專利名稱：一種高性能混凝土露石劑及其制備和施用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土表面露石和露石水泥混凝土路面的施工與制備，具體涉及一種高性能混凝土露石劑及其制備和施用方法，屬于水泥混凝土建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
露石水泥混凝土路面是一種將粗集料顆粒部分裸露于表面的水泥混凝土路面形式，與傳統(tǒng)的水泥混凝土路面相比，具有了更豐富的表面微觀構(gòu)造和宏觀深度。由英國、t匕利時(shí)、丹麥等于20世紀(jì)80年代末90年代初研究和應(yīng)用，并于1976由丹麥率先鋪筑露石水泥混凝土路面試驗(yàn)段，1992年奧地利公開了一種低噪音水泥混凝土路面鋪筑方法，該路面主要采用了一種新型的路面外露集料表面。接著比利時(shí)、英國等在高速路上建設(shè)露石水泥混凝土路面試驗(yàn)段。大量研究表明，露石路面比刻糟路面的抗滑性能好且維持時(shí)間長，降噪功能明顯，因此逐漸在西歐得到應(yīng)用。德國、法國、比利時(shí)等發(fā)達(dá)國家對(duì)該混凝土路面的研究和發(fā)展處于世界前列，并且其他很多國家都積極開展露石水泥混凝土的研發(fā)和推廣工作。國際道路會(huì)議常設(shè)委員會(huì)(Permanent International Association Of RoadCongresses)用未來20-30年道路路面特性的發(fā)展眼光去研究路面,把露石水泥混凝土路路面作為其中一個(gè)重要目標(biāo)。因此，露石水泥混凝土路面無疑是今后路面發(fā)展的重要方向之一?，F(xiàn)有的研究表明，露石水泥混凝土既保持普通水泥混凝土路面強(qiáng)度高、使用壽命長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，也具有抗滑、耐磨、降噪、夏季不炫目、排水能力強(qiáng)等特點(diǎn)，相比于浙青混凝土路面耐久性好，可以節(jié)省大量日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，具有廣泛的應(yīng)用推廣前景。露石劑主要用于露石混凝土制備過程，在面層水泥混凝土抹面成型后，需要在表面噴灑露石劑并養(yǎng)生，期間通過露石劑的作用對(duì)水泥混凝土表面層進(jìn)行化學(xué)處理，延緩表層水泥砂漿的凝結(jié)，但不影響主體混凝土的正常凝結(jié)硬化。當(dāng)主體達(dá)到一定強(qiáng)度后對(duì)其表面進(jìn)行刷除處理，進(jìn)而得到露石水泥混凝土路面，也稱為低噪聲水泥混凝土路面，其中從成型到表面刷除處理的時(shí)間間隔為露石時(shí)間，表面粗集料裸露深度為露石深度，一定面積的路表面凹凸不平的開 口孔隙的平均深度為構(gòu)造深度，單位面積刷除的砂漿質(zhì)量為砂漿刷除量，可以通過砂漿刷除量和構(gòu)造深度反應(yīng)混凝土的露石深度。目前國內(nèi)露石混凝土的專利主要有:重慶交通大學(xué)2008年公開了一種曲面擬合法確定露石混凝土表面構(gòu)造深度的方法(專利申請(qǐng)?zhí)?200810070365.6)。該方法將數(shù)字圖像技術(shù)用于露石水泥混凝土表面結(jié)構(gòu)深度的測量技術(shù)中，使露石水泥混凝土表面構(gòu)造的測量變得簡單和方便。長安大學(xué)發(fā)明了一種路面紋理和露石深度測定儀(申請(qǐng)?zhí)?200620078496.5)，主要用于快速測定露石深度。專利(專利申請(qǐng)?zhí)?20102010195.5)公開了一種具有表面露石的透水混凝土地坪的制備方法，國內(nèi)露石水泥混凝土的專利很少，大多局限于測試露石深度等，基本沒有關(guān)于露石劑的相關(guān)專利。國外Aoyama等公開了一種制備露石水泥混凝土的方法(美國專利號(hào):4205040), PonaldD.Shaw也發(fā)明一種制備露石水泥混凝土路面的方法(美國令利號(hào):4748788)，兩種方法類似，那是將露石劑簡單的描繪為某種水泥緩凝劑，并且需要覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)。由于水泥緩凝劑種類繁多、狀態(tài)各異，同時(shí)受溫度、水泥品種等影響較大，因此不具有適用性和推廣性。Lonnie G.Fox發(fā)明了一種去除硬化混凝土表面砂漿制備露石型水泥混凝土的機(jī)械裝置(美國專利號(hào):4360333)，該方法能耗大、成本高，不適宜大規(guī)模施工。露石劑作為制備露石混凝土的重要原料，露石劑的成分及施工方法是制備露石混凝土的關(guān)鍵，由于現(xiàn)場施工中存在溫度變化、濕度變化等影響露石劑的適用性，為得到最佳滲透深度和最佳的露石效果，制備高效、高滲透、噴灑易控的露石劑是必要的。目前露石劑主要有粉狀露石劑和液態(tài)露石劑，其中粉狀露石劑因難以撒布均勻，因而較少使用。文獻(xiàn)《露石水泥混凝土路面研究》使用了一種HS液態(tài)露石劑，同樣《露石混凝土橋面板應(yīng)用及層間抗剪切性能研究》中也使用了 HS液態(tài)露石劑，并簡單列出固體含量、細(xì)度、粘度、密度等技術(shù)指標(biāo)，但是存在固含量高，需要覆膜養(yǎng)護(hù)，施工工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。在國內(nèi)的文獻(xiàn)《低噪聲水泥路面的應(yīng)用前景展望》只是簡單噴灑緩凝劑(L5X糖溶液)，文獻(xiàn)《介紹一種新型的水泥混凝土路面》中提到直接用1.5%的糖溶液進(jìn)行露石處理，由于成分的不穩(wěn)定性，用量偏大，露石效果不盡理想。其他國內(nèi)外文獻(xiàn)資料很多使用單一緩凝劑做混凝土露石劑，存在滲透效果不好、露石時(shí)間不穩(wěn)定、噴灑效果不好等問題。綜上所述，大量的文獻(xiàn)和專利調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外研究主要集中于露石混凝土的制備工藝、表征手段、力學(xué)性和耐久性等，對(duì)組分穩(wěn)定、高滲透性、露石時(shí)間可控的高效露石劑的專利及報(bào)道較少，文獻(xiàn)中所述的單一組分的露石劑或緩凝劑對(duì)表層砂漿的緩凝效果易受用量、溫度、水泥品種等影響，作用深度有限，且露石混凝土制備過程需要覆膜養(yǎng)生，施工工藝復(fù)雜。傳統(tǒng)的露石混凝土施工工藝為:I)鋪筑面層水泥混凝土 ； 2)噴灑露石劑；3)覆蓋聚乙烯薄膜養(yǎng)生；4)刷除表面砂漿；助再養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明針對(duì)露石混凝土路面施工中存在需要覆膜養(yǎng)護(hù)和混凝土表面水分易蒸發(fā)的問題。復(fù)合多種延緩水泥砂漿凝結(jié)的組分，并配合多種助劑制備得到一種高性能混凝土露石劑，簡化了露石水泥混凝土的施工工藝，噴灑本發(fā)明露石劑后，經(jīng)過一段時(shí)間靜置，可以直接刷除表面砂漿，且具有用量少，粘度低、滲透深度大，露石效果好，表面強(qiáng)度高，免覆膜養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在提供一種高性能混凝土露石劑及其制備和施用方法。本發(fā)明目的采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):本發(fā)明的高性能混凝土露石劑包括A組分和B組分，其中A組分主要起表面滲透和表層砂漿緩凝的作用，B組分可以與露石混凝土表面發(fā)生反應(yīng)堵塞孔隙，阻止混凝土水分的蒸發(fā)，起到養(yǎng)護(hù)的作用，可免除傳統(tǒng)露石混凝土制備過程中覆膜養(yǎng)護(hù)過程。本發(fā)明露石劑A組分包括水、助劑、顏料、羥基羧酸鹽、有機(jī)膦及氟硅酸鹽，關(guān)鍵在于其助劑包括，穩(wěn)定劑，滲透劑，表面活性劑，顏料；B組分包括水、工業(yè)水玻璃、氫氧化鈉、助劑等，其關(guān)鍵在于運(yùn)用工業(yè)級(jí)水玻璃溶液，所述的助劑主要有作為改性劑的聚丙烯酰胺。本發(fā)明的一種高性能混凝土露石劑包括A組分和B組分，二組分配合使用，其中A組分按下述質(zhì)量百分組成制成:30%-90%水，5%-30%羥基羧酸鹽，1%_10%有機(jī)膦，1%_7%氟硅酸鹽，0.5%-3%滲透劑，0.1%-2%穩(wěn)定劑，0.1%-1%表面活性劑，0.2%-1.5%顏料，經(jīng)分步混合攪拌而成，其總固含量為10wt%-30wt % ;所述B組分質(zhì)量百分組成為:30%-60%水，30%_50%工業(yè)水玻璃，1%-6%氫氧化鈉，0.01%-0.5%改性劑。其中，所述的羥基羧酸鹽選自檸檬酸鈉、蘋果酸鈉、葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉或酒石酸鉀；所述的有機(jī)膦為膦丁烷三羧酸或者乙二胺四甲叉膦酸鈉；所述的氟硅酸鹽為氟硅酸鈉或氟硅酸鎂；所述的滲透劑為尿素；所述的穩(wěn)定劑選自聚丙烯酰胺、甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉中的一種，或者它們中兩種的混合物；所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鹽；所述的顏料為酞菁顏料；所述的改性劑為聚丙烯酰胺。所述的A組分的制備是按所述的質(zhì)量百分組成，將水加熱到40°C，然后依次加入羥基羧酸鹽，有機(jī)磷，氟硅酸鹽，滲透劑，表面活性劑，顏料，混合攪拌溶解，靜置2h冷卻至室溫，加入穩(wěn)定劑調(diào)節(jié)粘度，制備得到A組分。本發(fā)明的一種高性能混凝土露石劑的施用方法，其中所述的A組分使用時(shí)，按露石劑A組分:水為1:5-25的質(zhì)量比例稀釋攪拌后使用，使用量為100-400g/m2，20°C恩式粘度為20-60s，pH值為8-11，顏色為藍(lán)色，通過噴灑時(shí)表面顏色深淺判斷露石劑A組分的噴灑量；所述的B組分使用量為100-500g/m2，20°C恩式粘度為20_60s，pH值為9_12。本發(fā)明的高性能混凝土露石劑的施用方法為，混凝土成型抹面之后，靜置30-90min到表面無明顯水分殘留，將稀釋后得到的露石劑A組分利用噴霧裝置噴灑混凝土表面，等待5-20min，將露石劑B組分均勻噴灑在混凝土表面，養(yǎng)護(hù)12-72小時(shí)后使用自來水沖刷的方式對(duì)其表面砂漿進(jìn)行刷除處理。將該露石劑的A、B組分配合使用，制備露石混凝土?xí)r，混凝土板的保水奉達(dá)80%以上，無需覆膜養(yǎng)護(hù)，露石深度為0.7-3mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明露石劑具有露石和養(yǎng)護(hù)雙重作用，將該露石劑的A組分和B組分配合使用，露石混凝土的保水率高，養(yǎng)護(hù)效果好， 可以免除傳統(tǒng)露石混凝土制備過程中覆膜養(yǎng)護(hù)過程，提高施工效率，降低施工成本。本發(fā)明的露石劑能與水泥混凝土起到良好的緩凝作用，露石混凝土露石時(shí)間范圍大，可達(dá)12 — 70小時(shí)，不影響露石混凝土強(qiáng)度，露石深度易控(0.7-3_)，表面砂漿去除后底層混凝土己硬化且強(qiáng)度高。復(fù)合多種緩凝組分和助劑，不同的緩凝組分作用于不同水化時(shí)間，受溫度、水泥品種等影響較小，具有高滲透性，無毒無味、儲(chǔ)存時(shí)間長、無污染、用量少、露石深度平整、均勻的特點(diǎn)。利用該露石劑制備的露石混凝土表面刷除方式可采用人工沖洗、機(jī)械沖洗等多種沖洗方式。露石劑加入顏料后可以根據(jù)噴灑后的顏色深淺判斷露石劑的噴灑量。


圖1實(shí)施例1制備高性能混凝土露石劑露石效果照片；圖2實(shí)施例1制備的露石混凝土露石深度測試照片；圖3露石劑A組分噴灑量對(duì)砂衆(zhòng)刷除量的影響曲線；圖4露石劑A組分噴灑量對(duì)構(gòu)造深度的影響曲線；圖5不同刷除時(shí)間的構(gòu)造深度；圖6不同刷除時(shí)間的砂漿刷除量。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:實(shí)施例1采用華新P.0.42.5硅酸鹽水泥，粒徑分布為4.75_15mm碎石，細(xì)度模數(shù)為2.3的巴河黃砂制備水泥混凝土，配合比如表I所示。 表I露石混凝土配合比
權(quán)利要求
1.一種高性能混凝土露石劑，其特征在于:所述的露石劑包括A組分和B組分，二組分配合使用，其中A組分按下述質(zhì)量百分組成制成:30%-90%水，5%-30%羥基羧酸鹽，1%-10%有機(jī)膦，1%-7%氟硅酸鹽，0.5%-3%滲透劑，0.1%-2%穩(wěn)定劑，0.1%_1%表面活性劑，0.2%-1.5%顏料，經(jīng)分步混合攪拌而成，其總固含量為10wt%-30wt%;所述B組分質(zhì)量百分組成為:30%-60%水，30%-50%工業(yè)水玻璃，1%-6%氫氧化鈉，0.01%-0.5%改性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能混凝土露石劑，其特征在于:所述的羥基羧酸鹽選自檸檬酸鈉、蘋果酸鈉、葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉或酒石酸鉀；所述的有機(jī)膦為膦丁烷三羧酸或者乙二胺四甲叉膦酸鈉；所述的氟硅酸鹽為氟硅酸鈉或氟硅酸鎂；所述的滲透劑為尿素；所述的穩(wěn)定劑選自聚丙烯酰胺、甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉中的一種，或者它們中兩種的混合物；所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鹽；所述的顏料為酞菁顏料；所述的改性劑為聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能混凝土露石劑，其特征在于:A組分的制備足按所述的質(zhì)量百分組成，將水加熱到40°C，然后依次加入羥基羧酸鹽，有機(jī)磷，氟硅酸鹽，滲透劑，表面活性劑，顏料，混合攪拌溶解，靜置2h冷卻至室溫，加入穩(wěn)定劑調(diào)節(jié)粘度，制備得到A組分。
4.權(quán)利要求1所述的一種高性能混凝土露石劑的施用方法，其中所述的A組分使用時(shí)，按露石劑A組分:水為1:5-25的質(zhì)量比例稀釋攪拌后使用，使用量為100-400g/m2，20°C恩式粘度為20-60s，pH值為8-11，顏色為藍(lán)色，通過噴灑時(shí)表面顏色深淺判斷露石劑A組分的噴灑量；所述的B組分使用量為100-500g/m2，20°C恩式粘度為20_60s，pH值為9_12。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高性能混凝土露石劑的施用萬法，其特征在于:所述的施用方法為，混凝土成型抹面之后，靜置30-90min到表面無明顯水分殘留，將稀釋后得到的露石劑A組分利用噴霧裝置噴灑混凝土表面，等待5-20min，將露石劑B組分均勻噴灑在混凝土表面，養(yǎng)護(hù)12-72·小時(shí)后使用自來水沖刷的方式對(duì)其表面砂漿進(jìn)行刷除處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種高性能混凝土露石劑的施用方法，其特征在于:將該露石劑的A組分和B組分配合使用，制備露石混凝土?xí)r，混凝土板的保水率達(dá)80%以上，無需覆膜養(yǎng)護(hù)，露石深度為0.7-3_。
全文摘要
一種高性能混凝土露石劑及其制備和施用方法，露石劑包括A組分和B組分，A組分由水，羥基羧酸鹽，有機(jī)膦，氟硅酸鹽，滲透劑，穩(wěn)定劑，表面活性劑及顏料，經(jīng)分步混合攪拌而成，其總固含量lOwt%-3Owt％;B組分由水、工業(yè)水玻璃、氫氧化鈉和改性劑組成。施用方法是在混凝土成型抹面之后，放置到表面無明顯水分殘留，將A組分噴灑混凝土表面，等待5-2Omin，將B組分噴灑在混凝土表面，養(yǎng)護(hù)12-72小時(shí)后，使用自來水沖刷表面砂漿進(jìn)行刷除處理。本露石劑具有露石和養(yǎng)護(hù)雙重作用，不需覆膜養(yǎng)護(hù)過程，提高了施工效率，降低施工成本。該露石劑的露石效果穩(wěn)定，露石時(shí)間可調(diào)整，具有用量少，露石深度易控、露石深度平整和均勻特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B28/26GK103232218SQ201310173938
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者陳偉, 申培亮 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)