一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制备方法，其组分及含量为高分子聚合物预聚体10%‑30%、表层强化组分1%‑8%、渗透性组分1%‑6%、阴离子吸附材料1%‑10%，余量为水，所有百分数为质量百分数。本发明专利技术的制备方法，将高分子聚合物、表面强化组分、渗透性组分、阴离子吸附材料和水混匀；将混合后的溶液加热至35℃±2℃，并且用搅拌装置搅拌60min，得到的粘度值为100mPa.s～3000mPa.s的胶状溶液后，冷却至室温即可。本发明专利技术提高混凝土抗化学侵蚀的性能，提高混凝土表层密实度，提高混凝土的强度，提高混凝土抗有害离子的渗透性，提高浇注成型后混凝土的力学性能和耐久性。

A Chemical Corrosion Resistant Surface Reinforcement Agent for Concrete in Saline Areas and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，属于盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂，特别是一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制备方法。
技术介绍
我国西北地区大量分布着盐渍土和富含卤水的盐湖，温差较大、环境恶劣，使得该地区的桥涵基础、地下管线等混凝土设施的腐蚀现象严重而普遍。如何防止盐渍地区混凝土自身腐蚀和混凝土中钢筋腐蚀，延长混凝土结构的服役寿命，成为当前提高盐渍地区混凝土工程耐久性是一个急需解决的问题。众所周知，提高混凝土抗盐侵蚀破坏的主要方法有：（1）使用不同类型、粒径的矿物掺合料和化学外加剂提高混凝土的密实度，并且可降低易受到盐侵蚀影响的水化产物；（2）通过化学外加剂抑制盐侵蚀产物的形成；（3）在混凝土表面涂刷抗盐侵蚀的保护涂层，避免外界盐离子渗透到混凝土内部。目前，混凝土抗盐侵蚀材料的研究国内外已有报道。如专利《高效抗硫酸盐侵蚀混凝土添加剂及其制备方法》（CN106542762A）中公布了使用钡盐、煅烧硅藻土、硅灰以及减水剂等材料混合制备而成的一种抗硫酸盐侵蚀的混凝土添加剂；专利《混凝土抗硫酸盐腐蚀选择性结晶抑制剂及其制备方法》（CN103641355A）中公布了以天冬氨酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠或硫酸亚铁等组份为主的混凝土膨胀性硫酸盐产物抑制剂；专利《混凝土抗硫酸盐复合涂料》（CN1847332）中公布了以苯丙乳液、聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅构成A组份，以抗硫酸盐水泥、SiO2、CaCO3、滑石粉等材料构成B组份，将A、B组份按比例混合后即可得到提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料。造成混凝土过早劣化的主要因素除了硫酸盐侵蚀破坏之外，氯盐侵蚀引起混凝土中钢筋锈蚀，进而导致钢筋混凝土结构劣化也是重要的因素之一。我国西部盐渍地区土壤中氯离子、硫酸根离子等腐蚀离子的含量超过《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）所规定严重侵蚀含量，对混凝土耐久性和安全性的构成很大威胁。因此，提高西部盐渍地区混凝土抗化学侵蚀性能需充分考虑多种腐蚀离子的耦合作用下的侵蚀破坏能力。盐渍地区侵蚀破坏混凝土材料的有害离子一般是由外部逐渐侵入内部，因此，混凝土表层结构的性能将密切关系着混凝土浇筑成型后的力学性能和耐久性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂，可以提高混凝土抗化学侵蚀的性能，提高混凝土表层密实度，提高混凝土的强度，可以提高混凝土抗有害离子的渗透性，提高浇注成型后混凝土的力学性能和耐久性。本专利技术的另一个目的是提供一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂的制备方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂,其组分及含量为高分子聚合物预聚体10%-30%、表层强化组分1%-8%、渗透性组分1%-6%、阴离子吸附材料1%-10%，余量为水，所有百分数为质量百分数。其中各组分的优选含量质量百分比为高分子聚合物预聚体15%-20%、表层强化组分5%-8%、渗透性组分3%-5%、阴离子吸附材料5%-8%，余量为水。一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂的制备方法，表层强化组分为纳米二氧化硅溶胶或纳米硅酸钠或水性耐盐雾纳米二氧化硅溶胶；渗透性组分为顺丁烯二酸或反丁烯二酸或草酰乙酸或2-羟基丁二酸；阴离子吸附材料为偏高岭土或煅烧水滑石或蛭石。将高分子聚合物、表面强化组分、渗透性组分、阴离子吸附材料和水混匀；将混合后的溶液加热至35℃±2℃，并且用搅拌装置搅拌60min，得到的粘度值为100mPa.s～3000mPa.s的胶状溶液后，冷却至室温即可。高分子聚合物预聚体为水性聚氨酯预聚体，其制备方法有如下步骤：先将多元醇在60℃-130℃下脱水，在氮气保护氛围下向脱水后的多元醇中加入异氰酸酯，两者的质量比为2.4-6:1，在45℃-95℃加热搅拌30min-90min后，滴加入20g-40g的3-(2,4-二羟基苯)丙酸或2,2-二羟甲基丙酸或3-(4-甲氧基苯基)丙酸后，乳化30min-60min，再加入15g-40g胺类或醇类或醇胺类水溶液，继续反应60min-150min即可。多元醇为聚乙二醇或聚丙二醇；异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或异氟尔酮二异氰酸酯或2,4-甲苯二异氰酸酯或3-(2,4-二羟基苯)丙酸或2,2-二羟甲基丙酸或3-(4-甲氧基苯基)丙酸；胺类为三乙烯二胺或乙二胺或三乙胺或二乙胺或二丁基二月桂酸锡或ξ-己内酰胺；醇类为可商购的乙二醇、丙三醇、二甘醇、异丙醇；醇胺类有机物为甲基二乙醇胺或二乙醇胺或三乙醇胺或异丙醇胺。余量为水是余量为去离子水。本专利技术中使用高分子聚合物预聚体为水性聚氨酯预聚体，其合成步骤为：先将多元醇在60℃-130℃下脱水，再与异氰酸酯在氮气氛围下45℃-95℃加热搅拌30min-90min，滴加一定质量的诸如3-(2,4-二羟基苯)丙酸、2,2-二羟甲基丙酸或3-(4-甲氧基苯基)丙酸后乳化30min-60min，再加入胺类、醇类或醇胺类水溶液，继续反应60min-150min，参照《胶黏剂黏度的测定》（GB/T2794-2013）单圆筒旋转黏度计法，使用NDJ-8S数字旋转粘度计测试所合成的水性聚氨酯预聚体粘度，所测粘度要求控制在100mPa.s-3000mPa.s，将体系降温至室温。本专利技术实现了高分子聚合物预聚体涂层外涂隔离有害离子侵入，以能与混凝土胶凝材料水化产物反应的表层强化组份和渗透性组份来加强混凝土结构表层密实度，并以阴离子吸附材料进一步对侵入混凝土表层的有害离子进行吸附固定，降低了混凝土有害离子对混凝土结构的破坏。本专利技术以高分子聚合物预聚体涂层外涂隔离有害离子侵入，以能与混凝土胶凝材料水化产物反应的表层强化组份和渗透性组份来加强混凝土结构表层密实度，并以阴离子吸附材料进一步对侵入混凝土表层的有害离子进行吸附固定，来降低混凝土有害离子对混凝土结构的破坏。本专利技术提高了混凝土抗化学侵蚀的性能，提高了混凝土表层密实度，提高了混凝土的强度，提高了混凝土抗有害离子的渗透性，提高了浇注成型后混凝土的力学性能和耐久性。具体实施方式实施例1，一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制备方法，具体步骤如下:在干燥氮气保护氛围下，将称量好的一定量聚丙二醇500g加入洁净干燥的1000mL四口烧瓶中，搅拌、加热至70℃±2℃，用真空泵回流脱水60min，将脱水后的聚丙二醇降温至50℃±2℃，在氮气保护氛围下按聚丙二醇PPG：二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）=6:1（质量比）的比例加入相应量的MDI，再缓慢升温至75℃左右，保温并匀速搅拌60min后，按2,2-二羟甲基丙酸：三乙胺=3：1（质量比）的比例缓慢滴加30g-50g，继续反应60min-150min，直到得到澄清的溶液后冷却至室温即可；将20%反应制得的预聚体、6%的水性耐盐雾纳米二氧化硅溶胶、3%的反丁烯二酸、5%的煅烧纳米水滑石加入66%的去离子水中，将混合后的溶液加热至35℃±2℃并用常规搅拌装置搅拌60min，得到的粘度值为1000mPa.s-2000mPa.s的胶状溶液后冷却至室温即可。实施例2,一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂及其制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂,其特征是：其组分及含量为高分子聚合物预聚体10%‑30%、表层强化组分1%‑8%、渗透性组分1%‑6%、阴离子吸附材料1%‑10%，余量为水，所有百分数为质量百分数。

【技术特征摘要】
1.一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂,其特征是：其组分及含量为高分子聚合物预聚体10%-30%、表层强化组分1%-8%、渗透性组分1%-6%、阴离子吸附材料1%-10%，余量为水，所有百分数为质量百分数。2.根据权利要求1所述的一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂,其特征是：其中各组分的优选含量质量百分比为高分子聚合物预聚体15%-20%、表层强化组分5%-8%、渗透性组分3%-5%、阴离子吸附材料5%-8%，余量为水。3.根据权利要求1所述的一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂,其特征是：表层强化组分为纳米二氧化硅溶胶或纳米硅酸钠或水性耐盐雾纳米二氧化硅溶胶；渗透性组分为顺丁烯二酸或反丁烯二酸或草酰乙酸或2-羟基丁二酸；阴离子吸附材料为偏高岭土或煅烧水滑石或蛭石。4.根据权利要求1所述的一种盐渍地区抗化学侵蚀型混凝土表层强化剂的制备方法,其特征是：将高分子聚合物、表面强化组分、渗透性组分、阴离子吸附材料和水混匀；将混合后的溶液加热至35℃±2℃，并且用搅拌装置搅拌60min，得到的粘度值为100mPa.s～3000mPa.s的胶状溶液后，冷却至室温即可。5.根据权利要求1所述的一种盐渍地区抗化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭靖，刘卫，唐川江，罗刚，王洪涛，丰志财，张磊，张金华，刘明红，刘立军，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65