一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺，方案以硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、玄武岩碎石、耐磨填料、含氟硅丙烯酸酯乳液、减水剂等组分混合，搅拌均匀后得到混凝土成品；本申请在混凝土中加入了碳化硼、氮化硼等硬度较高的耐磨填料，混凝土的耐磨性、抗压强度等力学性能能够得到有效改善；本申请在方案中引入了含氟硅丙烯酸酯乳液，该含氟硅丙烯酸酯乳液以多种丙烯酸酯单体、含氟硅氧烷单体、正硅酸四乙酯共聚得到，该含氟硅丙烯酸酯乳液能够参与水泥水化，从而在混凝土体系内形成连续性薄膜，以提高混凝土的力学性能；而由于含氟硅氧烷单体的存在，其疏水性得到提升，混凝土的吸水率降低，抗渗、抗冻融性能得到提升。得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体为一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺。

技术介绍

[0002]混凝土，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，水泥混凝土能够广泛应用于道路修复、土木工程、建筑工程等施工领域。
[0003]现有混凝土成型后，当雨水与混凝土接触后，水会被微孔所产生的毛细作用吸附到混凝土的外表面，并渗透进入混凝土结构中，进而造成混凝土腐蚀破坏，同时混凝土的抗冻融性、耐磨性也需要针对性进行提升，以提高混凝土的使用寿命。
[0004]基于该情况，本申请公开了一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺，以解决该技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土的制备工艺，包括以下步骤：（1）取氮化硼、碳化硼和铁粉，混合搅拌均匀，得到混合料；取聚乙烯醇和去离子水混合，搅拌30~40min，加入混合料，继续搅拌40~50min，在90~100kN压力下压制成坯体，转移至100~105℃下干燥9~10h，再升温至1150~1200℃，保温烧结1.5~2h，烧结后粉碎，磁性筛分，得到填料；（2）取甲基丙烯酸十三氟辛酯和γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷，混合均匀，氮气气氛下反应18~20h，反应温度为55~60℃，反应结束后冷却，得到含氟硅氧烷单体；取填料、氮化硼、碳化硼混合，加入无水乙醇和去离子水，超声分散20~30min，加入含氟硅氧烷单体，调节pH至3，70~80℃下搅拌3~4h，反应结束后冷却，离心收集产物，洗涤干燥，得到耐磨填料；（3）取硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、玄武岩碎石、耐磨填料和含氟硅丙烯酸酯乳液，搅拌30~40min，加入减水剂、缓凝剂和水，搅拌均匀，得到混凝土。
[0007]较优化的方案，步骤（3）中，各物质用量为：以重量计，硅酸盐水泥200~210份、粉煤灰75~80份、河砂50~60份、玄武岩碎石70~80份、耐磨填料5~15份、含氟硅丙烯酸酯乳液1~3份、减水剂5~10份、缓凝剂6~8份、水170~190份。
[0008]较优化的方案，所述含氟硅丙烯酸酯乳液的制备步骤为：取反应单体混合，搅拌均匀，加入偶氮二异丁腈，继续搅拌30~40min，得到物料A；所述反应单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸酯正丁酯和含氟硅氧烷单体；取正硅酸四乙酯，在75~80℃下搅拌
均匀，缓慢滴加物料A，保温反应8~9h，反应结束后冷却，出料，得到含氟硅丙烯酸酯乳液。
[0009]较优化的方案，所述反应单体各物质含量为：30~35wt%甲基丙烯酸甲酯、6~8wt%丙烯酸羟乙酯、3~5wt%含氟硅氧烷单体，其余为丙烯酸酯正丁酯；所述偶氮二异丁腈用量为反应单体的0.3~0.5wt％；所述正硅酸四乙酯用量为物料A的6~8wt%。
[0010]较优化的方案，混凝土浇注成型时，设置外加磁场，外加磁场的方向向上，磁场强度为50~100mT。
[0011]较优化的方案，步骤（2）耐磨填料中，填料、氮化硼、碳化硼的质量比为1：1：1。
[0012]较优化的方案，步骤（1）混合料中，所述氮化硼、碳化硼质量比为1：1；所述氮化硼、碳化硼总量与铁粉的质量比为1：（4~5）。
[0013]较优化的方案，根据以上任一项所述的一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土的制备工艺制备的耐磨混凝土。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术公开了一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺，方案以硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、玄武岩碎石、耐磨填料、含氟硅丙烯酸酯乳液、减水剂等组分混合，搅拌均匀后得到混凝土成品；为提高混凝土的耐磨性能，本申请在混凝土中加入了碳化硼、氮化硼等硬度较高的耐磨填料，将其作为增强填料添加至混凝土中，混凝土的耐磨性、抗压强度等力学性能都能够得到有效改善；为提高混凝土的疏水、抗压强度等性能，本申请在方案中引入了含氟硅丙烯酸酯乳液，该含氟硅丙烯酸酯乳液以多种丙烯酸酯单体、含氟硅氧烷单体、正硅酸四乙酯共聚得到，该含氟硅丙烯酸酯乳液能够参与水泥水化，从而在混凝土体系内形成连续性薄膜，以提高混凝土的力学性能；而由于含氟硅氧烷单体的存在，其疏水性得到提升，混凝土的吸水率降低，抗渗、抗冻融性能得到提升。
[0015]方案主要创造点具体为：本申请中先以氮化硼、碳化硼和铁粉混合，再以聚乙烯醇为粘结剂，压制成坯体置于100~105℃下干燥9~10h，以去除多余的水分，同时进行高温煅烧，得到填料；该步骤的目的是为了引入磁性氮化硼、磁性碳化硼，磁性的引入，在后续进行混凝土浇注时配合设置外加磁性，并且限定外加磁场的方向向上，因此磁性氮化硼、磁性碳化硼会在磁性作用下移动，并富集至混凝土表面；因此在该方案基础上，利用疏水单体对磁性氮化硼、磁性碳化硼表面接枝，此时混凝土的疏水性能能够大大提升，表层的吸水率降低，实际使用时寿命更长；且混凝土的表面抗冲击性能、韧性更强。
[0016]同时，在混凝土体系中，本方案也添加了不曾引入磁性的氮化硼、碳化硼，当填料富集至混凝土上方时，不曾引入磁性的常规氮化硼、碳化硼能够正常分散在混凝土体系中，配合含氟硅丙烯酸酯乳液的存在，以保证混凝土的整体力学性能和抗渗性能。
[0017]在该方案基础上，本申请将疏水单体设计为含氟硅氧烷单体，并以含氟硅氧烷单体作为共聚反应单体来制备含氟硅丙烯酸酯乳液，该设计的目的也是为了提高填料与混凝土之间的相容性，从而进一步保证混凝土的力学性能。
[0018]本方案公开了一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土及其制备工艺，工艺设计合理，混凝土各组分配比适宜，制备得到的混凝土不仅具有优异的耐磨性能，而且其抗压强度、抗折强度得到提升，抗冻融性能更为优异，具有较高的实用性。
具体实施方式
[0019]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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本方案以上实施例、对比例中，河砂的最大粒径5mm，连续级配，细度模数为2.6，表观密度为2.61g/cm3，堆积密度为1.51
×
103kg/m。玄武岩碎石的表观密度为2.84g/cm3，堆积密度为1.53
×
103kg/m3；压碎值为3.3%，颗粒级配为5~10mm，10~20mm连续级配。减水剂为聚羧酸减水剂，缓凝剂为硼酸。
[0021]实施例1一种用于道路快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）取氮化硼、碳化硼和铁粉，混合搅拌均匀，得到混合料；取聚乙烯醇和去离子水混合，搅拌30~40min，加入混合料，继续搅拌40~50min，在90~100kN压力下压制成坯体，转移至100~105℃下干燥9~10h，再升温至1150~1200℃，保温烧结1.5~2h，烧结后粉碎，磁性筛分，得到填料；（2）取甲基丙烯酸十三氟辛酯和γ
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氨丙基三甲氧基硅烷，混合均匀，氮气气氛下反应18~20h，反应温度为55~60℃，反应结束后冷却，得到含氟硅氧烷单体；取填料、氮化硼、碳化硼混合，加入无水乙醇和去离子水，超声分散20~30min，加入含氟硅氧烷单体，调节pH至3，70~80℃下搅拌3~4h，反应结束后冷却，离心收集产物，洗涤干燥，得到耐磨填料；（3）取硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、玄武岩碎石、耐磨填料和含氟硅丙烯酸酯乳液，搅拌30~40min，加入减水剂、缓凝剂和水，搅拌均匀，得到混凝土。2.根据权利要求1所述的一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土的制备工艺，其特征在于：步骤（3）中，各物质用量为：以重量计，硅酸盐水泥200~210份、粉煤灰75~80份、河砂50~60份、玄武岩碎石70~80份、耐磨填料5~15份、含氟硅丙烯酸酯乳液1~3份、减水剂5~10份、缓凝剂6~8份、水170~190份。3.根据权利要求1所述的一种用于道路快速修复的抗冲击耐磨混凝土的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊祥，陈锴洲，郑少蔚，陈子楠，陈壮辉，
申请(专利权)人：广东潮泰建设有限公司，
类型：发明
国别省市：