【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土表面防护，具体涉及一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、混凝土结构在服役过程中会受到各种环境因素的侵蚀，如海水中氯离子侵蚀是一种常见的造成海工混凝土结构破坏的方式。由于混凝土结构内部含有大量孔隙，水中的氯离子容易通过这些孔隙进入到混凝土结构的内部，其与水中氢离子形成的酸性环境会破坏混凝土结构中钢筋表面的钝化膜，加速钢筋锈蚀。同时，形成的酸性环境还会引起混凝土内部的石灰石溶解，导致混凝土内部的孔隙度增大，造成混凝土结构的力学性能和耐久性下降。同时，孔隙度的增大导致外界二氧化碳和水分更容易进入混凝土内部与水化产物氢氧化钙反应，降低混凝土的碱度，造成混凝土对钢筋的保护作用减弱。
3、目前，研究人员已经开发了多种措施克服上述问题。其中，在混凝土结构表面涂刷有机材料形成的保护膜是防止被氯离子侵蚀的有效方式之一，有机保护膜虽然能够防止水中氯离子向混凝土结构内部渗透，但这类保护膜在服役期间存在自身性能不足的问题，如容易老化开裂，微生物侵蚀破坏以及耐磨性不足等，从而失去对混凝土结构的保护作用。因此，提升有机防护膜自身的性能是确保对混凝土结构形成更加长效的保护的重要措施。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，该工艺有效提升了防护剂自身
2、一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括如下步骤：
3、（1）将纳米二氧化钛与mn2+源的水溶液混匀后进行干燥处理，然后将得到的混合物与废弃玻璃粉混匀后再保护气氛中进行烧结处理，完成后将得到的烧结产物粉磨，即得耐磨剂。
4、（2）将硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与质量分数为85~92%的乙醇混匀后在保护气氛中静置，完成后将得到的混合物干燥处理后粉磨，即得修复剂。
5、（3）将有机聚合物胶粉与无水乙醇混合形成胶液，然后加入氧化石墨烯、抗老化剂以及上述的耐磨剂、修复剂，混匀后即得聚合物基防护剂，可用于喷涂或者涂刷到混凝土结构的表面上，固化后形成防护层。
6、进一步地，步骤（1）中，所述纳米二氧化钛与mn2+源的水溶液的比例为1g：5~12ml，所述水溶液中mn2+源的质量分数为0.7~1.1%。可选地，所述mn2+源包括氯化锰、硫酸锰、硝酸锰等中的至少一种。
7、进一步地，步骤（1）中，所述干燥温度为80~100℃，时间为50~70min。
8、进一步地，步骤（1）中，所述废弃玻璃粉与混合物的比例为100重量份：28~35重量份。
9、进一步地，步骤（1）中，所述烧结处理的温度高于废弃玻璃粉的软化温度。所述烧结处理的时间为所述废弃玻璃粉熔融后继续保持10~15min。可选地，所述保护气氛包括氮气、氩气等中的任意一种。
10、进一步地，步骤（1）中，将所述烧结产物粉磨至80~120目，即得所述耐磨剂。
11、进一步地，步骤（2）中，所述硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉、乙醇的比例为1.0~3.5重量份：0.45~1.2重量份：0.13~0.2重量份：0.7~1.6重量份。可选地，所述甲基硅酸盐包括甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的至少一种。
12、进一步地，步骤（2）中，所述静置时间为3~5小时，所述保护气氛包括氮气、氩气等中的任意一种，以使所述硅酸盐水泥颗粒表面在乙醇提供的少量水分作用下进行有限的预水化反应，在水泥颗粒表层形成胶凝组分，进而在水泥颗粒表面负载上甲基硅酸盐和石膏。
13、进一步地，步骤（2）中，所述干燥处理的温度为50~60℃，时间为20~30min，以去除所述固体产物中残留的乙醇。
14、进一步地，步骤（2）中，将所述混合物粉磨至粒径20~100μm，即得所述修复剂。
15、进一步地，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉与无水乙醇的比例为30~40重量份：95~100重量份。可选地，所述有机聚合物胶粉包括但不限于：聚丙烯酸酯胶粉、乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉、聚乙烯吡咯烷酮胶粉等中的任意一种。
16、进一步地，步骤（3）中，所述胶液、氧化石墨烯、抗老化剂、耐磨剂、修复剂的重量份比为75~87份：1.0~1.7份：0.25~0.4份：9~13份：20~26份。可选地，所述抗老化剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂等中的至少一种。
17、相较于现有技术，本专利技术的技术方案至少具有以下方面的有益效果：
18、本专利技术的工艺制备的聚合物基防护剂中不仅具有能够提高形成的聚合物保护层的抗裂能力的氧化石墨烯和提高抗老化能力的抗老化剂，从而提高保护层的服役寿命。同时，本专利技术还在所述聚合物基防护剂中加入了耐磨剂，不仅能够提高保护层的耐磨性，而且能够使所述保护层具备利用可见光催化氧化杀菌的功能。为此，本专利技术先在纳米二氧化钛上负载mn2+源，然后与废弃玻璃粉在高温下烧结后粉磨，从而形成负载有纳米二氧化钛的硬质玻璃质的耐磨剂，其分散在所述防护剂形成的聚合物基保护层中后作为增强相不仅能够提高保护层的耐磨性，而且负载在二氧化钛纳米粒子表面的mn2+在烧结高温下向二氧化钛的晶格中扩散，从而引入晶格畸变等缺陷形成电子捕获陷阱，延长光生电子和空穴复合的时间，从而有助于将二氧化钛的光催化响应范围扩展至可见光区，使本专利技术的所述保护层具有利用环境中的可见光氧化降解附着在其表面微生物的作用，减小附着在保护层上的微生物的降解作造成的破坏，提高保护层的服役寿命。同时，本专利技术通过将二氧化钛纳米粒子先负载到玻璃质的耐磨剂上后再分散到胶液中，有助于克服将纳米二氧化钛直接分散到胶液中时由于其易团聚，再加上胶液粘性较大而造成的二氧化钛纳米粒子团聚严重，不易分散的问题，而本专利技术利用玻璃质的载体良好的分散性很好地克服了上述问题。
19、另外，本专利技术的防护剂还具有能够使保护层形成二次防护的修复剂，从而使保护层具备自修复功能。为此，本专利技术以硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与含有一定水分的乙醇为原料，将其混匀后先在保护气氛中静置，然后进行干燥和粉磨处理后形成修复剂。在此过程中水泥颗粒的表面利用所述乙醇提供的少量的水分在静置过程中进行有限度的预水化反应，形成的凝胶产物可将所述甲基硅酸盐与石膏粉结合负载到水泥颗粒上，使本专利技术的所述聚合物基防护剂在涂覆在混凝土结构表面干燥成膜形成保护层后，一旦出现裂纹造成外界水分、空气进入，暴露在裂纹界面处的所述修复剂中的水泥会利用所述水分进行水化反应，其形成的胶凝产物能够对裂纹形成填充和密封，同时所述石膏与水泥中的铝酸钙熟料进一步反应形成微膨胀性的钙矾石，其可以辅助所述胶凝产物更好地密实裂纹。所述甲基硅酸盐则在此过程利用水分与空气中的二氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述纳米二氧化钛与Mn2+源的水溶液的比例为1g：5~12ml，所述水溶液中Mn2+源的质量分数为0.7~1.1%；
3.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述废弃玻璃粉与混合物的比例为100重量份：28~35重量份。
4.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述保护气氛包括氮气、氩气中的任意一种；
5.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉、乙醇的比例为1.0~3.5重量份：0.45~1.2重量份：0.13~0.2重量份：0.7~1.6重量份。
6.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述甲基硅酸盐包括甲基硅
7.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述静置时间为3~5小时；
8.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，将所述混合物粉磨至粒径20~100μm。
9.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉与无水乙醇的比例为30~40重量份：95~100重量份；
10.根据权利要求1-9任一项所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉包括聚丙烯酸酯胶粉、乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉、聚乙烯吡咯烷酮胶粉中的任意一种；
...【技术特征摘要】
1.一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述纳米二氧化钛与mn2+源的水溶液的比例为1g：5~12ml，所述水溶液中mn2+源的质量分数为0.7~1.1%；
3.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述废弃玻璃粉与混合物的比例为100重量份：28~35重量份。
4.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述保护气氛包括氮气、氩气中的任意一种；
5.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉、乙醇的比例为1.0~3.5重量份：0.45~1.2重量份：0.13~0.2重量份：0.7...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆明浩，王峥，刘新强，钱成多，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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