一种混凝土内表面疏水处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种混凝土内表面疏水处理剂及其制备方法，具体涉及一种用水溶性高分子物质对疏水性贝壳基粉体的包膜技术，技术要点在于混凝土混合时将缓释型二元共聚物包膜的疏水性贝壳基粉体加入混凝土中，然后混合均匀。本发明专利技术的方法能够使混凝土内部形成疏水表面，阻止外界侵蚀离子的侵入，从而提高混凝土耐久性，并且本发明专利技术的最终商品化形式是粉体，便于储存、运输和使用。运输和使用。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土内表面疏水处理剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种混凝土内表面疏水处理剂及其制备方法，具体涉及一种用水溶性高分子物质对疏水性贝壳基粉体的包膜且达到混凝土内表面疏水的方法。

技术介绍

[0002]随着沿海城市的快速发展，临海工程也得到了迅速的发展。然而，在海洋特殊环境中，混凝土易受到海水中的氯离子和硫酸根离子的腐蚀，从而大大降低其耐久性和寿命，显著增加维护成本。其中氯离子会使钢筋产生严重锈蚀，而硫酸根离子会导致混凝土产生石膏型、钙矾石或碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀，从而使混凝土膨胀开裂，甚至极大减少服役周期。因此在海洋环境中，氯离子和硫酸根离子向混凝土内部的侵入是影响混凝土性能的最重要因素之一。
[0003]为了减少氯离子和硫酸根离子的侵蚀，提高混凝土在海洋环境中的耐久性和使用寿命，国内外专家学者利用超疏水表面技术与混凝土结合，制备了超疏水混凝土涂层：鲁浈浈等（鲁浈浈，何杨，王杰，袁治城.环氧树脂/SiO2涂层混凝土表面主动抗凝冰性及除冰性能研究[J].表面技术,2020,49(10):169
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175.）将环氧树脂与无水乙醇混合得到涂料底层，纳米二氧化硅与无水乙醇混合得到涂料面层，分别将涂料底层和面层喷涂于混凝土表面，制备了一种由环氧树脂及二氧化硅纳米颗粒组成的超疏水涂层。
[0004]韩建军等（韩建军，王俊伟，李果，张雷，吕亚军，秦一鸣.改性纳米SiO2成膜复合涂层对混凝土疏水和抗碳化性能的影响[J].科学技术与工程,2019,19(19):268
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>273.）利用氯化橡胶、丙烯酸、醇酸树脂，分别加入SiO
2 (改性/未改性) 粒子，超声分散20min，得到纳米SiO2有机聚合物复合涂料。
[0005]Binbin Dong等（Binbin Dong,Feihong Wang.Simple Fabrication of Concrete with Remarkable Self
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Cleaning Ability, Robust Superhydrophobicity, Tailored Porosity, and Highly Thermal and Sound Insulation[J].ACS Applied Materials & Interfaces ,2019, 11, 42801
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42807.）通过结合液体模板成孔方法和原位本体疏水改性，制备了一种新型三维多孔自清洁混凝土。油分两个阶段混合，使用稳定的改性聚硅氧烷和挥发性烷烃作为造孔剂；以微粉化陶瓷粉末为原料，制备稳定的乳液，提高疏水性能。
[0006]上述制备混凝土疏水涂层的原理是根据荷叶效应，构建微纳米表面结构，再使用低表面能修饰剂进行改性，从而使得涂层具有疏水性能。然而，这种措施具有以下弱点：（1）施工劳动强度和人力成本高。（2）涂层与混凝土表面粘结力弱，时间久了涂层会出现脱落现象，从而失去疏水效果，不经久耐用。
[0007]而根据理论分析，如果能将混凝土内部做成疏水结构，氯离子和硫酸根离子等侵蚀性物质将难以侵入混凝土内部结构，也会保护混凝土结构而延长其寿命。
[0008]已有人进行了相关尝试，比如曲广雷等（曲广雷，王显利，简振鹏，刘梓杨，武东博，徐国华，雷刚.一种内疏水型透水混凝土的研制[J].北华大学学报(自然科学版),2017,18(04):533
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537.）将SHP50疏水剂、DC
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128疏水剂、AD3105荷叶疏水剂引入到了透水混凝土之
中，制造了一种内疏水型透水混凝土。其原理是利用疏水剂改变胶结层表面结构，使混凝土内部孔道具有疏水结构。但是直接把疏水性物质加入混凝土时，由于这些物质与混凝土组成材料不相容，很容易浮在混凝土表面上而严重降低甚至失去疏水效果。
[0009]经查阅相关文献和专利，发现关于混凝土内疏水方面的研究比较薄弱，这可能是由于水泥水化需要大量水分，如果仅仅直接将疏水性物质加入混凝土，这些物质会吸附在水泥颗粒上，那么势必会影响水分向水泥颗粒的迁移而影响混凝土的水化，从而影响混凝土的强度和性能。

技术实现思路

[0010]针对现有混凝土内疏水制备方法的不足，尤其是成本高而耐久性不足的问题，本专利技术提出一种混凝土内表面疏水处理剂及其制备方法。本专利技术本着有效、实用、工业化的目标，从混凝土内部实现疏水性，从而实现提高混凝土耐久性、延长混凝土寿命的目标，从而实现提高混凝土耐久性、延长混凝土寿命的专利技术目的。
[0011]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种混凝土内表面疏水处理剂，具体的为缓释型二元共聚物包膜的疏水性贝壳基材料的混凝土内表面疏水处理剂。
[0012]一种混凝土内表面疏水处理剂，所述混凝土内表面疏水处理剂按照如下步骤制得：1）将异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）加水至完全溶解，再加入氧化剂，搅拌5~10分钟后制得S溶液，链转移剂、还原剂溶于水配制A溶液，缓释型功能单体溶于水配制B溶液，将A溶液、B溶液同时滴加到S溶液至反应完全后即得缓释型二元共聚物包衣液，其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、缓释型功能单体、氧化剂、还原剂、链转移剂和水的质量比为300 ~ 370：40 ~ 150：1 ~ 8：0.1 ~ 0.8：0.2 ~ 1.0：400 ~ 700，所述异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）分子量为1500 ~ 4000，氧化剂为双氧水或过硫酸铵，还原剂为维生素C或硫酸亚铁，链转移剂为巯基乙酸或巯基丙酸，缓释型功能单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丁酯；2）将贝壳在400 ~ 900
°
C进行煅烧0.5 ~ 5小时，然后研磨至细度为2 ~ 30微米的贝壳基碳酸钙颗粒；3）配制浓度为0.5 ~ 2%的表面活性剂溶液，所述表面活性剂为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或三甲基氯硅烷中的任意一种；4）将步骤2）制备的贝壳基碳酸钙粉体浸泡于步骤3）配制表面活性剂溶液中，浸泡时间0.5 ~ 2小时，然后过滤、50 ~ 80
°
C烘干后即得疏水性贝壳基粉体；5）将步骤4）制备的疏水性贝壳基粉体和水按照质量比1:1混合，并持续搅拌24 ~ 72小时，降低贝壳基粉体疏水性，然后过滤即得贝壳基粉体；6）将步骤5）制备的贝壳基粉体加入底喷式或转鼓式流化床中，并对所述贝壳基粉体在40 ~ 50
°
C条件下预热；7）使用双流体喷头或喷头组将步骤1）制备的包衣液喷向步骤6）预热的贝壳基粉体，使得所述包衣液在所述贝壳基粉体表面形成一层薄膜，其中，所述包衣液用量为所述贝壳基粉体质量的2 ~ 20％；
8）吹入60 ~ 90
°
C的热风干燥被包膜的所述贝壳基粉体，然后冷却至室温即得混凝土内表面疏水处理剂。
[0013]优选，所述异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、缓释型功能单体、氧化剂、还原剂、链转移剂和水的质量比为320 ~ 360：70 ~ 120：2 ~ 6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土内表面疏水处理剂，其特征在于所述混凝土内表面疏水处理剂按照如下步骤制得：1）将异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）加水至完全溶解，再加入氧化剂，搅拌5~10分钟后制得S溶液，链转移剂、还原剂溶于水配制A溶液，缓释型功能单体溶于水配制B溶液，将A溶液、B溶液同时滴加到S溶液至反应完全后即得缓释型二元共聚物包衣液，其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、缓释型功能单体、氧化剂、还原剂、链转移剂和水的质量比为300 ~ 370：40 ~ 150：1 ~ 8：0.1 ~ 0.8：0.2 ~ 1.0：400 ~ 700，所述异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）分子量为1500 ~ 4000，氧化剂为双氧水或过硫酸铵，还原剂为维生素C或硫酸亚铁，链转移剂为巯基乙酸或巯基丙酸，缓释型功能单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丁酯；2）将贝壳在400 ~ 900
°
C进行煅烧0.5 ~ 5小时，然后研磨至细度为2 ~ 30微米的贝壳基碳酸钙颗粒；3）配制浓度为0.5 ~ 2%的表面活性剂溶液，所述表面活性剂为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或三甲基氯硅烷中的任意一种；4）将步骤2）制备的贝壳基碳酸钙粉体浸泡于步骤3）配制表面活性剂溶液中，浸泡时间0.5 ~ 2小时，然后过滤、50 ~ 80
°
C烘干后即得疏水性贝壳基粉体；5）将步骤4）制备的疏水性贝壳基粉体和水按照质量比1:1混合，并持续搅拌24 ~ 72小时，降低贝壳基粉体疏水性，然后过滤即得贝壳基粉体；6）将步骤5）制备的贝壳基粉体加入底喷式...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋远明，周正，王志娟，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：