一种抗冻融混凝土用纳米材料及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种抗冻融混凝土用纳米材料，该材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片，采用无毒醋酸钠为掺杂剂，在适宜的温度和适量引发剂过硫酸铵的作用下，苯胺单体在去离子水中聚合得到高比表面积平板状聚苯胺纳米材料，并以该高比表面积平板状聚苯胺纳米材料为模板，制备二氧化钛，得到二氧化钛改性后的聚苯胺纳米材料。该材料通过抵抗混凝土的体积收缩和膨胀，实现混凝土抗冻性能的改善，可在不影响混凝土力学性能的前提下，明显降低混凝土的质量损失，提高混凝土的抗破坏强度。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻融混凝土用纳米材料及其使用方法
本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种抗冻融混凝土用纳米材料及其使用方法。
技术介绍
随着社会经济的迅速发展，建筑物对混凝土的耐久性要求不断提高，抗冻融性能是混凝土的一项重要耐久性指标。目前提高混凝土抗冻融性能的主要技术手段有两点：一是通过在外加剂中加入一些盐类来降低水的冰点，二是通过引气来缓解水的固液相变所产生的冰胀应力。这两种手段都有一定的局限性，盐类对水的冰点降低幅度不大，一般只能维持在零下几度不结冰。而我国东北尤其是黑龙江地区的冬季最低温度可以达到零下40℃以下，而海水侵蚀以及酸雨侵蚀导致传统的抗冻融混凝土根本无法满足该地区的道路需要，故有必要研究一种抗冻融混凝土用纳米材料，该材料加入混凝土中，不但可以提升混凝土的抗冻融性能，而且还具有非常好的耐氯离子腐蚀性能。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种抗冻融混凝土用纳米材料及其使用方法。本专利技术的技术方案如下：一种抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片。进一步优选的，所述的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片。进一步优选的，所述的抗冻融混凝土用纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A、将醋酸钠分散于去离子水中，分散均匀后再加入苯胺单体共混，反应温度为20-40℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕后，继续反应5-20h，静置，得到模板溶液；B、将钛酸酯滴入到冰乙酸中，混合均匀，然后加入长链烷基胺混合均匀，再与模板溶液混合均匀；C、将步骤B所得的物料转入到反应釜中反应；反应后经冷却，抽滤，喷雾干燥，即可。本专利技术的抗冻融混凝土用纳米材料的反应后的后处理方法，虽然得到的纳米材料纯度不高，但是不会影响材料在混凝土中的应用效果。优选的，所述的步骤A中，所述的醋酸钠、苯胺和过硫酸铵的质量比为1：(1-5.1):(2.8-13.2)。优选的，所述的步骤A中，所述的苯胺单体的加入量为1.2-3.5g/L。优选的，所述的步骤B中，所述的钛酸酯与模板溶液的质量比为1：(10-20)。优选的，所述的步骤C的反应过程中，以5-10℃/min的升温速率至65-70℃，保温30-60min；随后以同样的升温速率升至最高温度250-280℃，并在最高温度保温12-36h。一种抗冻融混凝土用纳米材料，使用时，该纳米材料在抗冻融混凝土中的加入量为0.2-0.8％。进一步优选的，所述的抗冻融混凝土，由以下重量百分比的成分组成：网状聚苯胺纳米片0.2-0.8％、硅酸盐水泥12-18％、二氧化硅微粉18-25％、减水剂0.5-1％、甲酸钙0.2-0.5％、乳胶粉3-8％、硫酸铝3-6％、甲基羟丙基纤维素醚0.1-0.2％和细砂余量。本专利技术的有益之处在于：本专利技术的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片，该材料采用无毒醋酸钠为掺杂剂，在适宜的温度和适量引发剂过硫酸铵的作用下，苯胺单体在去离子水中聚合得到高比表面积平板状聚苯胺纳米材料。并以该高比表面积平板状聚苯胺纳米材料为模板，制备二氧化钛，得到二氧化钛改性后的聚苯胺纳米材料。该材料通过抵抗混凝土的体积收缩和膨胀，实现混凝土抗冻性能的改善，可在不影响混凝土力学性能的前提下，明显降低混凝土的质量损失，提高混凝土的抗破坏强度。具体实施方式实施例1一种抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片；所述的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片。所述的抗冻融混凝土用纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A、将醋酸钠分散于去离子水中，分散均匀后再加入苯胺单体共混，反应温度为35℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕后，继续反应12h，静置，得到模板溶液；B、将钛酸酯滴入到冰乙酸中，混合均匀，然后加入长链烷基胺混合均匀，再与模板溶液混合均匀；C、将步骤B所得的物料转入到反应釜中反应；反应后经冷却，抽滤，喷雾干燥，即可。所述的步骤A中，所述的醋酸钠、苯胺和过硫酸铵的质量比为1：3.5:8.7。所述的步骤A中，所述的苯胺单体的加入量为2.8g/L。所述的步骤B中，所述的钛酸酯与模板溶液的质量比为1：14。所述的步骤C的反应过程中，以7℃/min的升温速率至68℃，保温45min；随后以同样的升温速率升至最高温度275℃，并在最高温度保温24h。实施例2一种抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片；所述的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片。所述的抗冻融混凝土用纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A、将醋酸钠分散于去离子水中，分散均匀后再加入苯胺单体共混，反应温度为20℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕后，继续反应20h，静置，得到模板溶液；B、将钛酸酯滴入到冰乙酸中，混合均匀，然后加入长链烷基胺混合均匀，再与模板溶液混合均匀；C、将步骤B所得的物料转入到反应釜中反应；反应后经冷却，抽滤，喷雾干燥，即可。所述的步骤A中，所述的醋酸钠、苯胺和过硫酸铵的质量比为1：1:5.5。所述的步骤A中，所述的苯胺单体的加入量为1.2g/L。所述的步骤B中，所述的钛酸酯与模板溶液的质量比为1：20。所述的步骤C的反应过程中，以5℃/min的升温速率至70℃，保温30min；随后以同样的升温速率升至最高温度280℃，并在最高温度保温12h。实施例3一种抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片；所述的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片。所述的抗冻融混凝土用纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A、将醋酸钠分散于去离子水中，分散均匀后再加入苯胺单体共混，反应温度为40℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕后，继续反应5h，静置，得到模板溶液；B、将钛酸酯滴入到冰乙酸中，混合均匀，然后加入长链烷基胺混合均匀，再与模板溶液混合均匀；C、将步骤B所得的物料转入到反应釜中反应；反应后经冷却，抽滤，喷雾干燥，即可。所述的步骤A中，所述的醋酸钠、苯胺和过硫酸铵的质量比为1：5.1:12.8。所述的步骤A中，所述的苯胺单体的加入量为3.5g/L。所述的步骤B中，所述的钛酸酯与模板溶液的质量比为1：10。所述的步骤C的反应过程中，以10℃/min的升温速率至65℃，保温60min；随后以同样的升温速率升至最高温度250℃，并在最高温度保温36h。对比例1将所述的步骤A中得到的模板溶液，直接冷却，分离、洗涤，干燥，得到网状聚苯胺纳米片。将实施例1-3和对比例1的抗冻融混凝土用纳米材料应用于抗冻融混凝土，该抗冻融混凝土，由以下重量百分比的成分组成：网状聚苯胺纳米片0.5％、硅酸盐水泥13.5％、二氧化硅微粉19.5％、减水剂0.8％、甲酸钙0.3％、乳胶粉4.5％、硫酸铝5.2％、甲基羟丙基纤维素醚0.15％和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冻融混凝土用纳米材料，其特征在于，所述的抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗冻融混凝土用纳米材料，其特征在于，所述的抗冻融混凝土用纳米材料为网状聚苯胺纳米片。


2.如权利要求1所述的抗冻融混凝土用纳米材料，其特征在于，所述的抗冻融混凝土用纳米材料为二氧化钛负载网状聚苯胺纳米片。


3.如权利要求1或2所述的抗冻融混凝土用纳米材料，其特征在于，所述的抗冻融混凝土用纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
A、将醋酸钠分散于去离子水中，分散均匀后再加入苯胺单体共混，反应温度为20-40℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕后，继续反应5-20h，静置，得到模板溶液；
B、将钛酸酯滴入到冰乙酸中，混合均匀，然后加入长链烷基胺混合均匀，再与模板溶液混合均匀；
C、将步骤B所得的物料转入到反应釜中反应；反应后经冷却，抽滤，喷雾干燥，即可。


4.如权利要求3所述的抗冻融混凝土用纳米材料，其特征在于，所述的步骤A中，所述的醋酸钠、苯胺和过硫酸铵的质量比为1：(1-5.1):(2.8-13.2)。


5.如权利要求3所述的抗冻融混凝土用纳米材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舜，冯卓，王柳燕，谭庆国，杨广宁，王志宏，李新祥，苑东辉，张大海，安刚，孙志友，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21