本发明涉及建筑材料领域，且特别涉及一种透水混凝土粘结剂及其制备方法。
背景技术：
：透水混凝土是由骨料、水泥矿物掺合物、水、外加剂拌合而成的一种建筑用料，该领域的研究应用始于100多年前。透水混凝土能让雨水流入地下，有效的补充地下水，缓解城市地下水位急剧下降等一些城市环境问题，是维护生态平衡、缓解城市热岛效应的优良铺装材料，是建设“海绵城市”的最佳材料。然而，由于各种条件的限制，目前对透水混凝土的研究和推广还有很大的进步空间。发明人研究发现，粘结剂是直接影响透水混凝土的强度和透水系数的关键因素。目前，关于透水混凝土粘结剂的研究已引起了科研工作者的重视，如专利号cn206052494u采用高吸水树脂制备了透水性良好的透水砖，但由于有机高分子材料的使用，其毒性及抗老化性能等有待进一步研究；专利号cn105776940a提出了透水混凝土粘结剂及制备方法，所制备的粘结剂是利用胶粉与高分子聚合物进行交联聚合反应，形成微胶囊结构，在一定程度上提高了混凝土的透水性。但是其离理想透水系数还有一定距离，且制备成本较高。因此，开发一种透水性能好、强度高、成本低、无毒性、抗老化性能好的透水混凝土粘结剂是非常重要的。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种透水混凝土粘结剂，此透水混凝土粘结剂具有保证道路各项物理指标的前提下有效提高混凝土的透水保水性，提高水泥的抗压强度、耐磨性。本发明的另一目的在于提供一种透水混凝土粘结剂的制备方法，此制备方法简单、周期短、成本低，适用于工业化生产。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种透水混凝土粘结剂，按照重量百分比计，包括如下组分：硫酸铵1％-4％，硫酸钾1％-4％，硫酸钠1％-4％，氯化镁1％-4％，硫酸铁1％-4％，硫酸亚铁2％-7％，硫酸钙15％-25％，保水剂0.01％-0.3％，葡萄糖酸钠0.05％-0.3％，引气剂0％-0.3％，水47.4％-77.94％。本发明提出一种透水混凝土粘结剂的制备方法，其包括以下步骤：加料溶解：将既定百分比的上述原料按照加料顺序加入水中得到混合液，其中，加料顺序为：依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂、引气剂的顺序依次进行加料；保温搅拌：混合液经保温搅拌后得到透水混凝土粘结剂。本发明实施例的透水混凝土粘结剂及其制备方法的有益效果是：本发明所制备的透水混凝土粘结剂主要成分为无机物，毒性小，抗老化性能好；同时，该粘结剂含有大量金属离子，有助于充分电解水泥中的有效离子，加速水泥水化反应，形成网络状晶体结构，增强透水混凝土的强度。此外，该粘结剂具有良好的保水透水性，并且所涉及的制备工艺简单、周期短、成本低，适用于工业化生产。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的透水混凝土粘结剂及其制备方法进行具体说明。本发明实施例提供的一种透水混凝土粘结剂，按照重量百分比计，包括如下组分：硫酸铵1％-4％，硫酸钾1％-4％，硫酸钠1％-4％，氯化镁1％-4％，硫酸铁1％-4％，硫酸亚铁2％-7％，硫酸钙15％-25％，保水剂0.01％-0.3％，葡萄糖酸钠0.05％-0.3％，引气剂0％-0.3％，水47.4％-77.94％。多种金属离子的存在，能够充分电解混凝土中的有效离子。透水混凝土粘接剂可以渗透在水泥内部，加速水泥水化反应，形成网络状晶体结构，增强透水混凝土的强度，路面的抗压抗折强度大、耐磨性、抗冻性能都得到提高。且该粘接剂的粘接能力强，应用范围广，将其添加到透水混凝土中进行道路铺设，路面透水和保水性能好。加入粘接剂的透水混凝土能够使得路面积水迅速渗入透水混凝土内部，且多余积水迅速渗入地下或管道。此外，粘接剂的使用，能够有效减少水泥以及水的用量，大幅度降低了人工费用以及生产成本，节约资源。进一步地，在本发明较佳实施例中，硫酸铵，硫酸钾，硫酸钠，氯化镁，硫酸铁，硫酸亚铁，硫酸钙，保水剂，葡萄糖酸钠，引气剂均为分析纯。分析纯(ar)是化学试剂的纯度规格，作为试剂的一种含量与纯度的区别。分析纯是指做分析测定用的试剂，杂质非常少，不妨碍分析测定。进一步地，在本发明较佳实施例中，透水混凝土粘结剂中，按照重量百分比计，硫酸铵为3％-4％，硫酸钾为3％-4％，硫酸钠为3％-4％，氯化镁为3％-4％，硫酸铁为3％-4％，硫酸亚铁为5％-7％，硫酸钙为15％-20％，保水剂为0.2％-0.3％，葡萄糖酸钠为0.2％-0.3％，引气剂为0％-0.3％，水为57％-60％。进一步对各成分的重量百分比进行限定，能够优化透水混凝土粘结剂的透水保水性能等，使产品达到最佳的效果。进一步地，在本发明较佳实施例中，保水剂选自聚丙烯酰胺、水溶性淀粉、羧甲基纤维素、大豆分离蛋白、壳聚糖、淀粉-接枝聚丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。进一步优选地，保水剂选用质量比为1:0.5:1的聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和大豆分离蛋白。上述三种保水剂能够形成良好的配伍，降低混凝土的泌水率，避免水分子的蒸发，保证水泥的后续水化，确保水透混凝土的抗裂性能，且能够进一步加强透水混凝土的强度。本发明还提供了上述透水混凝土粘结剂的制备方法，其包括以下步骤：加料溶解：将既定百分比的上述原料按照加料顺序加入水中得到混合液，其中，加料顺序为：依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂、引气剂的顺序依次进行加料；保温搅拌：混合液经保温搅拌后得到透水混凝土粘结剂。依照固定的顺序进行加料操作，一方面是保证原料在水中的溶解，对于形成质量均一稳定的透水混凝土粘结剂具有重要的影响。另一方面，避免原料在添加过程中，形成无法溶解的沉淀物。且完成金属盐的加料后再添加葡萄糖酸钠、保水剂、引气剂，避免影响粘接剂的稳定性。进一步地，在本发明较佳实施例中，加料溶解步骤中，每加入一种原料后均进行搅拌操作，搅拌时间为10～50min。例如，加入硫酸铵后搅拌10min后，加入硫酸钾，搅拌20min后，再加入氯化镁，搅拌20min。每加入一种原料都进行搅拌，能够加速原料的溶解，且避免金属盐不溶解的现象发生。进一步地，在本发明较佳实施例中，加料溶解步骤中，依次将硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁加入水中的过程中，每加入一种原料后都进行搅拌至完全溶解。即，保证在加入硫酸钙之前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完成后，将混合液搅拌均匀后进行保温搅拌步骤。具体地，将加料完成的混合液添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌一定时间后，得到透水混凝土粘结剂。进一步地，在本发明较佳实施例中，混合液在60～85℃条件下进行保温搅拌。进一步地，在本发明较佳实施例中，保温搅拌中，对混合液连续搅拌40～60h。对保温搅拌的温度和时间加以控制，能够得到质量均一稳定的透水混凝土粘结剂。在保温搅拌过程中，注意控制温度，温度过高会造成水分的过度蒸发，影响产品的质量；温度过低原料不容易溶解。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵40公斤(4％)，硫酸钠40公斤(4％)，氯化镁40公斤(4％)，硫酸钾40公斤(4％)，硫酸亚铁50公斤(5％)，硫酸铁40公斤(4％)，硫酸钙150公斤(15％)，葡萄糖酸钠3公斤(0.3％)，保水剂3公斤(0.3％)，水594公斤(59.4％)。(2)依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂的顺序进行溶解，每加入一种原料后搅拌不少于10min。且注意保证在加入硫酸钙前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完毕后将混合液搅拌均匀备用。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为65℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌48h后，得到透水混凝土粘结剂。实施例2本实施例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵30公斤(3％)，硫酸钠30公斤(3％)，氯化镁30公斤(3％)，硫酸钾30公斤(3％)，硫酸亚铁70公斤(7％)，硫酸铁30公斤(3％)，硫酸钙200公斤(20％)，葡萄糖酸钠3公斤(0.3％)，保水剂3公斤(0.3％)，水574公斤(57.4％)。(2)依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂的顺序进行溶解，每加入一种原料后搅拌10～50min。且注意保证在加入硫酸钙前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完毕后将混合液搅拌均匀备用。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为75℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌50h后，得到透水混凝土粘结剂。实施例3本实施例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵30公斤(3％)，硫酸钠30公斤(3％)，氯化镁30公斤(3％)，硫酸钾30公斤(3％)，硫酸亚铁60公斤(6％)，硫酸铁30公斤(3％)，硫酸钙200公斤(20％)，葡萄糖酸钠3公斤(0.3％)，保水剂3公斤(0.3％)，引气剂3公斤(0.3％)，水581公斤(58.1％)。(2)依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂的顺序进行溶解，每加入一种原料后搅拌～50min。且注意保证在加入硫酸钙前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完毕后将混合液搅拌均匀备用。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为80℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌55h后，得到透水混凝土粘结剂。实施例4本实施例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵10公斤(1％)，硫酸钠10公斤(1％)，氯化镁10公斤(1％)，硫酸钾10公斤(1％)，硫酸亚铁20公斤(2％)，硫酸铁10公斤(1％)，硫酸钙150公斤(15％)，葡萄糖酸钠0.5公斤(0.05％)，保水剂0.1公斤(0.01％)，水581公斤(77.94％)。(2)依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂的顺序进行溶解，每加入一种原料后搅拌～50min。且注意保证在加入硫酸钙前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完毕后将混合液搅拌均匀备用。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为60℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌40h后，得到透水混凝土粘结剂。实施例5本实施例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵40公斤(4％)，硫酸钠40公斤(4％)，氯化镁40公斤(4％)，硫酸钾40公斤(4％)，硫酸亚铁70公斤(7％)，硫酸铁40公斤(4％)，硫酸钙250公斤(25％)，葡萄糖酸钠3公斤(0.3％)，保水剂3公斤(0.3％)，水581公斤(47.4％)。(2)依照硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙、葡萄糖酸钠、保水剂的顺序进行溶解，每加入一种原料后搅拌～50min。且注意保证在加入硫酸钙前的每一次加料后均将混合液搅拌至溶液状态。加料完毕后将混合液搅拌均匀备用。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为85℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌60h后，得到透水混凝土粘结剂。对比例1本对比例提供的一种透水混凝土粘接剂，按以下方法制备得到：(1)按照重量百分比备取以下原料：硫酸铵40公斤(4％)，硫酸钠40公斤(4％)，氯化镁40公斤(4％)，硫酸钾40公斤(4％)，硫酸亚铁50公斤(5％)，硫酸铁40公斤(4％)，硫酸钙150公斤(15％)，葡萄糖酸钠3公斤(0.3％)，保水剂3公斤(0.3％)，水594公斤(59.4％)。(2)分别将硫酸铵、硫酸钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钙加水溶解后分别得到各原料液。在反应釜中加入水，加入上述各原料液，然后加入葡萄糖酸钠和保水剂得到混合液。(3)将步骤(2)中所得混合液搅拌均匀，添加到恒温水浴反应釜中，设定反应釜水浴温度为65℃，调整反应釜搅拌速度并开始对混合液进行连续保温搅拌。保温搅拌48h后，得到透水混凝土粘结剂。应用例参照cjj/t135-2209《透水水泥混凝土路面技术规程》的要求，对上述实施例的透水混凝土粘接剂用于透水混凝土的的性能进行检测。按5.5:1的配比将石料和水泥预先配置好，加入质量分数为1％的上述混凝土粘接剂得到测试样品，测试结果如表1所示：表1性能测试表检测项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1透水系数，mm/s3.13.52.92.72.81.6连续孔隙率/％333834353326弯折强度，mpa5.86.35.75.35.53.8综上所述，本发明实施例的透水混凝土粘结剂主要成分为无机物，毒性小，抗老化性能好；同时，该粘结剂含有大量金属离子，有助于充分电解水泥中的有效离子，加速水泥水化反应，形成网络状晶体结构，增强透水混凝土的强度。此外，该粘结剂具有良好的保水透水性，并且所涉及的制备工艺简单、周期短、成本低，适用于工业化生产。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。当前第1页12