]
实施例二：
[0045]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥400份、碎石子1100份、水120份、水泥增强剂5份、复合离子型外加剂2份和改性防龟裂剂68份。
[0046]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0047]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0048]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0049]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0050]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0051]
实施例三：
[0052]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥420份、碎石子1200份、水140份、水泥增强剂7份、复合离子型外加剂3份和改性防龟裂剂71.4份。
[0053]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0054]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0055]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0056]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0057]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水
混凝土。
[0058]
试验一：泌水性能的测试
[0059]
对比例一(复合离子型外加剂中不加己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺)：
[0060]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380份、碎石子1000份、水100份、水泥增强剂3份、复合离子型外加剂1份和改性防龟裂剂64.6份；
[0061]
其中，复合离子型外加剂由si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂和环己酮混合而成，环己酮的用量为si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂用量的2％。
[0062]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0063]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0064]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0065]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0066]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0067]
对比例二(复合离子型外加剂中不加si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂)：
[0068]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380份、碎石子1000份、水100份、水泥增强剂3份、复合离子型外加剂1份和改性防龟裂剂64.6份；
[0069]
其中，复合离子型外加剂由己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和环己酮混合而成，环己酮的用量为己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺用量的2％。
[0070]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0071]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0072]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0073]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂、复合离子型外加剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0074]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0075]
对比例三(不加复合离子型外加剂)：
[0076]
透水混凝土，按重量份计包括以下原料：硅酸盐水泥380份、碎石子1000份、水100份、水泥增强剂3份和改性防龟裂剂64.6份。
[0077]
透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0078]
s1、先向搅拌机内加入20％的水，空机搅拌2min；
[0079]
s2、取1/2碎石子加入搅拌机中，并加水进行搅拌，搅拌时间为14s后；
[0080]
s3、取硅酸盐水泥、水泥增强剂和改性防龟裂剂加入s2中的混合物，加水搅拌20s；
[0081]
s4、再将剩余的碎石子投放到搅拌机内，加水搅拌26s，搅拌完毕后出料，即得透水混凝土。
[0082]
分别取实施例一、对比例一、对比例二和对比例三中的混凝土，往四组120mm的有机玻璃容体中分别填灌不同的混凝土，填至100mm深，并记录下此时的灌面高度，然后用密封盖盖严，测量置放3小时后的离析水水面高度和24小时后混凝土膨胀面高度，再计算出泌水率并记录于下表中：
[0083][0084]
注：泌水率＝(静置3小时后离析水水面高度
‑
静置24小时后混凝土膨胀面高度)/最初填灌混凝土时的液面高度*100％，上表中“√”表示加入了该组分，
“×”
表示未加入该组分
[0085]
由上表数据可知，在加入了己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺后，对该混凝土的泌水率有一定的改善效果，而在其中再另外加入si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂，则可以提高该泌水率的改善效果，从而达到更好的作用，因此，加入由己基三丁基膦双三氟甲基磺酸亚胺和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂制备而成的复合离子型外加剂，可以有效地改善混凝土的泌水效果。
[0086]
试验二：制备混凝土过程中消泡性能的测试
[0087]
分别取3份25ml且质量分数为2％的十二烷基硫酸钠水溶液，分别置于100ml的量筒中，上下剧烈摇动，使泡沫高度达到100ml，向三个量筒内分别滴入1滴(0.025g)不同的消泡剂(si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂、gp型消泡剂和聚二甲基硅氧烷)，然后用秒表记录泡沫完全消失(即液面回复到25ml)时所用的时间如下表所示：
[0088] 消泡剂类别消泡时间实验组1si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂105秒实验组2gp型消泡剂145秒实验组3聚二甲基硅氧烷155秒
[0089]
由上表数据可知，在分别试验了常用消泡剂(gp型消泡剂和聚二甲基硅氧烷)和si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂后，可以清楚地发现，在使用si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂后，溶液的消泡现象能够快速的削减，而使用常用的消泡剂后，溶液的消泡现象削减的速率较为缓慢，因此，使用si
‑
o
‑
c型聚醚改性有机硅消泡剂，可以有效地缓解制备过程中气泡的产率。
[0090]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。