本发明涉及一种混凝土外加剂，更具体地说，它涉及一种透水混凝土专用外加剂。
背景技术
透水混凝土又称多孔混凝土，是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土。透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。
现有技术中，由混凝土胶浆与骨料之间的粘结均一性欠佳等原因，易在透水混凝土内形成不连续的空隙，造成透水效果差。为解决该问题，申请公开号为jp2001253784的日本专利公开了一种多孔混凝土，其通过选用特定直径和配比的骨材，以制备多孔混凝土，该方法适应性差，对骨材的选择有较高的要求；申请公开号为cn106186926a的中国专利公开了一种高强透水混凝土外加剂及透水混凝土，其通过在混凝土内添加适量的外加剂以解决上述问题。其公开的高强透水混凝土外加剂由下述重量份的原料制备而成：可再分散性胶粉5~15份、生石膏粉15~20份、减水剂1~10份、纳米复合填料10~30份。
但是，上述外加剂配方中含有大量的生石膏粉和纳米复合填料，两者均属于难溶或不溶于水的固态粉末，在外加剂中占比高达50%以上，使得外加剂难以配制成水溶液或者配制的水溶液粘度过高，其添加到混凝土拌和物中后，难以搅拌均匀，作业性差。如何研发一种对透水混凝土的性能改善均匀、作业性好、能有效增加混凝土胶浆与骨料之间的粘结性的透水混凝土专用外加剂，是行业内有待解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种透水混凝土专用外加剂，其具有稳定性好、容易搅拌均匀且能有效增加混凝土胶浆与骨料之间的粘结性的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种透水混凝土专用外加剂，各组分按质量百分数计为：减水剂10%~12%、保坍剂8%~10%、缓凝剂3.5%~4.5%、纤维素醚0.05%~0.1%、粘度改良剂0.8%~1.3%、亲水树脂0.5%~1.0%、表面活性剂0.01%~0.05%、胶粉4%~4.5%、余量为水。
通过采用上述技术方案，相较于现有技术具有如下优点：一、通过减水剂、保坍剂和缓凝剂的协同作用，可以减少坍落度损失、调整混凝土凝结时间，增加混凝土的作业性，适应施工需求，保坍剂的主要成分为聚羧酸母液；二、纤维素醚和胶粉均具有增加粘度的作用，利于提高混凝土胶浆与骨料之间的粘结性，添加少量的粘度改性剂则可以改善混凝土的粘聚性和稳定性，减少因透水混凝土中浆体流动到底层而降低混凝土透水性的现象；三、亲水树脂有较好的水溶性，利于将外加剂配制为溶液，作业性好、添加到混凝土拌和物中容易搅拌均匀，且亲水树脂具有进一步增强混凝土胶浆与骨料之间的粘结性的作用，表面活性剂的主要作用是改善易和性，避免外加剂的粘度过大而不利于搅拌均匀。上述配比的外加剂添加到混凝土中能有效提高混凝土胶浆对骨料的包裹性，增加混凝土的强度，使得透水混凝土的透水性能良好、且增加了混凝土的耐久性。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
通过采用上述技术方案，聚羧酸系高性能减水剂对水泥的分散性好，能减缓混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果，流动保持性好、对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩，使得混凝土具有出色的施工和易性、良好的强度、优良的耐久性，较传统的萘系减水剂性能更为优良。
进一步地，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠或白糖。
通过采用上述技术方案，葡萄糖酸钠和白糖均能起到减缓水泥水化速率的作用，延迟混凝土起始和终了的凝固时间。同时，葡萄糖酸钠还具有一定的减水作用。
进一步地，所述纤维素醚为羟丙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
通过采用上述技术方案，羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素均是常见的纤维素醚，少量掺加可以辅助改善混凝土的粘聚性，避免透水混凝土浆体流动性好而流到混凝土底层。
进一步地，所述粘度改良剂为聚丙烯酸酯增稠剂或聚氨酯增稠剂。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酸酯增稠剂和聚氨酯增稠剂均为水溶性高分子聚合物，适量添加利于改善混凝土的粘聚性和稳定性，减少混凝土的沉底泌水现象。
进一步地，所述亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯的混合物。
通过采用上述技术方案，由聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯混合而成的亲水树脂可以增加骨料与混凝土胶浆之间的粘结性，减少骨料的分离，利于提高透水混凝土的强度和耐久性。
进一步地，所述亲水树脂中聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯的质量比为（0.1~0.6）:2：（0.1~0.6）。
通过采用上述技术方案，该种剂量配比的亲水树脂对混凝土的粘聚性的改善效果极佳。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨酯的混合物。
通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠属于离子型表面活性剂、聚山梨酯属于非离子型表面活性，两者性能稳定，适合在碱性环境使用，两者混配使用利于提高外加剂的稳定性和改善混凝土的易和性。
进一步地，所述表面活性剂中十二烷基苯磺酸钠和聚山梨酯的质量比为1:（0.1~1）。
通过采用上述技术方案，该种配比的表面活性剂稳定性好，对混凝土的性能改善效果显著。
进一步地，所述胶粉为黄原胶或温轮胶。
通过采用上述技术方案，黄原胶和温轮胶均是生物多糖，属于凝胶增稠剂，具有良好的乳化稳定作用，遇水乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体，可以增强混凝土胶浆的粘性和粘着力，避免混凝土胶浆流动性过好而堵塞透水混凝土的孔隙，保证透水混凝土的透水性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、减水剂、保坍剂和缓凝剂的协同作用，可以调整混凝土凝固时间、减少坍落度损失，增加混凝土的作业性，适应施工需求；
2、纤维素醚和胶粉均具有增加粘度的作用，利于提高混凝土胶浆与骨料之间的粘结性，减少混凝土沉底泌水现象，同时增加混凝土胶浆的粘性和附着力，避免混凝土胶浆流动性过好而堵塞透水混凝土的孔隙，保证了透水混凝土具有足够的透水性；
3、亲水树脂利于提高混凝土胶浆与骨料之间的粘结性和粘结稳定性，提高混凝土的强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种透水混凝土专用外加剂，其各组分按质量百分数计如下：
聚羧酸系减水剂10%、保坍剂8%、葡萄糖酸钠3.5%、羟丙基纤维素0.05%、聚丙烯酸酯增稠剂0.8%、亲水树脂0.5%、表面活性剂0.01%、黄原胶4%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.1:2:0.1的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.1。
实施例2
聚羧酸系减水剂10.5%、保坍剂8.5%、葡萄糖酸钠3.7%、羟丙基甲基纤维素0.06%、聚丙烯酸酯增稠剂0.9%、亲水树脂0.6%、表面活性剂0.02%、黄原胶4.1%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.1:2:0.6的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.2。
实施例3
聚羧酸系减水剂11%、保坍剂9%、葡萄糖酸钠3.9%、羟丙基纤维素0.07%、聚丙烯酸酯增稠剂1.0%、亲水树脂0.7%、表面活性剂0.03%、黄原胶4.2%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.6:2:0.1的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.3。
实施例4
聚羧酸系减水剂11.5%、保坍剂9.5%、白糖4.1%、羟丙基甲基纤维素0.08%、聚氨酯增稠剂1.1%、亲水树脂0.8%、表面活性剂0.04%、黄原胶4.3%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.6:2:0.6的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.3。
实施例5
聚羧酸系减水剂12%、保坍剂10%、白糖4.3%、羟丙基甲基纤维素0.09%、聚丙烯酸酯增稠剂1.2%、亲水树脂0.9%、表面活性剂0.05%、黄原胶4.4%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.2:2:0.5的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.5。
实施例6
一种透水混凝土专用外加剂，其各组分按质量百分数计如下：
聚羧酸系减水剂10%、保坍剂8%、葡萄糖酸钠4.5%、羟丙基纤维素0.1%、聚丙烯酸酯增稠剂1.3%、亲水树脂1.0%、表面活性剂0.01%、黄原胶4.5%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.3:2:0.4的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.6。
实施例7
聚羧酸系减水剂10.5%、保坍剂8.5%、白糖3.6%、羟丙基纤维素0.05%、聚氨酯增稠剂0.85%、亲水树脂0.5%、表面活性剂0.02%、温轮胶4%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.5:2:0.3的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.7。
实施例8
聚羧酸系减水剂11%、保坍剂9%、葡萄糖酸钠4.0%、羟丙基甲基纤维素0.06%、聚氨酯增稠剂1.05%、亲水树脂0.6%、表面活性剂0.03%、温轮胶4.2%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.4:2:0.2的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.8。
实施例9
聚羧酸系减水剂11.5%、保坍剂9.5%、白糖4.4%、羟丙基纤维素0.07%、聚氨酯增稠剂1.25%、亲水树脂0.7%、表面活性剂0.04%、温轮胶4.4%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.4:2:0.4的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:0.9。
实施例10
聚羧酸系减水剂12%、保坍剂10%、白糖3.8%、羟丙基甲基纤维素0.08%、聚氨酯增稠剂0.95%、亲水树脂0.8%、表面活性剂0.05%、黄原胶4.5%，余量为水。
其中，亲水树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇和水性聚氨酯按质量比0.3:2:0.2的比例混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的混合物，十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇的质量比为1:1。
对照例1
一种透水混凝土外加剂，其原料组成与实施例1的区别在于不含减水剂。
对照例2
一种透水混凝土外加剂，其原料组成与实施例1的区别在于不含羟丙基纤维素和聚丙烯酸酯增稠剂。
以分别掺加实施例1到实施10的外加剂的c30透水混凝土作为1#-9#号试样，分别掺加对照例1-2的外加剂的c30透水混凝土为对照样1-2，对各试样和对照样进行坍落度的测定，控制外加剂的掺量为凝胶材料用量的1.1%。同时，将对照样和各试样制成混凝土试块于养护室中养护，测定其3天和28天抗压强度、孔隙率。测定方法参照gbj80-85《普通混凝土拌和物性能试验方法》、gbt50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》、db115/t775-2010《透水混凝土路面技术规程》等标准进行。测试结果如下表所示：
由上表数据可知，添加本发明的透水混凝土专用外加剂后，混凝土的坍落度下降减缓，且抗压强度和孔隙率均较未掺加外加剂的混凝土有所提高。而，对照样1#由于采用的外加剂为掺加减水剂，导致其坍落度小且强度较低，对照样2由于其采用的外加剂中未添加增稠组分，而使混凝土的浆体流动性较大而分布均，易出现强度薄弱区，从而降低了透水混凝土的抗压强度。即，掺加本发明的外加剂可以起到增强混凝土胶浆与骨料之间的粘聚性，利于减少混凝土的坍落度损失、增加混凝土的强度和耐久性，同时保证了混凝土有足够的孔隙率，使得透水混凝土具有较好的透水性。
将对照样及各试样制成100mm×100mm×100mm的立方体抗压强度试块，静置2天后脱模，观察试块底部是否有浆体沉底。试验结果如下表所示：
表2.骨料表面浆体包裹性能试验结果
由上表试验结果可知，本发明的试样1#-10#均无浆体沉底现象，而对照样2有大量浆体沉底，即掺加的本发明的透水混凝土专用外加剂后，能明显改善透水混凝土的透水性，提高浆体对混凝土骨料的包裹性和粘结强度，提高了透水混凝土的结构强度。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。