CN108328966B - 一种海绵城市用透水砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海绵城市用透水砂浆及其制备方法，透水砂浆包括矿渣、硅灰、碎卵石、增强剂，其制备方法，包括以下步骤：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌5‑10min，再加入1‑3份浓硫酸浸泡18‑24h后的活性炭、4‑6份增强剂以及1‑3份湿润分散剂，继续搅拌2‑5min，接着加入3‑5份硅烷偶联剂以及催干剂，继续搅拌10‑20min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，本发明制备的透水砂浆不使用传统的水泥和水，树脂在偶联剂的作用下于空气中迅速氧化交联，实现硬化。

Description

一种海绵城市用透水砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体指的是一种海绵城市用透水砂浆及其制备方法。
背景技术
目前，随着经济的发展，城市现代化建设步伐的加快，大多数城市相继出现地下水资源匮乏、热岛效应等，研究发现，这些问题都与城市建设中自然土壤植被不断被建筑物及各种不透水底面覆盖有关，国内许多城市的不透水地面比例已超过70%，改变了原有的天然地面可渗透性的属性，极大的破坏了生态环境，特别是对于雨水较多的城市，如果地面采用水泥、柏油、大理石等非透水性材质铺设地面，在下雨时，不透水地面完全阻止了雨水直接渗透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便；造成宝贵的水资源浪费，加重了城市排水设施的负担，雨水的大量流失进一步加重城市的干旱、缺水问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种海绵城市用透水砂浆及其制备方法，不仅使矿渣得到有效的利用，且制备的透水砂浆有较好的强度及透水性。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种海绵城市用透水砂浆，所述透水砂浆包括以下重量份数的原料：45-50份矿渣、12-15份硅灰、6-8份碎卵石、4-6份增强剂。
优选的，所述矿渣为高炉重矿渣。
优选的，所述增强剂为水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物，其重量份数分别为：3-5份水性环氧丙烯酸乳液，6-8份液体聚丁二烯。
一种海绵城市用透水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将矿渣进行改性，得到改性后的矿渣；
步骤二：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌5-10min，再加入1-3份浓硫酸浸泡18-24h后的活性炭、4-6份增强剂以及1-3份湿润分散剂，继续搅拌2-5min，接着加入3-5份硅烷偶联剂，继续搅拌10-20min，搅拌均匀即可得到透水砂浆。
优选的，所述矿渣改性的方法包括以下步骤：
（a）将矿渣经微波加热，所述微波频率为2-4kw，照射时间为5-7min；
（b）将经微波加热后的矿渣放入桐油中浸泡18-24h后，再超声处理1-3h，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物料中浸泡40-48h，用去离子水将其洗净，备用，所述粉煤灰占混合物的20%-30%，所述矿渣与混合物料的比例为1:8-1:10；
（c）将步骤b得到的矿渣煅烧，得到改性后的矿渣，所述煅烧温度为：200-400℃，煅烧时间为1-3h。
优选的，所述增强剂为水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物，其重量份数分别为：3-5份水性环氧丙烯酸乳液，6-8份液体聚丁二烯。
优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲基硅烷。
优选的，所述湿润分散剂为烷基磺酸盐、烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸盐、乙氧基对壬基苯酚中的任意一种。
优选的，所述制得的透水砂浆存储在真空密封的环境。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明将高炉重矿渣经微波加热，去除水分，将经微波加热后的高炉重矿渣放入桐油中浸泡18-24h后，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的高炉重矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物中浸泡40-48h，用去离子水将其洗净，增加高炉重矿渣的强度，将浸泡过混合物的高炉重矿渣煅烧，使得其易搅拌破碎成需要的大小；
（2）本发明将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌5-10min，再加入3-5份水性环氧丙烯酸乳液、6-8份液体聚丁二烯以及1-3份湿润分散剂，继续搅拌2-5min，接着加入3-5份硅烷偶联剂以及1-3份催干剂，继续搅拌10-20min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，不使用传统的水泥和水，树脂在偶联剂的作用下于空气中迅速氧化交联，实现硬化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种海绵城市用透水砂浆，所述透水砂浆包括以下重量份数的原料：45份矿渣、12份硅灰、6份碎卵石、4份水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物。
一种海绵城市用透水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将矿渣进行改性，得到改性后的矿渣；
步骤二：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌5min，再加入1份浓硫酸浸泡18h后的活性炭、4份的水性环氧丙烯酸乳液与液体聚丁二烯的混合物（其中水性环氧丙烯酸乳液为3份、液体聚丁二烯为6份），以及1份烷基磺酸盐，继续搅拌2min，接着加入3份乙烯基三甲基硅烷以及1份催干剂，所述催干剂包括异辛酸钴、异辛酸锰与异辛酸锌的混合物（其中异辛酸钴为7份，异辛酸锰为1份，异辛酸锌为2份），所述催干剂中还添加有0.5份溶于生物油的对甲苯磺酸，所述对甲苯磺酸与生物油的比例为1:4，所述生物油包括落叶松生物油或棉秸秆生物油，能提高透水砂浆的固化速度，且避免催干剂添加造成透水砂浆易崩裂开缝，继续搅拌10min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，所述制得的透水砂浆存储在真空密封的环境；
优选的，所述矿渣改性的方法包括以下步骤：
（a）将矿渣经微波加热，所述微波频率为2kw，照射时间为5min；
（b）将经微波加热后的矿渣放入桐油中浸泡18h后，再超声处理1h，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物料中浸泡40h，用去离子水将其洗净，备用，所述粉煤灰占混合物的20%，所述矿渣与混合物料的比例为1:8；
（c）将步骤b得到的矿渣煅烧，得到改性后的矿渣，所述煅烧温度为：200℃，煅烧时间为1h。
所述矿渣为高炉重矿渣。
实施例2
一种海绵城市用透水砂浆，所述透水砂浆包括以下重量份数的原料：48份矿渣、14份硅灰、7份碎卵石、5份水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物。
一种海绵城市用透水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将矿渣进行改性，得到改性后的矿渣；
步骤二：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌8min，再加入2份浓硫酸浸泡20h后的活性炭、5份水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物（其中水性环氧丙烯酸乳液为4份，液体聚丁二烯为7份），以及2份烷基苯磺酸钠，继续搅拌3min，接着加入4份乙烯基三甲基硅烷以及2份催干剂，所述催干剂为异辛酸钴、异辛酸锰与异辛酸锌的混合物（其中异辛酸钴为8份，异辛酸锰2份，异辛酸锌3份），所述催干剂中还添加有0.6份溶于生物油的对甲苯磺酸，所述对甲苯磺酸与生物油的比例为1:5，所述生物油包括落叶松生物油或棉秸秆生物油，能提高透水砂浆的固化速度，且避免催干剂添加造成透水砂浆易崩裂开缝，继续搅拌15min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，制得的透水砂浆存储在真空密封的环境。
所述矿渣改性的方法包括以下步骤：
（a）将矿渣经微波加热，所述微波频率为3kw，照射时间为6min；
（b）将经微波加热后的矿渣放入桐油中浸泡20h后，再超声处理2h，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物料中浸泡45h，用去离子水将其洗净，备用，所述粉煤灰占混合物的25%，所述矿渣与混合物料的比例为1:9；
（c）将步骤b得到的矿渣煅烧，得到改性后的矿渣，所述煅烧温度为：300℃，煅烧时间为2h。
所述矿渣为高炉重矿渣。
实施例3
一种海绵城市用透水砂浆，所述透水砂浆包括以下重量份数的原料：50份矿渣、15份硅灰、8份碎卵石、6份水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物。
一种海绵城市用透水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将矿渣进行改性，得到改性后的矿渣；
步骤二：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌10min，再加入3份浓硫酸浸泡24h后的活性炭、6份水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物，（其中水性环氧丙烯酸乳液5份、液体聚丁二烯8份），以及3份烷基萘磺酸盐，继续搅拌5min，接着加入5份乙烯基三甲基硅烷以及3份催干剂，所述催干剂为异辛酸钴、异辛酸锰与异辛酸锌的混合物（其中异辛酸钴9份，异辛酸锰3份，异辛酸锌4份），所述催干剂中还添加有0.7份溶于生物油的对甲苯磺酸，所述对甲苯磺酸与生物油的比例为1:6，所述生物油包括落叶松生物油或棉秸秆生物油，能提高透水砂浆的固化速度，且避免催干剂添加造成透水砂浆易崩裂开缝，继续搅拌20min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，制得的透水砂浆存储在真空密封的环境。
所述矿渣改性的方法包括以下步骤：
（a）将矿渣经微波加热，所述微波频率为4kw，照射时间为7min；
（b）将经微波加热后的矿渣放入桐油中浸泡24h后，再超声处理3h，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物料中浸泡48h，用去离子水将其洗净，备用，所述粉煤灰占混合物的30%，所述矿渣与混合物料的比例为1:10；
（c）将步骤b得到的矿渣煅烧，得到改性后的矿渣，所述煅烧温度为：400℃，煅烧时间为3h。
所述矿渣为高炉重矿渣。
本发明制备的透水砂浆透水系数为4-17mm/s，抗压强度为20-30Mpa，抗折强度为3-6 Mpa，保证透水砂浆在有较好透水性的前提下仍具有较高的抗压强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述透水砂浆包括以下重量份数的原料：45-50份矿渣、12-15份硅灰、6-8份碎卵石、4-6份增强剂；
上述海绵城市用透水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将矿渣进行改性，得到改性后的矿渣；
矿渣改性的方法包括以下步骤：
（a）将矿渣经微波加热，所述微波频率为2-4kw，照射时间为5-7min；
（b）将经微波加热后的矿渣放入桐油中浸泡18-24h，再超声处理1-3h，用去离子水将其洗净，再将桐油浸泡后的矿渣放入掺杂有粉煤灰的水泥浆的混合物料中浸泡40-48h，用去离子水将其洗净，备用，所述粉煤灰占混合物的20%-30%，所述矿渣与混合物料的比例为1:8-1:10；
（c）将步骤b得到的矿渣煅烧，得到改性后的矿渣，所述煅烧温度为：200-400℃，煅烧时间为1-3h；
步骤二：将改性后的矿渣、硅灰、碎卵石加入至搅拌机中，先搅拌5-10min，再加入1-3份浓硫酸浸泡18-24h后的活性炭、4-6份增强剂、1-3份湿润分散剂以及1份催干剂，继续搅拌2-5min，接着加入3-5份硅烷偶联剂，继续搅拌10-20min，搅拌均匀即可得到透水砂浆，其中催干剂包括异辛酸钴、异辛酸锰与异辛酸锌的混合物，还添加有0.5份溶于生物油的对甲苯磺酸，所述对甲苯磺酸与生物油的比例为1:4，所述生物油包括落叶松生物油或棉秸秆生物油。
2.根据权利要求1所述的一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述矿渣为高炉重矿渣。
3.根据权利要求1所述的一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述增强剂为水性环氧丙烯酸乳液和液体聚丁二烯的混合物，其重量份数分别为：3-5份水性环氧丙烯酸乳液，6-8份液体聚丁二烯。
4.根据权利要求1所述的一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述湿润分散剂为烷基磺酸盐、烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸盐、乙氧基对壬基苯酚中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种海绵城市用透水砂浆，其特征在于：所述制得的透水砂浆存储在真空密封的环境。
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