新型透水混凝土胶结剂的研制

邓 磊 蒋 禹 刁立柱 罗小峰 沈建荣

（贵州科之杰新材料有限公司，贵州 龙里 551206）

新型透水混凝土胶结剂的研制

邓 磊 蒋 禹 刁立柱 罗小峰 沈建荣

（贵州科之杰新材料有限公司，贵州 龙里 551206）

本文采用萘系减水剂、硅粉、粉煤灰及粘度调节剂通过一定比例复配成一种新型的透水混凝土胶结剂。研究发现，萘系减水剂：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶胶粉=20：32：47：1时，该透水混凝土胶结剂性能最好。并用该样品进行了相关的透水混凝土性能测试。实验表明，该复配样品具有成本低、减水率高、透水率好等优点。

透水混凝土；胶结剂；透水率

透水混凝土又称多孔混凝土，是由骨料、水泥、外加剂和水按一定比例拌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层水泥浆，相互粘结而成空穴、均匀分布的蜂窝状结构，具有透水透气和重量轻的特点。透水混凝土不同于普通混凝土，它具有如下独特的优点：降低和吸收行车噪声，透水性能好，承载能力高，周围植物受到保护，不产生车辙[1]。当前我国正处于社会主义现代化建设重要阶段，大力推广透水混凝土的使用，不仅可以有效补充地下水，缓解地下水位急剧下降等环境问题，能有效消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害。

然而，透水混凝土关键问题在于很难控制好混凝土透水性、抗压强度、孔隙率及成本之间的关系。研究表明，透水混凝土的透水性和抗压强度与混凝土的孔隙率有关；单粒级粗骨料幅差越大，配制的透水混凝土强度越高，透水性越差；双粒级粗骨料配制的透水混凝土性能明显优于单粒级粗骨料[2]。也有人采用体积法进行设计，试件成型时采用1.0MPa压力进行静压成型，水灰比的范围为0.25-0.40。通过对试件的孔隙率、透水系数、抗压强度、抗折强度等的测定综合考虑强度和透水系数的要求，一定目标孔隙率下可确定一个最佳水灰比，从而获得最终配合比[3]。诸如此类的研究虽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产成本，不利于透水混凝土在市政工程等项目的推广。因此，研制出一种性能较好，成本较低的透水混凝土胶结剂，并能有效用来改善透水混凝土性能与生产可操作性之间的关系具有重要意义。

贵州科之杰近年来一直致力于混凝土外加剂的研究开发及成果转化，本文仅提供了我司在透水混凝土应用开发方面的一些经验和心得，以供混凝土行借鉴。

1 试验

1.1 试验材料及仪器

试验原材料：萘系减水剂（自制），分子量1800-2800；硅粉、粉煤灰、北京市政；007建筑用速溶胶粉、可再分散性乳胶粉MD-5017、羟丙基甲基纤维素HPMC、羧甲基纤维素CMC，工业级，山东明达。

试验检测原材料：基准水泥；红狮水泥P.O 42.5；2.4-4.75mm碎石。

试验主要仪器设备：电子天平；水泥净浆搅拌机；混凝土搅拌机等。

1.2 试验部分

水泥净浆流动度

按照GB 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的规定测定样品初始净浆流动度。其中水灰比为0.29，外加剂掺量1.0%。

混凝土性能试验

将复配透水混凝土胶结剂小样GZ-TS与市售北京某公司透水混凝土胶结剂产品BJ-TS做混凝土对比实验，测定其初始坍落度及扩展度，并测定透水混凝土透水率、凝结时间及各龄期的抗压强度。参照GB 8076-2008《混凝土外加剂》进行混凝土性能试验，混凝土配比见表1。

表1 混凝土试验配合比(Kg/m3)

2 结果与讨论

2.1 透水混凝土胶结剂净浆试验

采用市售北京某公司产品BJ-TS作标样，新复配的6个小样GZ-TS各100g作参比样，红狮P.O 42.5水泥，等掺量做水泥净浆实验。通过测定净浆初始流动度来确定胶结剂在水泥中的分散性及减水效果，具体结果见表2所示。

表2 水泥净浆对比试验

从净浆实验可筛选出，当萘系减水剂20g/100g时，透水混凝土胶结剂GZ-YS-3的减水效果与市售BJ-TS相当，净浆流动度相近。把007建筑用速溶胶粉换成可再分散性乳胶粉MD-5017和羟丙基甲基纤维素HPMC时，透水混凝土胶结剂减水效果变差，尤其，使用羟丙基甲基纤维素HPMC，减水率较差，水泥净浆流动度小；羧甲基纤维素CMC复配的胶结剂GZ-TS-6与BJ-TS和GZTS-3净浆流动度相近，减水效果较好。

2.2 透水混凝土胶结剂混凝土性能测试

表3 混凝土测试结果

从表3可知：掺小试复配透水混凝土胶结剂GZ-TS的混凝土试样其初始坍落度、透水率、凝结时间及混凝土试块强度均比市售BJ-TS略好。尤其，掺GZ-TS-3与掺标样BJ-TS的透水混凝土各项指标相近，且混凝土粘聚性较好。掺GZ-TS-6与掺标样BJ-TS的透水混凝土相比，坍落度以及透水率都比较相近，相应的3d、7d及28d强度较高，但粘度调节剂CMC的价格相对较高。本实验选取相对较廉价的007建筑用速溶胶粉作粘度调节剂进行复配，得性能良好的透水混凝土胶结剂GZ-TS-3。其最佳质量配方为(100g)：萘系减水剂：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶胶粉=20：32：47：1。

2.3 透水混凝土胶结剂GZ-TS-3的大试混凝土试验

由于GZ-TS-3性能良好，成本相对较低，我司已对其进行大试生产，其大试实验数据见表4。

表4 大试透水混凝土测试结果

从大试样品混凝土实验数据可以看出，GZ-TS-3大试与GZ-TS-3小试性能相似，可进行工业化推广使用。

图1 GZ-TS-3大试混凝土试块透水实验

图2 GZ-TS-3工业化应用

3 结 语

1) 本文采用萘系减水剂、硅粉、粉煤灰及粘度调节剂通过一定比例复配的一种新型的透水混凝土胶结剂。其最佳质量配方为(100g)：萘系减水剂：硅粉：粉煤灰：007建筑用速溶胶粉=20：32：47：1。

2) 该透水混凝土胶结剂GZ-TS-3与市售透水混凝土胶结剂相比，透水混凝土各项性能均略好，且成本相对较低，适宜工业化生产应用。

[1]陈开利译.桥梁与基础.1998(2).

[2]孟宏睿,陈丽江,薛丽皎.建筑技术,2005,36(1):29-31.

[3]程娟, 杨杨,陈卫忠.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

邓磊，男，硕士，贵州科之杰新材料有限公司助理研发工程师兼技术主办，主要从事混凝土外加剂研发与应用。

TU528

B

1003-8965(2017)05-0036-02