一种对混凝土表面超疏水处理的方法技术

本发明专利技术涉及一种对混凝土表面超疏水处理的方法。本发明专利技术通过将混凝土表面打磨，采用异丙醇溶液清洗制备出混凝土表面粗糙度增加与涂层的附着力；以甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷为单体，BPO为引发剂制备疏水树脂，并以十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷物理改性硅烷树脂增强其疏水性；以纳米SiO2、纳米CaCO3、微珠组成复合粉体加入改性后的疏水树脂构造微纳米结构得到超疏水涂料，通过硅烷偶联剂对其粉体进行表面处理增加其分散性及与树脂之间的相容性；采用喷涂等方式将超疏水涂料涂于粗糙化处理后的混凝土表面得到混凝土超疏水表面。该方法制备的混凝土超疏水表面工艺简单，涂层与混凝土之间附着力优异，混凝土超疏水效果明显，混凝土使用过程中无渗水现象。

A method for super hydrophobic treatment of concrete surface

The invention relates to a method for superhydrophobic treatment of concrete surfaces. By grinding the surface of the concrete, the surface roughness of the concrete is increased and the adhesion of the coating is prepared by using isopropanol solution. The methyl vinyl two methoxy silane and vinyl three isopropane silane are used as monomers, and BPO is used as the initiator to prepare the hydrophobic resin, with seventeen fluoro sunflower triethoxy silane or seventeen. The hydrophobicity of fluoro sunflower based trimethoxy silane is enhanced by physical modification of silane resin. The hydrophobic resin of nano SiO2, nano CaCO3 and microspheres is added to the modified hydrophobic resin to construct the super hydrophobic coating. The dispersion of the powder and the compatibility with the resin are added by the silane coupling agent to the surface treatment of its powder. Spraying super hydrophobic coating on roughened concrete surface to obtain super hydrophobic surface of concrete. The super hydrophobic surface technology prepared by this method is simple, the adhesion between the coating and concrete is excellent, the super hydrophobic effect of concrete is obvious, and there is no water seepage in the use of concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种对混凝土表面超疏水处理的方法
本专利技术涉及混凝土与水泥制品
，具体涉及一种对混凝土表面超疏水处理的方法。
技术介绍
随着建筑行业的迅速发展，混凝土在整个建筑行业中的应用越来越广泛，2016年其用量达到17.9亿m3，成为建材之首，由于其用量极大，因而其质量对整个建筑工程质量起决定性作用。混凝土由于其表面亲水，内部存在开孔孔隙以及裂缝的存在，从而成为一种极易渗水的材料。在整个建筑领域，每年由于混凝土的渗水问题引起工程维修成本巨大，严重时通过水带入的有害物质进入混凝土内部会导致工程耐久性下降而引起质量安全事故。在大型地下工程、地下交通轨道工程以及楼顶屋面的混凝土防水抗渗已成为行业难点。目前混凝土防水抗渗的措施主要有：通过降低混凝土水胶比与增加混凝土密实度，该方法虽在理论上可行，但由于实际施工的不规范导致实际效果不佳，同时该方法无法从根本上改变混凝土表面亲水的属性；其次喷涂聚氨酯类、环氧树脂类防水涂料或铺设沥青类防水卷材，该方法在目前混凝土建筑工程领域应用较广，但该法成本高，工艺繁杂，产品耐候性差，特别是防水卷材施工缝等防水薄弱处等问题难以解决，同时该法虽然可以使混凝土表面具有憎水效果，但无法获得疏水与超疏水效果。混凝土表面属于亲水表面，易吸水，其多孔的内部结构也导致混凝土极易被水渗透，通过一定的技术手段将混凝土表面制备成超疏水表面可以有效控制混凝土结构的渗漏，因而本专利技术提出一种应用于混凝土的超疏水表面制备方法。
技术实现思路
为了实现混凝土表面超疏水而解决易渗问题，本专利技术的目的在于提出一种对混凝土表面超疏水处理的方法。本专利技术提出的对混凝土表面超疏水处理的方法，具体步骤如下：（１）混凝土表面处理对混凝土浇筑成型后进行养护，28d验收合格后采用打磨机对混凝土表面打磨，待打磨粗糙化处理后采用异丙醇溶液对打磨后的混凝土表面进行清洗；所述混凝土表面处理方法在于构造混凝土表面粗糙度，可提高其与涂层之间的附着力；（２）微纳米材料的表面处理（２.１）所述微纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3和微珠按质量比（1-1.3）:（1-2）:（15-16.5）组成复合材料，其中纳米SiO2平均粒径为20-40nm、纳米CaCO3平均粒径为50-100nm，微珠平均粒径为5-10um；（２.２）将步骤（２.１）所述复合材料加入到盛有无水乙醇的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声分散30min-60min，增加复合材料的分散度；（２.３）将硅烷偶联剂加入到的步骤（２.２）所得产物中，硅烷偶联剂的加入量为复合材料质量的1%-1.3%，在高速搅拌速率下搅拌2-3h，期间无水乙醇会蒸发，根据实际情况补加无水乙醇，搅拌完毕后过滤得到表面同极性、分散均匀、无团聚的复合微纳米级材料；（３）对混凝土表面超疏水处理（３.１）将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2倒入到四氢呋喃溶液中，采用玻璃棒搅拌溶解后，倒入到三口瓶中，继续加入适量溶剂四氢呋喃，在中高速搅拌速率下水浴加热至55-60℃，采用冷凝回流，并在55-60℃下继续搅拌30min，使甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷搅拌均匀；将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷总质量的0.5%-1%的过氧化二苯甲酰BPO溶于四氢呋喃中，采用滴加的方式加入三口瓶中，1.5h内滴加完毕，滴加过程中保持温度不变，根据粘度情况补加溶剂四氢呋喃；最后升温至60-65℃继续反应3h-4h得到疏水性硅烷树脂；（３.２）将十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷加入到步骤（３.１）所得疏水性硅烷树脂中，得到的混合树脂采用四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨30min-60min得到含氟硅烷共混改性的超疏水性树脂；所述十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷为步骤（３.１）所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的20%-35%；（３.３）将经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料加入步骤（３.２）所得到的超水性树脂中，以四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨45min-60min得到超疏水性涂料；经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料的加入量为步骤（３.２）所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的1.8%-2.5%；（３.４）将步骤（３.３）所得的超疏水性涂料采用喷涂或者辊涂的方式均匀涂于经过表面处理的混凝土表面，于室温中放置24h后得到的混凝土表面具有微纳米结构与疏水涂层，与水的接触角达到158°，具有良好的超疏水效果。本专利技术中，步骤（２.３）所述表面改性后的微纳米材料与涂料之间的相容性增加。本专利技术的有益效果在于：本专利技术方法制备的混凝土超疏水表面工艺简单，涂层与混凝土之间附着力优异，混凝土超疏水效果明显，混凝土使用过程中无渗水现象。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不限定本专利技术。实施例1：一种C35顶板混凝土超疏水表面的制备1.微纳米材料的表面处理将纳米SiO2、纳米CaCO3、微珠按质量比1:1.3:15加入无水乙醇溶液中于超声波中超声分散35min，加入粉体质量1.1%的硅烷偶联剂在高速搅拌速度下分散2.5h.2.超疏水涂料的制备2.1甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2.1，以四氢呋喃为溶剂，55℃下搅拌35min，引发剂BPO为树脂用量的0.8%，采用滴加的方式加入三口瓶中，最后升温至60℃反应3.5h得到疏水涂料。2.2采用疏水涂料树脂用量25%的十七氟葵基三乙氧基硅烷得到含氟硅烷疏水涂料。2.3将表面处理后的微纳米材料按2.2所述的不含溶液树脂含量的2.3%加入其中得到超疏水涂料。3.C35顶板混凝土超疏水表面的制备3.1所述C35顶板混凝土配合比如下：水泥粉煤灰矿粉砂卵石水减水剂260607071811241587.43.2混凝土浇筑成型后，进行养护，强度验收合格后对表面进行打磨处理，然后使用异丙醇溶液进行表面清洗，采用喷枪将制备的超疏水涂料喷涂到混凝土表面，喷涂压力设置为0.3Mpa，喷涂用量为0.6Kg/m2。3.3上述所制备的混凝土表面与水接触角为159°，超疏水性能良好，抗渗等级为P15，长期使用过程中未见渗漏水现象。实施例2：一种C60外墙混凝土超疏水表面的制备1.微纳米材料的表面处理将纳米SiO2、纳米CaCO3、微珠按质量比1.3:1:16加入无水乙醇溶液中于超声波中超声分散30min，加入粉体质量1.2%的硅烷偶联剂在高速搅拌速率下分散2.5h.2.超疏水涂料的制备2.1甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2，以四氢呋喃为溶剂，55℃下搅拌35min，引发剂BPO为树脂用量的0.8%，采用滴加的方式加入三口瓶中，最后升温至60℃反应3.5h得到疏水涂料。2.2采用疏水涂料树脂用量28%的十七氟葵基三乙氧基硅烷得到含氟硅烷疏水涂料。2.3将表面处理后的微纳米材料按2.2所述的不含溶液树脂含量的2.5%加入其中得到超疏水涂料。3.C60顶板混凝土超疏水表面的制备3.1所述C60外墙混凝土配合比如下：水泥粉煤灰矿粉砂碎石水减水剂42065756631079148163.2混凝土浇筑成型后，进行养护，强度验收合格后对外墙外表面进行打磨处理，然后使用异丙醇溶液进行表面清洗，将制备的超疏水涂料辊涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对混凝土表面超疏水处理的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）混凝土表面处理对混凝土浇筑成型后进行养护，28d验收合格后采用打磨机对混凝土表面打磨，待打磨粗糙化处理后采用异丙醇溶液对打磨后的混凝土表面进行清洗；（２）微纳米材料的表面处理（２.1）所述微纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3和微珠按质量比（1‑1.3）:（1‑2）:（15‑16.5）组成复合材料，其中纳米SiO2平均粒径为20‑40nm、纳米CaCO3平均粒径为50‑100nm，微珠平均粒径为5‑10um；（２.２）将步骤（２.1）所述复合材料加入到盛有无水乙醇的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声分散30min‑60min，增加复合材料的分散度；（２.３）将硅烷偶联剂加入到的步骤（２.２）所得产物中，硅烷偶联剂的加入量为复合材料质量的1%‑1.3%，在高速搅拌速率下搅拌2‑3h，期间无水乙醇会蒸发，根据实际情况补加无水乙醇，搅拌完毕后过滤得到表面同极性、分散均匀、无团聚的复合微纳米级材料；（３）对混凝土表面超疏水处理（３.1）将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2倒入到四氢呋喃溶液中，采用玻璃棒搅拌溶解后，倒入到三口瓶中，继续加入适量溶剂四氢呋喃，在中高速搅拌速率下水浴加热至55‑60℃，采用冷凝回流，并在55‑60℃下继续搅拌30min，使甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷搅拌均匀；将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷总质量的0.5%‑1%的过氧化二苯甲酰BPO溶于四氢呋喃中，采用滴加的方式加入三口瓶中，1.5h内滴加完毕，滴加过程中保持温度不变，根据粘度情况补加溶剂四氢呋喃；最后升温至60‑65℃继续反应3h‑4h得到疏水性硅烷树脂；（３.２）将十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷加入到步骤（３.1）所得疏水性硅烷树脂中，得到的混合树脂采用四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨30min‑60min得到含氟硅烷共混改性的超疏水性树脂；所述十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷为步骤（３.1）所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的20%‑35%；（３.３）将经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料加入步骤（３.２）所得到的超水性树脂中，以四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨45min‑60min得到超疏水性涂料；经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料的加入量为步骤（３.２）所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的1.8%‑2.5%；（３.４）将步骤（３.３）所得的超疏水性涂料采用喷涂或者辊涂的方式均匀涂于经过表面处理的混凝土表面，于室温中放置24h后得到的混凝土表面具有微纳米结构与疏水涂层，与水的接触角达到158°，具有良好的超疏水效果。...

【技术特征摘要】
1.一种对混凝土表面超疏水处理的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）混凝土表面处理对混凝土浇筑成型后进行养护，28d验收合格后采用打磨机对混凝土表面打磨，待打磨粗糙化处理后采用异丙醇溶液对打磨后的混凝土表面进行清洗；（２）微纳米材料的表面处理（２.1）所述微纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3和微珠按质量比（1-1.3）:（1-2）:（15-16.5）组成复合材料，其中纳米SiO2平均粒径为20-40nm、纳米CaCO3平均粒径为50-100nm，微珠平均粒径为5-10um；（２.２）将步骤（２.1）所述复合材料加入到盛有无水乙醇的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声分散30min-60min，增加复合材料的分散度；（２.３）将硅烷偶联剂加入到的步骤（２.２）所得产物中，硅烷偶联剂的加入量为复合材料质量的1%-1.3%，在高速搅拌速率下搅拌2-3h，期间无水乙醇会蒸发，根据实际情况补加无水乙醇，搅拌完毕后过滤得到表面同极性、分散均匀、无团聚的复合微纳米级材料；（３）对混凝土表面超疏水处理（３.1）将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2倒入到四氢呋喃溶液中，采用玻璃棒搅拌溶解后，倒入到三口瓶中，继续加入适量溶剂四氢呋喃，在中高速搅拌速率下水浴加热至55-60℃，采用冷凝回流，并在55-60℃下继续搅拌30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁吉童，李曦，蒋震，冷政，燕雷鸣，向佳瑜，刘哲，曾维，田青，
申请(专利权)人：中建西部建设湖南有限公司，中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43