一种混凝土用聚合物改性剂、制备方法以及抗渗防水混凝土技术

本发明专利技术公开了一种混凝土用聚合物改性剂，包括聚合物乳液和界面改性剂，所述界面改性剂包括硅溶胶和硅烷偶联剂；聚合物乳液与界面改性剂的添加量为1:0.2～1；其制备方法为，按重量配比称取聚合物乳液、硅溶胶和硅烷偶联剂；将硅溶胶、硅烷偶联剂和聚合物乳液混合后经超声处理得到混合液；一种抗渗防水混凝土，包括230份～360份水泥、60份～100份粉煤灰、28份～50份膨胀剂、650份～820份细骨料、950份～1100份粗骨料、4.35份～5.85份减水剂、100份～150份水、0.85份～1.35份消泡剂和40份～80份聚合物改性剂。本发明专利技术通过界面改性剂能够增加聚合物液乳液在水泥体系中的分散性，增强聚合物乳液与水泥的粘结力，增强了混凝土的强度，增加了混凝土的抗渗防水性。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用聚合物改性剂、制备方法以及抗渗防水混凝土
本专利技术属于复合材料
，具体地说，涉及一种混凝土用聚合物改性剂、制备方法以及抗渗防水混凝土。
技术介绍
在一些隧道的修建过程中发现了石盐岩地层，该石岩盐地层中氯盐含量高，且隧道内渗流水氯离子浓度较高。石盐岩属易溶的化学沉积岩，具有溶蚀性及化学侵蚀性特征，遇水具有强烈的喀斯特岩溶特征，同时盐岩地区的地下水溶液一般对隧道工程的钢筋混凝土结构具有程度不同的化学侵蚀性。混凝土构建完成后，在环境因素下，混凝土表面的水分易散失，环境中的氯离子和水分子易吸附于混凝土表面，氯离子借助水分子在混凝土内活动而扩散开来，致使混凝土中氯离子含量高，从而引起混凝土的氯盐腐蚀。因此，研究开发出一种具备抗渗防水作用的混凝土，对于延缓混凝土的腐蚀、提高混凝土的使用寿命尤为重要。目前常通过加入聚合物乳液来增加混凝土的抗渗防水性。公开号为CN201610801767.3的专利，公开了一种纤维增强高阻尼聚合物混凝土的制备方法，该制备方法中混凝土包括水泥、水、粉煤灰、砂、碎石、聚合物乳液、高效减水剂、消泡剂、分散剂和PVA纤维。上述专利通过分散剂用以增加聚合物乳液在水泥基混凝材料中的分散性。但因聚合物乳液与水泥基胶凝材料之间容易争夺水泥基硅酸盐中的活性二氧化硅，而使得水泥的水化不完全、水泥颗粒抱团聚合，进而使得混凝土之间形成空洞、混凝土硬度差、抗渗防水效果差的问题。其中分散剂为十二烷基苯磺酸钠，然而十二烷基苯磺酸钠并不能解决上述的问题，且在有聚合物乳液存在的水泥基胶凝材料中，十二烷基苯磺酸钠的分散效果差，从而导致混凝土的抗渗防水性差。
技术实现思路
经过大量的研究，我们发现，聚合物乳液在水泥的扩散过程中，通过界面改性剂能够与聚合物乳液键合，避免与水泥基胶凝材料容易争夺活性二氧化硅，同时界面改性剂还能够提高聚合物乳液在水泥基胶凝材料中的分散性、降低聚合物乳液与水泥之间的界面张力，再联合减水剂的作用下，能够增强聚合物乳液在水泥中的流动性，从而增强混凝土的抗渗防水性。因此，本专利技术的第一个目的在于，提供一种混凝土用聚合物改性剂，包括聚合物乳液和界面改性剂，所述界面改性剂包括硅溶胶和硅烷偶联剂；聚合物乳液与界面改性剂的添加量为1:0.2～1。本专利技术的第二个目的在于，提供一种混凝土用聚合物改性剂的制备方法，包括如下步骤：S1按重量配比称取聚合物乳液、硅溶胶和硅烷偶联剂；S2将硅溶胶与硅烷偶联剂均匀混合后，再加入聚合物乳液，得到混凝土用聚合物改性剂。本专利技术的第三个目的在于，提供一种抗渗防水混凝土，包括如下重量比例的组分：230份～360份水泥、60份～100份粉煤灰、28份～50份膨胀剂、650份～820份细骨料、950份～1100份粗骨料、4.35份～5.85份减水剂、100份～150份水、0.85份～1.35份消泡剂和40份～80份权利要求1至3中任意一项所述的聚合物改性剂。本申请以硅溶胶和硅烷偶联剂为界面改性剂，硅烷偶联剂将硅溶胶进行改性处理，使得无机的硅溶胶粒子与有机的聚合物乳液之间键合，形成更加稳定的复合粒子；(1)在水泥水化过程中，水泥中的硅酸盐与活性二氧化硅反应生成水化硅酸钙，通过添加包含硅溶胶和硅烷偶联剂的界面改性剂，使得聚合物乳液同硅溶胶中的二氧化硅形成稳定的复合粒子，能够避免聚合物乳液与硅酸盐争夺二氧化硅，使得水泥优先水化，避免了水泥出现水化不完全、水泥抱团聚合等现象，从而提高了混凝土的抗渗性。(2)二氧化硅粒子的分散度高，稳定的复合粒子使得聚合物乳液随着二氧化硅在水泥中充分分散，从而使得聚合物能够遍布于水泥中，提高混凝土的抗渗性；(3)除此之外，硅溶胶中分布的二氧化硅粒子提供给了水泥较多的附着点，使得硅溶胶能够牢固吸附于水泥表面，以此，将聚合物乳液与水泥牢固结合在一起，从而降低聚合物乳液与水泥之间的界面张力，保证了聚合物乳液在水泥中的稳定分散，进一步保证混凝土的抗渗性和耐久性。本专利技术的有益效果表现在：通过界面改性剂能够增加聚合物液乳液在水泥体系中的分散性，增强聚合物乳液与水泥的粘结力，增强了混凝土的强度，增加了混凝土的抗渗防水性。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术提供了一种混凝土用聚合物改性剂，包括聚合物乳液和界面改性剂，所述界面改性剂包括硅溶胶和硅烷偶联剂；聚合物乳液与界面改性剂的添加量为1:0.2～1。本专利技术中，1份界面改性剂由60％～90％硅溶胶和10％～40％硅烷偶联剂组成。本专利技术中，所述聚合物乳液包括苯丙乳液、丙烯酸乳液、SBR胶乳、丙烯酸酯中的至少一种。聚合物乳液能够增加水泥基胶凝材料的本体抗弯、抗拉强度；提高粘结改性水泥基胶凝材料对水、油类物质和二氧化碳的抗渗和抗腐蚀能力，以及抵抗其他化学物质侵烛破坏的能力。除此之外，还可以采用多种聚合物乳液共混处理，其与采用单一聚合物乳液相较，对水泥基胶凝材料的改性作用更佳，能够增强共混胶乳的力学性能，改善水泥砂浆的力学性能以及氯离子扩散系数。本专利技术提供了一种混凝土用聚合物改性剂的制备方法，包括如下步骤：S1按重量配比称取聚合物乳液、硅溶胶和硅烷偶联剂；S2将硅溶胶、硅烷偶联剂和聚合物乳液混合后经超声处理得到混合液，超声条件为：超声时间3min～10min，超声于室温下进行。本专利技术提供了提供一种抗渗防水混凝土，包括如下重量比例的组分：230份～360份水泥、60份～100份粉煤灰、28份～50份膨胀剂、650份～820份细骨料、950份～1100份粗骨料、4.35份～5.85份减水剂、100份～150份水、0.85份～1.35份消泡剂和40份～80份聚合物改性剂。由本专利技术制得的抗渗防水混凝土，其抗渗防水效果佳，从而有效抑制氯盐的渗入，延缓混凝土的腐蚀，延长混凝土的使用寿命。本专利技术中，所述抗渗防水混凝土还包括5份～10份胶囊基修复疏水剂，所述胶囊基修复疏水剂是以纳米粒子为囊材、以烷基烷氧基硅烷乳液为囊芯制得的胶囊剂。胶囊剂可通过常规的包埋方法得到。混凝土在使用过程中，混凝土外表层的水分在环境条件下，出现水分流失，使得环境中的水分子和氯离子易侵入混凝土内部，而造成混凝土腐蚀。胶囊基修复疏水剂受到外力作用，释放出烷基烷氧基硅烷分子，烷基烷氧基硅烷分子与环境中的水分子发生水解反应生成硅烷醇，再通过与硅酸盐机体中的羟基反应发生相互缩合，从而在混凝土的外壁上形成一层硅氧烷聚合物憎水膜，从而抑制水分子的侵入。本专利技术中，所述抗渗防水混凝土还包括10份～20份聚二甲硅氧烷-二氧化硅复合物。目前，常在水泥基胶凝材料中掺入橡胶粉，用以改善混凝土内部的孔隙结构，提高混凝土的抗冲击能力和阻尼耗能能力。然而，橡胶粉的掺入会导致混凝土强度的降低。本专利技术通过掺入聚二甲硅氧烷-二氧化硅复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土用聚合物改性剂，其特征在于，包括聚合物乳液和界面改性剂，所述界面改性剂包括硅溶胶和硅烷偶联剂；聚合物乳液与界面改性剂的添加量为1:0.2～1。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用聚合物改性剂，其特征在于，包括聚合物乳液和界面改性剂，所述界面改性剂包括硅溶胶和硅烷偶联剂；聚合物乳液与界面改性剂的添加量为1:0.2～1。


2.根据权利要求1所述的混凝土用聚合物改性剂，其特征在于，1份界面改性剂由60％～90％硅溶胶和10％～40％硅烷偶联剂组成。


3.根据权利要求1所述的混凝土用聚合物改性剂，其特征在于，所述聚合物乳液包括苯丙乳液、丙烯酸乳液、SBR胶乳、丙烯酸酯中的至少一种。


4.一种如权利要求1至3中任意一项所述的混凝土用聚合物改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1按重量配比称取聚合物乳液、硅溶胶和硅烷偶联剂；
S2将硅溶胶、硅烷偶联剂和聚合物乳液混合后经超声处理得到混合液，超声条件为：超声时间3min～10min，超声于室温下进行。


5.一种抗渗防水混凝土，其特征在于，包括如下重量比例的组分：230份～360份水泥、60份～100份粉煤灰、28份～50份膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，李享涛，杨世忠，向敏，袁善文，白小可，李锋刚，孙涛，左洲明，罗仁立，
申请(专利权)人：中铁二局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51