一种混凝土预浸渍剂及以其制备的高性能混凝土制造技术

本发明专利技术属于高性能混凝土材料制备技术领域，公开了一种混凝土预浸渍剂及以其制备的高性能混凝土。本发明专利技术将丙烯酸酯类单体、引发剂、催化剂和助渗剂复配制备预浸渍剂，并将预浸渍剂对普通混凝土进行浸渍处理，然后对其进行加热、微波或紫外线辐射处理引发小分子单体聚合，使预浸渍的小分子单体组合物在混凝土的多孔结构中形成连续的高分子丙烯酸酯类聚合物，在混凝土表层形成防护体系。本发明专利技术制备的高分子聚合物浸渍混凝土的强度、耐久性和韧性均得到大幅提升，可用于普通混凝土结构的高性能化处理。处理。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土预浸渍剂及以其制备的高性能混凝土


[0001]本专利技术属于高性能混凝土材料制备
，具体涉及一种混凝土预浸渍剂及以其制备的高性能混凝土。

技术介绍

[0002]混凝土材料是一种具有多孔结构的重要的工程材料，多孔结构导致其吸水率高，进而容易引发抗冻融、抗氯离子侵蚀和抗碳化等病害，影响其结构耐久性，严重时可导致工程安全隐患。提高混凝土耐久性是一项系统工程，从混凝土配合比和制备工艺着手是在新建时期常用的措施，近年来随着混凝土结构的增多，表面处理技术已经成为一种经济、高效可持续的混凝土耐久性处理方法。
[0003]混凝土表面处理常见的处理方法有：（1）水泥基渗透结晶型防水涂料涂刷，这类材料以硅酸盐类处理剂为主，常见产品有硅酸钠、硅酸钙等，其渗入混凝土结构表层的孔隙中，从而提高混凝土材料的表面密实度，提高耐久性。但该材料虽然提高了混凝土材料的密实度，但为彻底封闭混凝土材料的多孔结构，对混凝土耐久性的提高程度有限。（2）硅烷浸渍材料处理，硅烷浸渍材料的主要成分是烷基烷氧基硅烷，其分子中的烷氧基在混凝土的碱性环境中易水解为硅醇，硅醇可以与混凝土表面的活性物质发生化学反应形成
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
结构，另外一端的烷基作为疏水基团赋予混凝土良好的疏水性，在混凝土表层3
‑
10mm形成一个疏水层。通过吸水率的降低，提高了混凝土的抗冻融、抗氯离子等性能。硅烷类材料能有效的阻断水以及以水为介质的有害离子传递，进而达到提高混凝土耐久性的目的。但硅烷类材料对混凝土的多孔结构未进行处理，因此不能阻断二氧化碳的传递，虽然通过减少吸水量可以有效缓解二氧化碳引起的混凝土碳化，但对混凝土防碳化性能提高有限。（3）混凝土表面涂层处理，主要采用多层高分子化合物组合物的方式进行混凝土表面处理，最常用的如环氧底漆、环氧中间漆和高分子面漆的组合体系，在混凝土表面形成一层致密的高分子薄膜，从而阻隔各种有害成分对混凝土的侵蚀，提高混凝土的耐久性。但无论是环氧还是聚氨酯，都存在界面粘接力以及粘接力衰减的问题，因此其耐久性较差，且重涂性能也较差。通过填充混凝土表层的孔隙，也可以有效提高混凝土的耐久性，且可以提高混凝土的强度，但目前多采用二氧化硅体系的物理填充，效果很难达到预期。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的在于提供一种混凝土预浸渍剂及以其制备的高性能混凝土。
[0005]基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种预浸渍剂，所述预浸渍剂主要由以下质量份的原料混匀而成：丙烯酸酯类单体100份、引发剂0.1
‑
5份、催化剂0.1
‑
5份和助渗剂1
‑
5份；所述丙烯酸酯类单体包括含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体和/或含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体或两者组合。
[0006]优选地，所述含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种；所述含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种。
[0007]更加优选地，所述丙烯酸酯类单体为含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体。这是因为，一方面含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体的α位置是甲基，含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体的α位置是氢，反应活性更高，因此含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体对光和氧的作用较含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体更稳定，耐候性、耐光性、耐水性更佳；另一方面α位上的甲基对其主链自由旋转有空间位阻效应，分子链运动受影响，因此含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体聚合物一般比含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体聚合物表现出更大的刚性，同时长链的丙烯酸酯类单体聚合物会表现出良好的柔韧性。
[0008]优选地，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种与甲基丙烯酸甲酯的组合物。
[0009]进一步地，为了避免丙烯酸酯类单体出现大量挥发，当所述丙烯酸酯类单体中包括丙烯酸甲酯或/和甲基丙烯酸甲酯时，所述丙烯酸甲酯或/和甲基丙烯酸甲酯的质量不超过丙烯酸酯类单体总质量的20%。优选地，所述甲基丙烯酸甲酯用量占丙烯酸酯类单体总质量的5%
‑
20%。
[0010]优选地，所述助渗剂为小分子溶剂和/或硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂为含乙烯基的硅烷偶联剂和/或含氨基的硅烷偶联剂；所述小分子溶剂为丙酮、乙醇、丙醇中的一种或几种；所述含乙烯基的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中的一种或几种；所述含氨基的硅烷偶联剂为氨基三乙氧基硅烷、氨基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0011]优选地，所述引发剂为偶氮二异丁氰、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的至少一种。
[0012]更加优选地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述过氧化二苯甲酰与丙烯酸酯类单体的质量比为1%
‑
5%。
[0013]优选地，所述催化剂为二甲基苯胺和/或环烷酸钴。
[0014]本专利技术第二方面提供了上述第一方面所述的预浸渍剂在高分子聚合物浸渍混凝土中的应用。
[0015]本专利技术第三方面提供了一种高分子聚合物浸渍混凝土的制备方法，包括如下步骤：（1）将上述第一方面制备的预浸渍剂涂覆于待浸渍混凝土表面，得到预浸渍混凝土；（2）对步骤（1）制备的预浸渍混凝土进行热处理或辐照处理进行聚合反应，得到高分子聚合物浸渍混凝土。
[0016]更加优选地，所述待浸渍混凝土强度等级为C30
‑
C60；所述待浸渍混凝土可采用GB/T 50107规定的方法制备。
[0017]优选地，以待浸渍混凝土表面待涂覆表面积计，所述预浸渍剂的涂覆量为300
‑
2000g/m2；更加优选地，所述预浸渍剂的涂覆量为500
‑
1000g/m2。
[0018]进一步地，预浸渍剂的涂覆量和待浸渍混凝土的强度等级影响预浸渍剂渗透的深
度，预浸渍剂用量越大，待浸渍混凝土的强度等级越低，渗透深度越大。
[0019]更加优选地，所述涂覆方式包括但不限于辊涂、刷涂以及喷涂；涂覆时可以分多道进行浸渍，并要求在上一道全部渗透之后进行下一道工序。
[0020]更加优选地，所述待浸渍混凝土用所述预浸渍剂涂覆前先进行干燥处理；干燥条件为80℃干燥6
‑
12h。
[0021]更加优选地，所述预浸渍混凝土在聚合反应前可先用添加固化剂的环氧树脂或聚氨酯封闭涂料涂覆于预浸渍混凝土表面，待聚合反应结束后清除即可。封闭涂料的使用可有效防止预浸渍剂中组分的挥发。
[0022]优选地，步骤（2）中所述热处理条件为80
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预浸渍剂，其特征在于，所述预浸渍剂主要由以下质量份的原料混匀而成：丙烯酸酯类单体100份、引发剂0.1
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5份、催化剂0.1
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5份和助渗剂1
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5份；所述丙烯酸酯类单体包括含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体和/或含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体。2.根据权利要求1所述的预浸渍剂，其特征在于，所述含异丁烯酰基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种；所述含丙烯酰基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的预浸渍剂，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯中的一种或几种与甲基丙烯酸甲酯的组合物；所述甲基丙烯酸甲酯用量占丙烯酸酯类单体总质量的5%
‑
20%。4.根据权利要求1所述的预浸渍剂，其特征在于，所述助渗剂为溶剂和/或硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂为含乙烯基的硅烷偶联剂和/或含氨基的硅烷偶联剂；所述溶剂为丙酮、乙醇、丙醇中的一种或几种；所述为含乙烯基的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红涛，黄正强，董丰博，冯小雨，李少杰，娄升升，周巧英，崔斌，杜光辉，
申请(专利权)人：浙江大学中原研究院，
类型：发明
国别省市：