新型透水混凝土膠結劑的研制

鄧 磊 蔣 禹 刁立柱 羅小峰 沈建榮

（貴州科之杰新材料有限公司，貴州 龍里 551206）

新型透水混凝土膠結劑的研制

鄧 磊 蔣 禹 刁立柱 羅小峰 沈建榮

（貴州科之杰新材料有限公司，貴州 龍里 551206）

本文采用萘系減水劑、硅粉、粉煤灰及粘度調節劑通過一定比例復配成一種新型的透水混凝土膠結劑。研究發現，萘系減水劑：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶膠粉=20：32：47：1時，該透水混凝土膠結劑性能最好。并用該樣品進行了相關的透水混凝土性能測試。實驗表明，該復配樣品具有成本低、減水率高、透水率好等優點。

透水混凝土；膠結劑；透水率

透水混凝土又稱多孔混凝土，是由骨料、水泥、外加劑和水按一定比例拌制而成的一種多孔輕質混凝土，它不含細骨料，由粗骨料表面包覆一層水泥漿，相互粘結而成空穴、均勻分布的蜂窩狀結構，具有透水透氣和重量輕的特點。透水混凝土不同于普通混凝土，它具有如下獨特的優點：降低和吸收行車噪聲，透水性能好，承載能力高，周圍植物受到保護，不產生車轍[1]。當前我國正處于社會主義現代化建設重要階段，大力推廣透水混凝土的使用，不僅可以有效補充地下水，緩解地下水位急劇下降等環境問題，能有效消除地面上的油類化合物等對環境污染的危害。

然而，透水混凝土關鍵問題在于很難控制好混凝土透水性、抗壓強度、孔隙率及成本之間的關系。研究表明，透水混凝土的透水性和抗壓強度與混凝土的孔隙率有關；單粒級粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土強度越高，透水性越差；雙粒級粗骨料配制的透水混凝土性能明顯優于單粒級粗骨料[2]。也有人采用體積法進行設計，試件成型時采用1.0MPa壓力進行靜壓成型，水灰比的范圍為0.25-0.40。通過對試件的孔隙率、透水系數、抗壓強度、抗折強度等的測定綜合考慮強度和透水系數的要求，一定目標孔隙率下可確定一個最佳水灰比，從而獲得最終配合比[3]。諸如此類的研究雖然在一定程度上改善了透水混凝土的工作性，但在一定程度上增加了透水混凝土的生產成本，不利于透水混凝土在市政工程等項目的推廣。因此，研制出一種性能較好，成本較低的透水混凝土膠結劑，并能有效用來改善透水混凝土性能與生產可操作性之間的關系具有重要意義。

貴州科之杰近年來一直致力于混凝土外加劑的研究開發及成果轉化，本文僅提供了我司在透水混凝土應用開發方面的一些經驗和心得，以供混凝土行借鑒。

1 試驗

1.1 試驗材料及儀器

試驗原材料：萘系減水劑（自制），分子量1800-2800；硅粉、粉煤灰、北京市政；007建筑用速溶膠粉、可再分散性乳膠粉MD-5017、羥丙基甲基纖維素HPMC、羧甲基纖維素CMC，工業級，山東明達。

試驗檢測原材料：基準水泥；紅獅水泥P.O 42.5；2.4-4.75mm碎石。

試驗主要儀器設備：電子天平；水泥凈漿攪拌機；混凝土攪拌機等。

1.2 試驗部分

水泥凈漿流動度

按照GB 8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中的規定測定樣品初始凈漿流動度。其中水灰比為0.29，外加劑摻量1.0%。

混凝土性能試驗

將復配透水混凝土膠結劑小樣GZ-TS與市售北京某公司透水混凝土膠結劑產品BJ-TS做混凝土對比實驗，測定其初始坍落度及擴展度，并測定透水混凝土透水率、凝結時間及各齡期的抗壓強度。參照GB 8076-2008《混凝土外加劑》進行混凝土性能試驗，混凝土配比見表1。

表1 混凝土試驗配合比(Kg/m3)

2 結果與討論

2.1 透水混凝土膠結劑凈漿試驗

采用市售北京某公司產品BJ-TS作標樣，新復配的6個小樣GZ-TS各100g作參比樣，紅獅P.O 42.5水泥，等摻量做水泥凈漿實驗。通過測定凈漿初始流動度來確定膠結劑在水泥中的分散性及減水效果，具體結果見表2所示。

表2 水泥凈漿對比試驗

從凈漿實驗可篩選出，當萘系減水劑20g/100g時，透水混凝土膠結劑GZ-YS-3的減水效果與市售BJ-TS相當，凈漿流動度相近。把007建筑用速溶膠粉換成可再分散性乳膠粉MD-5017和羥丙基甲基纖維素HPMC時，透水混凝土膠結劑減水效果變差，尤其，使用羥丙基甲基纖維素HPMC，減水率較差，水泥凈漿流動度小；羧甲基纖維素CMC復配的膠結劑GZ-TS-6與BJ-TS和GZTS-3凈漿流動度相近，減水效果較好。

2.2 透水混凝土膠結劑混凝土性能測試

表3 混凝土測試結果

從表3可知：摻小試復配透水混凝土膠結劑GZ-TS的混凝土試樣其初始坍落度、透水率、凝結時間及混凝土試塊強度均比市售BJ-TS略好。尤其，摻GZ-TS-3與摻標樣BJ-TS的透水混凝土各項指標相近，且混凝土粘聚性較好。摻GZ-TS-6與摻標樣BJ-TS的透水混凝土相比，坍落度以及透水率都比較相近，相應的3d、7d及28d強度較高，但粘度調節劑CMC的價格相對較高。本實驗選取相對較廉價的007建筑用速溶膠粉作粘度調節劑進行復配，得性能良好的透水混凝土膠結劑GZ-TS-3。其最佳質量配方為(100g)：萘系減水劑：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶膠粉=20：32：47：1。

2.3 透水混凝土膠結劑GZ-TS-3的大試混凝土試驗

由于GZ-TS-3性能良好，成本相對較低，我司已對其進行大試生產，其大試實驗數據見表4。

表4 大試透水混凝土測試結果

從大試樣品混凝土實驗數據可以看出，GZ-TS-3大試與GZ-TS-3小試性能相似，可進行工業化推廣使用。

圖1 GZ-TS-3大試混凝土試塊透水實驗

圖2 GZ-TS-3工業化應用

3 結 語

1) 本文采用萘系減水劑、硅粉、粉煤灰及粘度調節劑通過一定比例復配的一種新型的透水混凝土膠結劑。其最佳質量配方為(100g)：萘系減水劑：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶膠粉=20：32：47：1。

2) 該透水混凝土膠結劑GZ-TS-3與市售透水混凝土膠結劑相比，透水混凝土各項性能均略好，且成本相對較低，適宜工業化生產應用。

[1]陳開利譯.橋梁與基礎.1998(2).

[2]孟宏睿,陳麗江,薛麗皎.建筑技術,2005,36(1):29-31.

[3]程娟, 楊楊,陳衛忠.混凝土,2006(10):81-84.

Development of a new type of permeable concrete cementing agent

A new type of permeable concrete cementing agent was developed by consisting of a mixture of napthalene superplasticizer powder,silica powder,fly ash and binding agent.The results showed that the performance of permeable concrete cementing agent was developed was best when napthalene superplasticizer powder:silica powder:fly ash :binding agent =20:32:47:1.The developed samples were used to carry out related permeable concrete test experiments.Also,it has low cost,high water-reducing capability and fine water-permeability.

permeable concrete；cementing agent；water-permeability

鄧磊，男，碩士，貴州科之杰新材料有限公司助理研發工程師兼技術主辦，主要從事混凝土外加劑研發與應用。

TU528

B

1003-8965(2017)05-0036-02