[发明专利]一种硅烷偶联剂改性辉绿岩透水混凝土

说明书

本发明提供一种硅烷偶联剂改性辉绿岩透水混凝土的制备方法，包括：以硅烷偶联剂改性的辉绿岩为集料、与水泥及减水剂混合均匀，成型、脱模，即得。SCA改性后辉绿岩集料使得透水混凝土的力学性能明显改善，透水性能有一定下降。集料粒径越小，SCA改性集料透水混凝土试件强度增加的幅度越大，改性效果越好；粒径越大，SCA改性集料试件的孔隙率越高，透水系数越大。综合考虑工程实际经济性和生态效益最大化的要求，预处理采用浓度1％的SCA溶液较为合适。

技术领域

本发明属于透水混凝土制备领域，特别涉及硅烷偶联剂改性辉绿岩集料对透水混凝土性能的影响。

背景技术

透水混凝土又称多孔混凝土，是采用粗集料、水泥、水、掺合料和外加剂等材料拌合而成的一种多孔隙的蜂窝状轻质混凝土，主要通过胶凝材料在表面的包覆实现粗集料颗粒之间的相互黏结而形成孔洞均匀分布结构。作为一种生态型多功能透水铺装材料，透水混凝土具有良好的透水透气性，同时其独特的多孔结构还可以减少道路环境噪声。透水混凝土的组成集料粒径相对较大，胶结材料用量少且界面胶结点少、集料胶凝层过渡区较为薄弱，导致透水混凝土的强度低，限制了其大规模的应用。因此，提高透水混凝土的强度成为关键。透水混凝土凝结硬化后的强度一方面主要来源于集料之间的相互嵌锁作用，另一方面来源于集料和胶凝材料间的界面结合强度。

硅烷偶联剂是应用在混凝土改性方面的一种新型表面处理有机材料，其所含的烷氧基(RSiX₃)可与集料及胶凝材料中的二氧化硅、氧化铝及硅酸盐以化学键结合，能通过分子桥化学键接的方式，明显提高胶结界面的强度和耐老化性能，改善混凝土材料的力学性能和耐久性。陈明杰和李磊研究表明硅烷偶联剂是一种具有优良防水性能的建筑涂料。刘建祥，阎慧群等人研究发现硅烷偶联剂可以与混凝土发生化学反应，从而提高早期混凝土的防水性能和抗氯离子渗透性能。但是还未见有关硅烷偶联剂改性预处理集料对透水混凝土性能的研究。

另一方面，人造岗石，又称合成石、再造石、工程石。它是以天然大理石碎料、岗石白泥为主要原材料，加入有机树脂为胶结剂，经真空搅拌、高压震荡成型，经过室温固化等工序而制成的合成石，再经过切割成为建材石板，广泛引用于建筑装修行业。广西贺州市目前有30多家人造岗石生产企业，产量居我国前列，人造岗石板材约3000余万平方米，边角料、废水循环沉淀池废渣等固体废弃物产量每年达数十吨。目前，我国科研人员虽然已在很多方面对人造岗石固体废弃物白泥的利用进行了研究。但由于为使岗石最终产品纹理色泽多样性，岗石生产过程中通常加入一些如镜玻、白玻、石英砂等配料，再与聚酯树脂(固化剂、促进剂、偶联剂等按一定比例混合制成的粘合剂)充分搅拌混合均匀后真空高温加压成型固化。固体废弃物白泥中的不饱和聚酯树脂、残碱及铁、钾、镁等可溶性盐及杂质含量较多，这些利用方法都有各自的局限性，在其综合利用研究与开发中面临许多问题没有得到解决。因此，目前绝大多数企业仍是将人造岗石固体废弃物白泥统一收集清运至堆放场或围坝堆放，人造岗石生产中产生的边角废料可用于铺路或租用附近的废坑进行填埋项目，占用了大量土地并造成严重的环境污染,长期以来是当地政府环保中的一大难题。如何加快固体废弃物白泥的综合利用成为我国人造岗石工业中非常突出的问题。

《硅烷偶联剂用于酸性集料改性方法及路用性能研究》利用硅烷偶联剂对花岗岩集料进行改性并研究了改性后集料的路用性能，研究结果表明：添加硅烷偶联剂的花岗岩集料与沥青粘附性明显增强，水稳定性显著提高，此外，对沥青混合料的高温性能、抗老化性能、力学性能等也都有不同程度的改善。但对将该类硅烷偶联剂改性集料用于制备水泥基透水混凝土的问题未有涉及。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种硅烷偶联剂改性辉绿岩透水混凝土的制备方法。配制几种不同浓度的硅烷偶联剂溶液对不同粒径辉绿岩集料颗粒表面改性预处理，研究硅烷偶联剂预处理对上述集料透水混凝土力学强度与透水性能的影响。有效改善了辉绿岩透水混凝土集料和胶结料的界面结合区域的粘结特性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：