一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂、其制备方法及应用。
背景技术
透水道路建设理念自上世纪80年代以来就已经进入我国。但是由于材料不足、人们不重视、施工设备落后、施工技术和维护保养不当，导致透水道路建设工作困难重重，一直没有普及。
自2012年以来，国家大力提倡海绵城市建设，其中透水道路工程是海绵城市建设的重要一环。目前，透水道路建设已经进入了高速发展的阶段，透水道路建设需要消耗大量的透水混凝土原材料，在现有透水道路建设中，已有的透水混凝土均采用传统的方法制备施工，常导致或混凝土强度不高，或是透水、蓄水能力不足，或是耐候性能不能满足要求，或是采用有机材料从而存在材质老化等问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种具有无机环保、高强快凝、与水泥等胶凝材料适应性好、可在低温下施工等性能的复合多功能透水混凝土增强剂、其制备方法及应用。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂，其原材料由硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠、氯化钙、氢氧化钙、水组成；
所述原材料的质量份数为：水500-540份、硝酸钙40-60份、亚硝酸钙8-12份、氯化亚铁15-25份、硝酸钠15-25份、磺酰胼类化混合物3-5份、β-萘磺酸钠甲醛混合物4-8份、尿素8-12份、葡萄糖酸钠8-12份、氯化钙300-400份、氢氧化钙1-3份。
作为优选，所述原材料的质量份数为：水518份、硝酸钙50份、亚硝酸钙10份、氯化亚铁20份、硝酸钠20份、磺酰胼类化混合物4份、β-萘磺酸钠甲醛混合物6份、尿素10份、葡萄糖酸钠10份、氯化钙350份、氢氧化钙2份。
作为优选，所述的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠、氯化钙、氢氧化钙均应为工业纯，有效成分含量不低于90％，不含有害杂质；水为饮用的自来水。
一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在反应釜中加入称量好的水；
(2)搅拌状态下按照顺序依次加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在1-3h，加入的同时温度控制在20-30℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在0.5-1h，加入的同时温度控制在35-40℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在0.5-1.5h，温度控制在35-40℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在1-1.5h，温度控制在15-25℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在0.5-1h，温度控制在15-25℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在0.5-1.5h，温度控制在25-35℃；
(3)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙颗粒，加入时间控制在5-11h，加入的同时温度控制在60-80℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(4)加入氢氧化钙，继续搅拌12-24h，使溶液自然降温至20-30℃，包装入库。
所述的无机环保复合多功能透水混凝土增强剂可用于透水路面混凝土、透水道路混凝土预制砖、新旧混凝土增强界面剂等。
与现有技术相比本发明的优点：无机环保复合多功能透水混凝土增强剂，可以有效降低混凝土拌合物的冰点，并且在水泥浆体中有效降低水的表面张力，使水泥颗粒高度地分散，能和水泥水化产物氢氧化钙产生二次化学反应，促进包裹在粗骨料周围的水泥凝胶体不断增长结晶和硬化，快速增强透水混凝土中水化硅酸钙凝胶强度，使透水混凝土抗压、抗折和耐磨系数增加30％左右。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。本发明的保护范围不限于下述的实施例。本领域技术人员对在本发明的启示下所做的任何等效改换均应落入本发明保护范围之内。
实施例1-4：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在2h,加入的同时温度控制在25℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在45min，加入的同时温度控制在38℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在1h,温度控制在38℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在75min，温度控制在20℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在45min，温度控制在20℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在1h，温度控制在30℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙，加入时间控制在8h，加入的同时温度控制在70℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌18小时让溶液自然降温至25℃后进行包装入库，至此得到无机环保复合多功能透水混凝土增强剂。
表格1：实施例1-4原材料配比(Kg)
表格1中所述的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠、氯化钙、氢氧化钙均应为工业纯，有效成分含量不低于90％，不含有害杂质；水为普通自来水。
实施例5：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中的实施例1的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在1h,加入的同时温度控制在25℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在0.5h，加入的同时温度控制在38℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在0.5h,温度控制在38℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在1h，温度控制在20℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在0.5h，温度控制在20℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在0.5h，温度控制在30℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙颗粒，加入时间控制在5h，加入的同时温度控制在70℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌12h让溶液自然降温至20-30℃后进行包装入库，至此得到无机环保复合多功能透水混凝土增强剂。
实施例6：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中实施例1的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在3h,加入的同时温度控制在25℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在1h，加入的同时温度控制在38℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在1.5h,温度控制在38℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在1.5h，温度控制在20℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在1h，温度控制在20℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在1.5h，温度控制在30℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙颗粒，加入时间控制在11h，加入的同时温度控制在70℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌24h，使溶液自然降温至25℃，包装入库。
实施例7：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中实施例1的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的葡萄糖酸钠、尿素、β-萘磺酸钠甲醛混合物、磺酰胼类化混合物、硝酸钠、氯化亚铁、亚硝酸钙、硝酸钙；具体为：
第一步：加入葡萄糖酸钠、尿素，使其充分溶解，加入时间控制在1h，温度控制在30℃；
第二步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与葡萄糖酸钠、尿素溶液充分反应，时间控制在45min，温度控制在20℃；
第三步：再加入硝酸钠颗粒，使其与葡萄糖酸钠、尿素、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，加入时间控制在75min，温度控制在20℃；
第四步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与葡萄糖酸钠、尿素、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、硝酸钠混合液充分反应，加入时间控制在1h,温度控制在38℃；
第五步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与葡萄糖酸钠、尿素、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、硝酸钠、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在45min，加入的同时温度控制在38℃；
第六步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其与葡萄糖酸钠、尿素、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、硝酸钠、氯化亚铁、亚硝酸钙混合溶液充分反应，加入时间控制在2h，加入的同时温度控制在25℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙，加入时间控制在8h，加入的同时温度控制在70℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌18小时让溶液自然降温至25℃后进行包装入库，至此得到无机环保复合多功能透水混凝土增强剂。
实施例8：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中的实施例1的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在2h，加入的同时温度控制在20℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在45min，加入的同时温度控制在35℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在1h，温度控制在35℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在75min，温度控制在15℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在45min，温度控制在15℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在1h，温度控制在25℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙颗粒，加入时间控制在8h，加入的同时温度控制在60℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌18h，使溶液自然降温至20℃，包装入库。
实施例9：一种无机环保复合多功能透水混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表格1中的实施例1的原料配比备取原材料；
(2)在特殊防腐材料制成的反应釜内加入水；
(3)按照顺序分别加入已经称量好的硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物、尿素、葡萄糖酸钠；具体为：具体为：
第一步：缓慢加入硝酸钙颗粒，使其充分溶解，加入时间控制在2h，加入的同时温度控制在30℃；
第二步：再加入亚硝酸钙颗粒，使其与硝酸钙溶液充分反应，加入时间控制在45min，加入的同时温度控制在40℃；
第三步：再加入氯化亚铁颗粒，使其与硝酸钙和亚硝酸钙混合液充分反应，加入时间控制在1h，温度控制在40℃；
第四步：再加入硝酸钠颗粒，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁溶液充分反应，加入时间控制在75min，温度控制在25℃；
第五步：再同时加入磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠溶液充分反应，时间控制在45min，温度控制在25℃；
第六步：再同时加入尿素、葡萄糖酸钠，使其与硝酸钙、亚硝酸钙、氯化亚铁、硝酸钠、磺酰胼类化混合物、β-萘磺酸钠甲醛混合物溶液充分反应，时间控制在1h，温度控制在35℃；
(4)待上列步骤完成后缓慢加入氯化钙颗粒，加入时间控制在8h，加入的同时温度控制在80℃，使其它原料能充分反应达到最佳状态；
(5)加入氢氧化钙，继续搅拌18h，使溶液自然降温至30℃，包装入库。
上述实施例1-9得到的无机环保复合多功能透水混凝土增强剂优选应用于透水路面混凝土、透水道路混凝土预制砖、新旧混凝土增强界面剂等。
上述实施例1-9得到的无机环保复合多功能透水混凝土增强剂对C30普通混凝土加入前后性能对比试验结果，如表格2所示。
表格2：C30普通混凝土添加增强剂前后性能对比(Kg/m3)
*表格2中实施例1为增强剂采用实施例1得到的无机环保复合多功能透水混凝土增强剂。
