CN107840635B - 一种无机透水混凝土的添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无机透水混凝土的添加剂，所述添加剂的制备原料至少包含：水泥、硅灰、减水剂、可再分散乳胶粉、纤维素醚、甲酸钙、聚乙烯醇、颜料；本发明提供一种无机透水混凝土的添加剂，保留原本混凝土透水率的同时，提高其强度和承载力，同时具备一定的顺滑性，减少后期的维护和使用周期。

Description

一种无机透水混凝土的添加剂
技术领域
本发明涉及一种混凝土添加剂，更加涉及一种无机透水混凝土的添加剂。
背景技术
透水混凝土又称为多孔混凝土，透水地坪，其是由骨料、水泥和水搅制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，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，也可称为无沙混凝土。
透水混凝土具有高透水性，透水地坪拥有15-25％的孔隙，能够使透水速度达到31-52升/米/小时，远远高于最有效的排水装置下的排除速率；与普通混凝土相比,透水混凝土具有透气、透水、吸声降噪、净化水体、改善地表土壤。
由于透水混凝土材料中只包含骨料、水泥和水，其骨料之间缺少连接点，因此透水混凝土材料虽然具备优异的透水性，但其强度和承载力往往达不到实际生活中使用的要求；其次，透水混凝土包括透水面和透水基，透水后的水疏散和冻胀性能，也是影响透水混凝土的因素之一；再者，由于透水混凝土由于具备孔径易造成灰尘的堵塞，后续还经常需要人工护理，同时还要做好引流措施。
针对上述情况，本发明提供一种无机透水混凝土的添加剂，保留原本混凝土透水率的同时，提高其强度和承载力，同时具备一定的顺滑性，减少后期的维护和使用周期。
发明内容
本发明提供一种无机透水混凝土的添加剂，所述添加剂的制备原料至少包含：水泥、硅灰、减水剂、可再分散乳胶粉、纤维素醚、甲酸钙、聚乙烯醇、颜料。
作为本发明的一种实施方式，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
Figure BDA0001470581930000011
作为本发明的一种实施方式，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
Figure BDA0001470581930000021
作为本发明的一种实施方式，所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂，氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂，聚羧酸盐系减水剂中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂。
作为本发明的一种实施方式，所述硅灰中超过80％的硅灰的细度小于1μm。
作为本发明的一种实施方式，所述硅灰的平均粒径在0.1～0.3μm。
作为本发明的一种实施方式，所述硅灰的比表面积为20～28m2/g。
本发明的第二方面提供一种无机透水混凝土，所述无机透水混凝土的制备原料包含上述的无机透水混凝土的添加剂。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明提供一种无机透水混凝土的添加剂，所述添加剂的制备原料至少包含：水泥、硅灰、减水剂、可再分散乳胶粉、纤维素醚、甲酸钙、聚乙烯醇、颜料。
水泥
水泥以石灰石、粘土和少量铁砂等为原料，按一定比例配合烧制而成的粉状的能在水中硬化的胶凝材料。水泥的种类很多，按其组成不同可分为硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐三大***；按其原料和用途的不同又有硅酸盐水泥、矿渣水泥、普通水泥、火山灰水泥、粉煤碳水泥五个大类几十个品种。我国使用的水泥标号有200号、250号、300号、500号、600号等12种。水泥标号是表示水泥强度大小的参数。把水泥和标准砂子按1：3配合，做成一定规格的水泥立方体，在一定条件下测其第28天的抗压强度和抗拉强度，其抗压和抗拉的强度越高，水泥的标号也越高。水泥是建筑材料工业的重要原料，水泥工业水平的高低反映国家建筑工业水平的高低。
本发明中，所述水泥不做具体限定，可以是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的至少一种。
硅酸盐水泥：凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥，国际上统称为波特兰水泥。
硅酸盐水泥的主要矿物组成是：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。硅酸三钙决定着硅酸盐水泥四个星期内的强度；硅酸二钙四星期后才发挥强度作用，约一年左右达到硅酸三钙四个星期的发挥强度；铝酸三钙强度发挥较快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1至3天或稍长时间内的强度起到一定的作用；铁铝酸四钙的强度发挥也较快，但强度低，对硅酸盐水泥的强度贡献小。
铝酸盐水泥：铝酸盐水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50％的熟料，再磨制成的水硬性胶凝材料。铝酸盐水泥常为黄或褐色，也有呈灰色的。铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙及其他的铝酸盐，以及少量的硅酸二钙等。颜色多为灰色与白色。
铝酸盐水泥在普通硬化条件下，由于水泥石中不含铝酸三钙和氢氧化钙，且密实度较大，因此具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用。铝酸盐水泥具有较高的耐热性。
但铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势，长期强度约降低40％～50％左右，因此铝酸盐水泥不宜用于长期承重的结构及处在高温高湿环境的工程中，它只适用于紧急军事工程(筑路、桥)、抢修工程(堵漏等)、临时性工程，以及配制耐热混凝土等。
另外，铝酸盐水泥与硅酸盐水泥或石灰相混不但产生闪凝，而且由于生成高碱性的水化铝酸钙，使混凝土开裂，甚至破坏。因此施工时除不得与石灰或硅酸盐水泥混合外，也不得与未硬化的硅酸盐水泥接触使用。
硫铝酸盐水泥：硫铝酸盐水泥生产原材料中使用较大数量的石膏和铝矾土，与硅酸盐水泥相比，生产水泥熟料时由原材料产生的CO2气体大幅度减少。硫铝酸盐水泥中主要矿物CaSO4水化时还能结合较大数量无需煅烧的石膏而形成水硬性胶凝3Al2O3·3CaO材料，其胶凝效率较普通硅酸盐水泥高，它以3CaO·3Al2O3·CaSO4矿物为主。
铁铝酸盐水泥：铁铝酸盐水泥是20世纪70～80年代由中国建筑材料科学研究院自主研发，熟料矿物组成是以无水硫铝酸钙(C4A3S)、硅酸二钙(C2S)和铁相为主的胶凝材料，具有煅烧温度低、早强高强、抗渗、抗冻、抗腐蚀等优良特性。其熟料通常以石灰石、矾土、石膏为原料在(1350±50)℃下煅烧而成。
氟铝酸盐水泥：一种以氟铝酸钙3CaO·3Al2O3·CaF2为主要组成的快凝快硬水泥，又称双快水泥。以石灰石、矾土和萤石为原料，在1340-1400℃下煅烧而成熟料，加适量石膏和一定量的矿渣共同磨细而成。在常温下该水泥凝结时间只有几分钟，1h净浆强度可达15-25MPa。可外加缓凝剂调节凝结时间。氟铝酸盐水泥可用于抢修、堵漏等工程，也可用于型砂的粘结剂。
磷酸盐水泥：磷酸盐水泥可用来制得多种耐热和热稳定性材料，防腐和电绝缘材料涂料以及高效能胶等。磷酸盐水泥主要包括磷酸铝水泥、磷酸镁水泥和磷酸铵水泥。
硅灰
硅灰，又称硅尘、硅粉及硅烟，是炼制含硅钢铁材时产生的经过静电除尘回收的粉尘。硅灰的回收工艺主要有两种：一是采用大型收尘设备进行回收(干排法)，回收后硅灰颗粒小，活性高，具有很高的商业特性，但是回收设备成本高、电能消耗大、运输费用高，目前主要是大型企业采用；另一种是通过水的循环来进行回收(湿排法)，这种方法工艺简单且成本低，但是回收的硅灰大量堆放，没有二次利用的价值。
硅灰掺入混凝土中可以提高混凝土的早期抗压强度、增强混凝土的抗弯抗折和弹性模量，降低混凝土中水、氯离子的渗透性，改善耐久性，增强耐磨性能和抗冲击荷载性能。硅灰主要应用于高强混凝土、修复混凝土、管道、水坝等特殊工程中。
硅灰在硬化体系中可以发挥微集料填充作用，改善硬化体系的孔结构。硅灰对大多数硫酸盐侵蚀有明显的抑制作用，但是对抗硫酸镁侵蚀性却没有积极影响。由于硅灰具有一定火山灰活性，且对于混凝土的界面过渡区有增强作用，所以多数研究认为硅灰会增强混凝土的抗冻融性。
硅灰在净浆中存在团聚现象，硅灰对于浆体的改善作用和其中的团簇没有关系，而团簇部分对于浆体的性能和微观结构可能有害，在加密硅灰的应用中应当注意采取有效措施避免这种现象。
作为本发明的一种实施方式，所述硅灰中超过80％的硅灰的细度小于1μm，且所述硅灰的平均粒径在0.1～0.3μm，所述硅灰的比表面积为20～28m2/g。
减水剂
减水剂是指在保持新拌混凝土应用性能接近相同的基础条件下，通过加入混凝土添加剂显著的降低拌合时所需的用水量的一种外加剂。减水剂有着其无可比拟的优势：它可以大幅度的改善混凝土的流动性能，利于施工，施工效率被大幅度的提高，可以减少拌合时所需的水量、降低水灰比，同时，当混凝土有着几乎相同的和易性和强度的条件下，减水剂的使用可以减少水泥用量，这样可以节约成本、同时对混凝土的强度也有一定的帮助作用，再者还可以减少由于干缩等不良因素引起混凝土缺陷的影响，更加可以配制高强度、高性能的混凝土。
本发明中，所述减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂，氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂，聚羧酸盐系减水剂中的至少一种。
作为本发明的一种优选方式，所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂。
粘土矿物和聚羧酸减水剂之间既存在物理作用也存在着化学作用。物理作用：粘土矿物将聚羧酸减水剂吸附在它的表面；化学作用：粘土矿物将聚羧酸减水剂的侧链吸附在粘土矿物的层间。
作为本发明的一种优选方式，所述聚羧酸盐系减水剂的制备方法如下：按重量份向反应器中加入30份异戊烯基聚氧乙烯醚、42份去离子水，混合均匀后，升温至80℃，加入0.16份亚硫酸氢钠，滴加丙烯酸/去离子水(3.2份丙烯酸、4.8份去离子水)和过硫酸铵/去离子水(0.24份过硫酸铵、1.6份去离子水)，滴加完毕后，继续反应2h，降温到40℃，调节pH值7-8，得到聚羧酸盐系减水剂溶液；将聚羧酸盐系减水剂溶液置于真空超声微波干燥箱中，溶液深度为6cm，打开真空泵调节干燥箱中的真空度至-0.09--0.08MPa；设置超声波频率为30kHz，所述超声波发生器的功率为100W，打开微波发生器，微波频率为2450MHz，设置干燥温度为55℃，并调节微波功率范围至200kW，干燥3h，得聚羧酸盐系减水剂。
可再分散乳胶粉
可再分散聚合物粉末，又叫可再分散树脂粉末、可再分散聚合物乳胶粉、可再乳化聚合物胶粉等，是指通过乳液聚合后，经喷雾干燥、冷冻干燥或旋转闪蒸等工艺脱水粉化处理得到的聚合物粉末，加水后能重新分散在水中，生成稳定的分散液，并具有原聚合物乳液的性能。
可再分散乳胶粉是一种加水能重新分散在水中生成稳定的分散液，并具有原来聚合物乳液相似性能的聚合物粉末。一般是由乳液聚合法获得聚合物乳液，配合一定助剂后通过喷雾干燥工艺脱水制备而成。可再分散乳胶粉主要是用作建筑材料添加剂，可与无机粘结料一起使用，对混凝土、水泥砂浆等进行增韧改性，还可用于粉末涂料和粉末粘结剂等。可再分散性胶粉与常规乳液相比有一个重要优点：它可以预先与水泥、骨料和其他配方组分等一起进行干拌形成干粉混合物，在施工现场直接使用。此外，以可再分散乳胶粉为基础制备干粉涂料，是可再分散乳胶粉的重要应用领域之一。
作为本发明的一种实施方式，所述可再分散乳胶粉分为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物等。
作为本发明的一种实施方式，所述可再分散乳胶粉为丙烯酸共聚物。
作为本发明的一种实施方式，所述可再分散乳胶粉的制备方法如下：
(1)将100份去离子水、1份NaHCO3、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠与0.5份过硫酸钾投入到反应器中，搅拌，待水浴加热升温到80℃时，然后缓慢滴加15份的丙烯酸丁酯，并同时使体系温度维持在80℃反应一段时间。滴加完后保温15min。然后开始缓慢滴加剩余0.5份过硫酸钾与135份丙烯酸丁酯，溶液滴完后，在80℃保温反应30min；
(2)称取0.5份过硫酸钾、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠和135份苯乙烯和15份1-乙烯-1-氟-1,3,3-三甲氧基硅烷(CAS号为135764-50-0)完全溶解在150份去离子水中，滴加到步骤(1)的上述混合液中，控制乳液体系反应温度在80℃左右，控制在2h内滴加完毕，保温1h后停止加热，降温至室温后，过滤出料。
CAS号为：135764-50-0的结构式：
Figure BDA0001470581930000071
纤维素醚
由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。是纤维素高分子中羟基的氢被烃基取代的生成物。纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性。
本发明中所述纤维素醚为纤维素醚改性介孔二氧化硅；具体反应步骤如下：
(1)向反应器中加入1重量份脱脂棉，融化在5重量份的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中，在N2气保护下于100℃搅拌反应12h，得到透明粘稠的溶液；升温至60℃，加入0.075重量份过硫酸铵，搅拌0.5h，滴加2重量份的质量分数为40％的丙烯酸钠溶液，滴加完毕后，加入0.01重量份的过氧化苯甲酰，保温3h，降温至室温，得到共聚溶液；将共聚溶液加入10重量份的80℃液体石蜡中，再加入0.4重量份硬脂酸丁酯，保温1h，降温至室温，过滤，用去离子水洗涤3次，然后用丙酮洗涤3次，60℃减压干燥12h，得到纤维素；
(2)将0.1mol的四乙氧基硅烷、0.05mol的2-氰乙基三乙氧基硅烷和上述纤维素配置成混合溶液，将0.03mol十六烷基三甲基溴化铵加入氨水搅拌1-2h，加入上述混合溶液中，在50-75℃静置陈化1-2天，反应结束制得反应液，过滤，加入无水乙醇，继续搅拌1min，得到纤维素改性二氧化硅，所述纤维素和二氧化硅的重量份比为3：1。
(3)将步骤(2)中的纤维素改性二氧化硅、含水5-17％的N-甲基氧化吗啉溶液和没食子酸丙酯的重量百分比为0.1～30:69-99.8:0.1-1，将三者混合均匀，搅拌、溶解制得0.1％-30％的纤维素溶液；
(4)向步骤(3)制得的纤维素溶液定量添加10-70％的NaOH溶液，并保证碱量与纤维素摩尔比在4：1，控制温度在76-150℃反应60min，制得碱化的纤维素改性二氧化硅；
(5)向步骤(4)中加入过量的溴代甲烷，控制温度在60℃，反应60min，得到纤维素醚；
(6)将步骤(5)得到的纤维素醚转移到容器中，加入60-85％的乙醇水溶液洗涤，同时滴加盐酸中和过量的碱直到中性，将混合液过滤分离，重复洗涤过滤2-5次；
(7)干燥和粉碎：将步骤(6)得到的滤饼在干燥器中烘干，通过研磨粉碎得到纤维素醚产品。
甲酸钙
甲酸钙又名蚁酸钙，分子式Ca(HCOO)2白色粉末，相对密度2.015，不溶于醇，可溶于水，甲酸钙的溶解度随温度升高变化不大，在0℃时16g/100g水，100℃时18.4g/100g水，400℃左右加热分解。甲酸钙用途很广，可以作饲料添加剂、食品工业防腐剂、皮革工业鞣剂、石油工业钻探助剂、农作物生长调节剂等。
甲酸钙在各种水泥砂浆与各种混凝土中使用可缩短水泥的凝结时间，避免在冬季施工中低温下凝结速度慢，并可加快水泥的硬化速度，使水泥的硬化过程缩短，脱模快，以便于水泥制品能尽早提高强度而投入使用。通过试验验证了甲酸钙是一种效果显著的无碱型调凝剂和早强剂，通过甲酸钙的两种利用途径可以形成多种无碱型水泥复合添加剂的配比。
聚乙烯醇
聚乙烯醇是一种有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水(95℃以上)，微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。
聚乙烯醇在水中的溶解是溶胀、无线溶胀、溶解。聚合物分子链可能和水泥水化产物结合形成界面层，最终形成聚合物和水泥水化物相互交织、相互贯穿的复合体结构，从而极大改善了胶结料的力学性能。当聚乙烯醇在水泥胶结料搅拌过程中加入后，通过高速剪切搅拌作用，PVA均匀地分散于体系之中。加入水剂后，水泥颗粒开始水化，不断消耗水，出现多孔凝胶状态，而PVA大分子结合水的能力较强，导致整个体系中水的分布不平衡，含水量从聚合物胶团从水泥颗粒出现梯度分布，水分不断从聚合物胶团向水泥颗粒迁移。这个过程中水泥的铝盐成分会同聚合物中的活性基团起交联反应。
作为本发明的一种实施方式，所述聚乙烯醇的型号为聚乙烯醇1788。
颜料
本发明所提供的无机透水混凝土的添加剂的配方中还含有颜料，所述颜料重量份为0.3-2.5份。当其不含颜料时，所述添加剂为常规颜色；当其含有颜料时，所述添加剂呈现出颜色。
所述颜料的颜色选自紫、蓝、深、灰、青、绿、黄、红等颜色。
颜料品种繁多，有多种分类方法，按其来源可分为天然颜料和合成颜料；按化学成分可分为无机颜料和有机颜料；按其在施工过程中的作用又可分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料等。
着色颜料是不溶于基料的微细粉末状的固体物质。将着色颜料分散在基材中，会赋予或增进产品的某些性能，主要用来使产品具有各种色彩和遮盖力，按其化学成分可分为无机颜料和有机颜料两类，这两类颜料在性能和用途上有很大的区别，保护性涂料多使用无机颜料，装饰性涂料则主要用有机颜料。
体质颜料又称填料、填充料。
制造色漆主要使用着色颜料，但是由于体质颜料价格便宜，常与着色力高或遮盖力强的着色颜料配合制造色漆，以降低成本。有些体质颜料本身密度小，悬浮力好，可以防止密度大的颜料沉淀。
体质颜料包括碱土金属盐、硅酸盐、镁铝轻金属化合物。碱土金属盐包括但不限于沉淀硫酸钡(重晶石粉)、碳酸钙(大白粉、老粉、白垩)、硫酸钙(石膏)；硅酸盐包括但不限于滑石粉(硅酸镁)、磁土(高岭土，主要成分是硅酸铝)、石英粉、云母粉、石棉粉、硅藻土；镁铝轻金属化合物包括但不限于碳酸镁、氧化镁、氢氧化铝。
颜料的基本特性包括颜色、着色力、耐光性、遮盖力、分散性及适应性和耐酸碱性。
本发明的第二方面提供一种无机透水混凝土，其制备原料包含本发明提供的无机透水混凝土的添加剂。
机理解释：本发明提供所述无机透水混凝土的添加剂在加入到无机透水混凝土中，可以增加无机透水混凝土透水率的同时，提高混凝土的强度，同时协助水泥的水化过程中，刺激Ca(OH)2的生成，同时控制Ca(OH)2的晶体取向强度，明显改善浆体与骨料间的过渡区结构，提高界面间的粘结强度，整体提高产品的强度。同时，本发明提供的无机透水混凝土，其制品具有优异的顺滑性和冻胀性较小。
实施方式1.本实施方式提供一种无机透水混凝土的添加剂，所述添加剂的制备原料至少包含：水泥、硅灰、减水剂、可再分散乳胶粉、纤维素醚、甲酸钙、聚乙烯醇、颜料。
实施方式2.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
Figure BDA0001470581930000101
实施方式3.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
Figure BDA0001470581930000102
实施方式4.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的至少一种。
实施方式5.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂，氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂，聚羧酸盐系减水剂中的至少一种。
实施方式6.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂。
实施方式7.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述硅灰中超过80％的硅灰的细度小于1μm。
实施方式8.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述硅灰的平均粒径在0.1～0.3μm。
实施方式9.实施方式1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，所述硅灰的比表面积为20～28m2/g。
实施方式10.本实施方式提供一种无机透水混凝土，所述无机透水混凝土的制备原料包含上述实施方式1-9任一项所述的无机透水混凝土的添加剂。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1：本实施例提供一种无机透水混凝土的添加剂，所述添加剂的制备原料至少包含：90.2份水泥、5.5份硅灰、1.0份减水剂、2.0份可再分散乳胶粉、0.3份纤维素醚、1.0份甲酸钙、0.4份聚乙烯醇、1.2份颜料。
水泥：本发明中所述水泥为铝酸盐水泥，市售。
硅灰：所述硅灰中超过80％的硅灰的细度小于1μm，且所述硅灰的平均粒径在0.1～0.3μm，所述硅灰的比表面积为20～28m2/g，市售。
减水剂：本实施例中所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂，具体制备方法如下：按重量份向反应器中加入30份异戊烯基聚氧乙烯醚、42份去离子水，混合均匀后，升温至80℃，加入0.16份亚硫酸氢钠，滴加丙烯酸/去离子水(3.2份丙烯酸、4.8份去离子水)和过硫酸铵/去离子水(0.24份过硫酸铵、1.6份去离子水)，滴加完毕后，继续反应2h，降温到40℃，调节pH值7-8，得到聚羧酸盐系减水剂溶液；将聚羧酸盐系减水剂溶液置于真空超声微波干燥箱中，溶液深度为6cm，打开真空泵调节干燥箱中的真空度至-0.09--0.08MPa；设置超声波频率为30kHz，所述超声波发生器的功率为100W，打开微波发生器，微波频率为2450MHz，设置干燥温度为55℃，并调节微波功率范围至200kW，干燥3h，得聚羧酸盐系减水剂。
可再分散乳胶粉：本实施例中所述可再分散乳胶粉为丙烯酸共聚物，具体制备方法如下：(1)将100份去离子水、1份NaHCO3、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠与0.5份过硫酸钾投入到反应器中，搅拌，待水浴加热升温到80℃时，然后缓慢滴加15份的丙烯酸丁酯，并同时使体系温度维持在80℃反应一段时间。滴加完后保温15min。然后开始缓慢滴加剩余0.5份过硫酸钾与135份丙烯酸丁酯，溶液滴完后，在80℃保温反应30min；
(2)称取0.5份过硫酸钾、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠和135份苯乙烯和15份1-乙烯-1-氟-1,3,3-三甲氧基硅烷完全溶解在150份去离子水中，滴加到步骤(1)的上述混合液中，控制乳液体系反应温度在80℃左右，控制在2h内滴加完毕，保温1h后停止加热，降温至室温后，过滤出料。
纤维素醚：本实施例中所述纤维素醚为纤维素醚改性介孔二氧化硅；具体反应步骤如下：
(1)向反应器中加入1重量份脱脂棉，融化在5重量份的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中，在N2气保护下于100℃搅拌反应12h，得到透明粘稠的溶液；升温至60℃，加入0.075重量份过硫酸铵，搅拌0.5h，滴加2重量份的质量分数为40％的丙烯酸钠溶液，滴加完毕后，加入0.01重量份的过氧化苯甲酰，保温3h，降温至室温，得到共聚溶液；将共聚溶液加入10重量份的80℃液体石蜡中，再加入0.4重量份硬脂酸丁酯，保温1h，降温至室温，过滤，用去离子水洗涤3次，然后用丙酮洗涤3次，60℃减压干燥12h，得到纤维素；
(2)将0.1mol的四乙氧基硅烷、0.05mol的2-氰乙基三乙氧基硅烷和上述纤维素配置成混合溶液，将0.03mol十六烷基三甲基溴化铵加入氨水搅拌1-2h，加入上述混合溶液中，在65℃静置陈化2天，反应结束制得反应液，过滤，加入无水乙醇，继续搅拌1min，得到纤维素改性二氧化硅，所述纤维素和二氧化硅的重量份比为3：1；
(3)将步骤(2)中的纤维素改性二氧化硅、含水10％的N-甲基氧化吗啉溶液和没食子酸丙酯的重量百分比为10:70:0.5，将三者混合均匀，搅拌、溶解制得纤维素溶液；
(4)向步骤(3)制得的纤维素溶液定量添加20wt％的NaOH溶液，并保证碱量与纤维素摩尔比在4：1，控制温度在100℃反应60min，制得碱化的纤维素改性二氧化硅；
(5)向步骤(4)中加入过量的溴代甲烷，控制温度在60℃，反应60min，得到纤维素醚；
(6)将步骤(5)得到的纤维素醚转移到容器中，加入75％的乙醇水溶液洗涤，同时滴加盐酸中和过量的碱直到中性，将混合液过滤分离，重复洗涤过滤2-5次；
(7)干燥和粉碎：将步骤(6)得到的滤饼在干燥器中烘干，通过研磨粉碎得到纤维素醚产品。
聚乙烯醇：本实施例中，所述聚乙烯醇的型号为聚乙烯醇1788。
实施例2：与实施例1的区别在于，所述添加剂的制备原料至少包含：90份水泥、6份硅灰、3份减水剂、5份可再分散乳胶粉、2份纤维素醚、5份甲酸钙、2份聚乙烯醇、2.5份颜料。
实施例3：与实施例1的区别在于，所述添加剂的制备原料至少包含：80份水泥、4份硅灰、0.1份减水剂、0.1份可再分散乳胶粉、0.01份纤维素醚、0.5份甲酸钙、0.01份聚乙烯醇、0.3份颜料。
实施例4：与实施例1的区别在于，所述水泥为硅酸盐水泥，市售。
实施例5：与实施例1的区别在于，所述减水剂为MasterGlenium SKY 8326，购买于上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司。
实施例6：与实施例1的区别在于，所述可分散乳胶粉为可再分散乳胶粉5010型。
实施例7：与实施例1的区别在于，所述可分散乳胶粉的制备方法如下：(1)将100份去离子水、1份NaHCO3、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠与0.5份过硫酸钾投入到反应器中，搅拌，待水浴加热升温到80℃时，然后缓慢滴加15份的丙烯酸丁酯，并同时使体系温度维持在80℃反应一段时间。滴加完后保温15min。然后开始缓慢滴加剩余0.5份过硫酸钾与135份丙烯酸丁酯，溶液滴完后，在80℃保温反应30min；
(2)称取0.5份过硫酸钾、1.5份十二烷基联苯醚磺酸钠和135份苯乙烯完全溶解在150份去离子水中，滴加到步骤(1)的上述混合液中，控制乳液体系反应温度在80℃左右，控制在2h内滴加完毕，保温1h后停止加热，降温至室温后，过滤出料。
实施例8：与实施例1的区别在于，所述可分散乳胶粉的制备方法如下：
(1)将250份去离子水、1份NaHCO3、3份十二烷基联苯醚磺酸钠与1.5份过硫酸钾投入到反应器中，搅拌，待水浴加热升温到80℃时，然后缓慢滴加150份丙烯酸丁酯和135份苯乙烯和15份1-乙烯-1-氟-1,3,3-三甲氧基硅烷的混合液，并同时使体系温度维持在80℃反应一段时间。溶液滴完后，在80℃保温反应90min；
实施例9：与实施例1的区别在于，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
实施例10：与实施例1的区别在于，所述纤维素醚的制备方法如下：(1)向反应器中加入1重量份脱脂棉，融化在5重量份的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中，在N2气保护下于100℃搅拌反应12h，得到透明粘稠的溶液；升温至60℃，加入0.075重量份过硫酸铵，搅拌0.5h，滴加2重量份的质量分数为40％的丙烯酸钠溶液，滴加完毕后，加入0.01重量份的过氧化苯甲酰，保温3h，降温至室温，得到共聚溶液；将共聚溶液加入10重量份的80℃液体石蜡中，再加入0.4重量份硬脂酸丁酯，保温1h，降温至室温，过滤，用去离子水洗涤3次，然后用丙酮洗涤3次，60℃减压干燥12h，得到纤维素；
(2)将步骤(1)中的纤维素、含水5-17％的N-甲基氧化吗啉溶液和没食子酸丙酯的重量百分比为10:70:0.5，将三者混合均匀，搅拌、溶解制得纤维素溶液；
(3)向步骤(2)制得的纤维素溶液定量添加20wt％的NaOH溶液，并保证碱量与纤维素摩尔比在4：1，控制温度在100℃反应60min，制得碱化的纤维素；
(4)向步骤(3)中加入过量的溴代甲烷，控制温度在60℃，反应60min，得到纤维素醚；
(5)将步骤(4)得到的纤维素醚转移到容器中，加入75％的乙醇水溶液洗涤，同时滴加盐酸中和过量的碱直到中性，将混合液过滤分离，重复洗涤过滤2-5次；
(6)干燥和粉碎：将步骤(5)得到的滤饼在干燥器中烘干，通过研磨粉碎得到纤维素醚产品。
实施例11：与实施例1的区别在于，所述纤维素醚的制备方法如下：
(1)将0.1mol的四乙氧基硅烷、0.05mol的2-氰乙基三乙氧基硅烷和木浆粕配置成混合溶液，将0.03mol十六烷基三甲基溴化铵加入氨水搅拌1-2h，加入上述混合溶液中，在65℃静置陈化2天，反应结束制得反应液，过滤，加入无水乙醇，继续搅拌1min，得到纤维素改性二氧化硅，所述纤维素和二氧化硅的重量份比为3：1。
(2)将步骤(1)中的纤维素改性二氧化硅、含水10％的N-甲基氧化吗啉溶液和没食子酸丙酯的重量百分比为10:70:0.5，将三者混合均匀，搅拌、溶解制得0.1％-30％的纤维素溶液；
(3)向步骤(2)制得的纤维素溶液定量添加20wt％的NaOH溶液，并保证碱量与纤维素摩尔比在4：1，控制温度在100℃反应60min，制得碱化的纤维素改性二氧化硅；
(4)向步骤(3)中加入过量的溴代甲烷，控制温度在60℃，反应60min，得到纤维素醚；
(5)将步骤(4)得到的纤维素醚转移到容器中，加入75％的乙醇水溶液洗涤，同时滴加盐酸中和过量的碱直到中性，将混合液过滤分离，重复洗涤过滤2-5次；
(6)干燥和粉碎：将步骤(5)得到的滤饼在干燥器中烘干，通过研磨粉碎得到纤维素醚产品。
对比例1：未添加有本发明所述的无机透水混凝土添加剂的无机透水混凝土。
测试：
将实施例1-11的添加和对比例1的混凝土混合后，进行性能测试。
参照JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》的相关规定，采用表1所示砂浆配合比试验检测本发明中的实施例和对比例的各项性能。
混凝土状态评判标准：
好：和易性好，翻动容易；
差：和易性差，砼粘，翻动困难。
抗冻性测试结果系指D50的抗冻性指标
表1常规指标测试结果
Figure BDA0001470581930000151
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (5)

1.一种无机透水混凝土的添加剂，其特征在于，所述添加剂的制备原料至少包含：水泥、硅灰、减水剂、可再分散乳胶粉、纤维素醚、甲酸钙、聚乙烯醇、颜料；所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂；所述聚羧酸盐系减水剂的制备方法如下：按重量份向反应器中加入30份异戊烯基聚氧乙烯醚、42份去离子水，混合均匀后，升温至80℃，加入0.16份亚硫酸氢钠，滴加3.2份丙烯酸、4.8份去离子水和0.24份过硫酸铵、1.6份去离子水，滴加完毕后，继续反应2h，降温到40℃，调节pH值7-8，得到聚羧酸盐系减水剂溶液；将聚羧酸盐系减水剂溶液置于真空超声微波干燥箱中，溶液深度为6cm，打开真空泵调节干燥箱中的真空度至-0.09--0.08MPa；设置超声波频率为30kHz，所述超声波发生器的功率为100W，打开微波发生器，微波频率为2450MHz，设置干燥温度为55℃，并调节微波功率范围至200kW，干燥3h，得聚羧酸盐系减水剂；所述硅灰中超过80％的硅灰的细度小于1μm；所述硅灰的平均粒径在0.1～0.3μm；所述硅灰的比表面积为20～28m2/g；所述纤维素醚为纤维素醚改性介孔二氧化硅，具体反应步骤如下：
(1) 向反应器中加入1重量份脱脂棉，融化在5重量份的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中，在N2气保护下于 100℃搅拌反应 12h，得到透明粘稠的溶液；升温至60℃，加入0.075重量份过硫酸铵，搅拌0.5h，滴加2重量份的质量分数为40%的丙烯酸钠溶液，滴加完毕后，加入0.01重量份的过氧化苯甲酰，保温3h，降温至室温，得到共聚溶液；将共聚溶液加入10重量份的80℃液体石蜡中，再加入0.4重量份硬脂酸丁酯，保温1h，降温至室温，过滤，用去离子水洗涤3次，然后用丙酮洗涤3次，60℃减压干燥12h，得到纤维素；
(2) 将0.1mol的四乙氧基硅烷、0.05mol的2-氰乙基三乙氧基硅烷和上述纤维素配置成混合溶液，将0.03mol十六烷基三甲基溴化铵加入氨水搅拌1-2h，加入上述混合溶液中，在50-75℃静置陈化1-2天，反应结束制得反应液，过滤，加入无水乙醇，继续搅拌1min，得到纤维素改性二氧化硅，所述纤维素和二氧化硅的重量份比为3：1；
(3) 将步骤(2)中的纤维素改性二氧化硅、含水5-17%的N-甲基氧化吗啉溶液和没食子酸丙酯的重量百分比为0.1~30:69-99.8:0.1-1，将三者混合均匀，搅拌、溶解制得0.1%-30%的纤维素溶液；
(4) 向步骤(3)制得的纤维素溶液定量添加10-70%的NaOH溶液，并保证碱量与纤维素摩尔比在4：1，控制温度在76-150℃反应60min，制得碱化的纤维素改性二氧化硅；
(5) 向步骤(4)中加入过量的溴代甲烷，控制温度在60℃，反应60min，得到纤维素醚；
(6) 将步骤(5)得到的纤维素醚转移到容器中，加入60-85%的乙醇水溶液洗涤，同时滴加盐酸中和过量的碱直到中性，将混合液过滤分离，重复洗涤过滤2-5次；
(7) 干燥和粉碎：将步骤(6)得到的滤饼在干燥器中烘干，通过研磨粉碎得到纤维素醚产品。
2.权利要求1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，其特征在于，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
水泥 80-90份；
硅灰 4-6份；
减水剂 0.1-3份；
可再分散乳胶粉 0.1-5份；
纤维素醚 0.01-2份；
甲酸钙 0.5-5份；
聚乙烯醇 0.01-2份；
颜料 0.3-2.5份。
3.权利要求1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，其特征在于，按照重量份计，所述添加剂的制备原料至少包含：
水泥 90.2份；
硅灰 5.5份；
减水剂 1.0份；
可再分散乳胶粉 2.0份；
纤维素醚 0.3份；
甲酸钙 1.0份；
聚乙烯醇 0.4份；
颜料 1.2份。
4.权利要求1所述的一种无机透水混凝土的添加剂，其特征在于，所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的至少一种。
5.一种无机透水混凝土，其特征在于，所述无机透水混凝土的制备原料包含上述权利要求1-4任一项所述的无机透水混凝土的添加剂。
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