一種吸水保水材料改性劑及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種吸水保水材料改性劑及其應用。所公開的吸水保水材料改性劑是由水泥、海泡石粉、吸水性樹脂、硅灰和減水劑組成。該吸水保水材料改性劑可用于提高吸水保水材料的吸水性能和抗折強度，從而有效地改善保水式路面的吸水性和抗折性。
【專利說明】一種吸水保水材料改性劑及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種路面材料，特別涉及一種吸水保水材料改性劑及其應用。
【背景技術】
[0002]城市浙青路面熱容小而吸熱快，在太陽輻射相同的條件下，升溫迅速。例如，在夏季，當樹冠或草坪溫度達到30°C的時候，水泥路面的溫度可以達到57°C，浙青路面的溫度則可以達到63°C，有時甚至接近70°C。這些路面鋪裝在城市中成了巨大熱源，烘烤周圍大氣環境，造成環境氣溫升高，導致城區溫度高于周邊地區:TC左右，局部地區的氣溫有時甚至比郊區高出6°C以上，加劇了城市熱島效應。城市熱島效應帶來的不利影響包括增加了居民降溫能耗、氣體污染物質和溫室氣體的釋放量，劣化了人居環境的舒適度，損壞了居民的身體健康。此外，浙青路面吸收熱量后，溫度升高，浙青由粘彈性體向粘性體過渡，浙青混合料的抗剪能力下降。在渠化交通的作用下，加速了車轍、擁包、泛油等路面病害的生成和發展。
[0003]鋪筑保水式路面是緩解城市熱島效應的一種有效方法。文獻I (孫高峰.保水性浙青混合料材料組成設計及路用性能研究[D].西安:長安大學碩士學位論文，2009，6.)公開了保水性浙青混合料材料組成設計及路用性能研究，具體公開的一種保水式路面材料，該保水式路面材料是以空隙率為20%的多孔浙青混合料為母體材料，在空隙中灌注吸水保水材料。這種吸水保水材料以乳漿狀灌注于多孔浙青混合料中，經養生硬化后具有一定的強度，且具有吸水和保水功能。所公開的吸水保水材料是由礦渣微粉、粉煤灰、消石灰和水為主要原料，具體組分見表1。
[0004]表1吸水保水材料組成及原材料性狀(文獻2，P59,表3.18)`[0005]
材料組成組成比例_原材料性狀_.,,.,^.礦遙平均粒徑應在75μιη以下，比表面積應在400kg/m2
高爐爐渣粉未 90%
以卜.，礦渣為堿性礦渣。
粉體--
-一粉煤灰細度應在75μηι以下，粉煤灰等級宜為I級粉煤
粉煤灰10%^
_____Mo_
消石灰〔占粉體質量的-工，μ入I
,, , 15%-20%消石灰應為一級消石灰，拌合中，液相的PH>ilg分比)__
水(占粉體質量的百分, nr,-
60%-80% 為平常的自來水即可比)___
[0006]這種吸水保水材料因存在以下問題，限制了其推廣使用。
[0007](I)材料吸水能力不足，不利于路面溫度的持續降低；
[0008](2)材料的抗折強度偏低，影響了整體路面材料的強度。
【發明內容】
[0009]針對現有技術存在的問題，本發明的目的之一在于提供一種吸水保水材料改性劑，用以提高吸水保水材料的吸水能力和抗折強度。
[0010]為此，本發明提供的吸水保水材料改性劑是由以下原料配比組成:
[0011]水泥:I質量份；
[0012]海泡石粉:0.4~0.6質量份；
[0013]吸水性樹脂:0.I~0.2質量份；
[0014]硅灰:0.2~0.3質量份；
[0015]減水劑:0.06~0.1質量份。
[0016]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，且普通硅酸鹽水泥強度等級為42.5R或52.5R。
[0017]所述的海泡石粉平均粒徑為0.075mm~0.1mm。
[0018]所述的硅灰平均粒徑為0.1~0.3 μ m。
[0019]所述吸水性樹脂為丙烯酸樹脂，且吸水性樹脂吸水倍率大于800倍，75 μ m標準篩通過率大于85%。
[0020]所述的減水劑為聚羧酸系減水劑。
`[0021]本發明另一目的在于提供利用上述改性劑用以提高吸水保水材料吸水性能和抗折強度的應用。
[0022]所述吸水保水材料的組分包括礦渣粉、消石灰和粉煤灰，所述改性劑在吸水保水材料的添加質量為礦渣粉和消石灰質量和的12%。
[0023]所述改性劑與吸水保水材料中各組分的混合方法為:首先將礦渣粉、粉煤灰、消石灰、水泥、海泡石粉、娃灰拌和均勻，而后加入吸水性樹脂，拌和均勻后加入水，繼續拌和均勻后加入減水劑，再拌和均勻得乳漿材料。該摻拌順序有利于各組分均勻分散，且為拌和所得的乳漿材料提供良好的流動性和施工和易性。
[0024]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0025](I)改性劑中適量的的水泥可增強乳漿(經養生硬化后)的強度。
[0026](2)摻加適量的海泡石粉可增強乳漿(經養生硬化后)吸水與保水能力和材料的抵抗變形的能力。
[0027](3)改性劑中的吸水性樹脂可增強乳漿(經養生硬化后)吸水與保水能力；乳漿(經7天養生硬化后)的吸水率能夠達到50% (體積比)，同時，摻加吸水性樹脂可改善材料的抗裂性能，為養生期及后期材料強度的形成和增長提供了保障。
[0028](4)適量硅灰能夠顯著提高乳漿(硬化后)的早期和后期強度。
[0029](5)適量減水劑可提高乳漿的流動性和施工和易性，使得在不增加用水量的前提下，能夠將乳漿順利灌注進多孔浙青混合料的空隙中；在保證乳漿相同的流動性狀態時，摻加減水劑相對而言減小了水的用量，因此提高了乳漿(硬化后)的強度。
【具體實施方式】
[0030]本發明中的礦渣微粉來源于高爐煉鐵的爐渣經研磨后得到的粉末狀物質。其主要成分由氧化鈣、氧化鎂、氧化硅和氧化鋁組成，共占總量的95%以上。
[0031]本發明中的硅灰指的是在冶煉硅鐵和工業硅時，通過煙道排出的硅蒸汽氧化后，收集得到的主要成分為二氧化硅的灰色或灰白色粉末。
[0032]本發明中的海泡石粉是一種富鎂粘土礦物經磨細得到的粉末。
[0033]利用本發明的改性劑進行保水式浙青路面的施工過程如下:
[0034]( I)鋪筑多孔浙青混合料路面，空隙率為20%_30% ；
[0035](2)于多孔浙青混合料中灌注乳漿材料；
[0036](3)經養生7天后得到具有吸水保水功能的保水式浙青路面。
[0037]采用多孔浙青混合料作為路面母體材料，多孔浙青混合料路面鋪筑施工完成后，溫度降低至30°C -40°C左右時，在路面的空隙中灌注乳漿，由于摻加了減水劑，這種材料施工時具有適宜的流動度，容易實現灌注施工，施工完成后，經過7天養生，乳漿硬化后成具有一定的強度，且具有吸水和保水的功能。填充于多孔浙青混合料中，也提高了母體材料一多孔浙青混合料的整體強度和性能。通過降雨或人工灑水，保水式浙青路面充分吸收水分，當溫度較高時，通過路面材料所吸收的水分蒸發來實現降低路面和路表溫度的目的。例如，夏季氣溫為30°C~40°C時，與普通浙青路面材料相比，這種保水式浙青路面能夠降低路面溫度10~16°C，顯著提高道路周圍的舒適度。在多孔浙青混合料中填充的乳漿材料，經養生硬化后具有較高抗折強度，除了增加了路面在高溫天氣時的道路的自動降溫功能，還提高了路面材料整體的路用性能，特別是高溫抗車轍能力，抗折強度和模量。
[0038]以下給出本發明的具體優選實施例，用于進一步說明本發明。這些實施例僅用于本領域技術人員充分的理解本發明，而不是用來限制本發明的范圍。凡是在本發明技術方案之上進行的等同變換或者替換均屬于本發明要求保護的權利范圍之內。
[0039]實施例:`[0040]該實施例中所用原料為:
[0041]礦渣微粉:陜西龍城鋼鐵廠產礦渣微粉，平均粒徑為75 μ m，比表面積為409m2/kg，其化學成分分析如表2所示:
[0042]表2
[0043]
化學成分jsio；:； IAlaO, |CaO |MnO IMgO ITiOa INaaO
質量百分比含量％ |30.7 116.1 |38.7 |θ.96 \&.89 |l.32 |θ.46
[0044]粉煤灰:陜西韓城二電廠產粉煤灰，粉煤灰的各項檢測參數見表3:
[0045]表3
[0046]
￥驗項目I標準要求I實測值
細度(0.045mm 方孔篩)(％)^ 45 27_
燒失量(％)~15 0.4
SO, (%)~ ^ 3 0.3
SiOa (%)— 62.3
AlA (%)— 21.3
28天抗壓強度比(％)62 丨79 —
[0047]消石灰:西安藍翔化工有限公司產消石灰，為I級消石灰，性能指標滿足《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000)的相關技術要求。主要技術指標如表4所示。
[0048]表 4
[0049]
【權利要求】
1.一種吸水保水材料改性劑，其特征在于，該吸水保水材料改性劑是由以下原料配比組成: 水泥:1質量份； 海泡石粉:0.4~0.6質量份； 吸水性樹脂:0.1~0.2質量份； 娃灰:0.2~0.3質量份； 減水劑:0.06~0.1質量份。
2.如權利要求1所述的吸水保水材料改性劑，其特征在于，所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，且普通硅酸鹽水泥強度等級為42.5R或52.5R。
3.如權利要求1所述的吸水保水材料改性劑，其特征在于，所述的海泡石粉平均粒徑為 0.075mm ~0.1mm。
4.如權利要求1所述的吸水保水材料改性劑，其特征在于，所述的硅灰平均粒徑為0.1 ~0.3 μ m0
5.如權利要求1所述的吸水保水材料改性劑，其特征在于，所述吸水性樹脂為丙烯酸樹脂，且吸水性樹脂吸水倍率大于800倍，75 μ m標準篩通過率大于85%。
6.如權利要求1所述的吸水保水材料改性劑，其特征在于，所述的減水劑為聚羧酸系減水劑。
7.利用權利要求1至6任 一權利要求所述的吸水保水材料改性劑用以提高吸水保水材料吸水性能和抗折強度的應用。
8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述吸水保水材料的組分包括礦渣粉、消石灰和粉煤灰，所述吸水保水材料改性劑在吸水保水材料的添加量為礦渣粉與消石灰質量和的 12%。
9.如權利要求8所述的應用，其特征在于，所述改性劑與吸水保水材料中各組分的混和方法為:首先將礦渣粉、粉煤灰、消石灰、水泥、海泡石粉、硅灰拌和均勻，而后加入吸水性樹脂，拌和均勻后加入水，繼續拌和均勻后加入減水劑，再拌和均勻得乳漿材料。
【文檔編號】C04B24/28GK103482925SQ201310370755
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】蔣瑋, 沙愛民, 肖晶晶, 王振軍, 胡力群, 趙昕, 孫高峰, 張冬梅 申請人:長安大學