【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料及其制备方法。
技术介绍
0、
技术介绍
1、水泥基胶凝材料在土木工程领域具有极其广泛的应用，是用量最大的建筑材料。然而在水下施工时，传统的水泥基胶凝材料拌合物容易受到水的冲刷而产生骨料分离、水泥流失等问题，混凝土质量无法保证，同时容易对水环境产生污染。为了提升施工质量和降低污染，不得不采取各种方式来进行隔水和去水处理，这大大增加了施工难度和成本。随着水下工程的不断发展和增多，为保证施工质量和降低施工成本，对应用于水下建设施工的胶凝材料的选型和施工工艺提出了更高的要求，胶凝材料必须具有水下不分离性和低沁水性等性质。
2、中国专利技术专利cn106747146a公开了一种水下抗分散水泥基灌浆料，其采用了uwb-ⅱ和纤维素醚类的抗分散剂，制备得到的水泥基灌浆料注入水中后水泥流失量少、抗分散性和流动性较好。但其存在着抗分散剂的用量较大、成本较高等缺点，在实际工程中应用受限。
3、中国专利技术专利cn101607807a公开了一种聚氨酯水泥复合材料，其发挥聚氨酯浆液与水泥浆两者所长，制备得到的复合材料可以克服在动水作用下易流失的缺点。但其存在着固结后抗压强度低等缺点，难以满足力学强度设计要求。
4、因此，急需开发一种可以有效抵抗水流冲散，以及在水中凝结硬化后具有较高强度的水泥基胶凝材料，这对于水下结构的施工建设、服役寿命提升以及促进环境保护等具有重要意义。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料及其制备方法，可以有效抵抗水流冲散，并且在水中凝结硬化后具有较高强度。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，所述驱水型胶凝材料按质量计包括以下各组分：100份快硬水泥、30-60份水、25-50份石粉、25-50份粉煤灰、10-15份硅粉、25-35份偏高岭土、0-10份纳米黏土、1-2份减水剂、0.5-5份淀粉、5-10份有机单体、0.05-0.3份引发体系和0.005-0.05份交联剂。
4、优选的，所述石粉的粒径为10-50μm，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，所述硅粉的粒径为5-30μm，所述偏高岭土的比表面积为500m2/kg；将石粉、粉煤灰、硅粉和偏高岭土进行复配，制得集料。
5、优选的，所述纳米黏土为粒径10-50nm的纳米蒙脱土；和/或，所述淀粉为玉米、红薯和糯米淀粉其中任意一种或者任意两种以上组合。
6、优选的，所述有机单体由丙烯酰胺与丙烯酸盐进行复配，且丙烯酰胺与丙烯酸盐的质量比为0.3-0.5。
7、优选的，所述丙烯酸盐为丙烯酸钾、丙烯酸钠、丙烯酸钙和丙烯酸镁中的任意一种或者任意两种以上组合。
8、优选的，所述引发体系由引发剂与助引发剂进行复配，且引发剂与助引发剂的质量比为0.8-1.2。
9、优选的，引发剂为水溶性氧化剂，且为过氧化氢和过硫酸盐中的任意一种或两种的组合；过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的任意一种或任意两种以上的组合。
10、优选的，助引发剂为水溶性还原剂，且为硫酸亚铁、亚硫酸盐中的任意一种或两种的组合，亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾和亚硫酸氢钾中的任意一种或者任意两种以上组合。
11、优选的，所述交联剂为二乙烯基苯、甲基丙烯酸羟乙酯以及n-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种或者任意两种以上组合。
12、另外一方面，还提供了一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)将淀粉溶解于水中并使淀粉发生水解，得到淀粉溶液；
14、(2)将有机单体溶于水中，将引发剂和助引发剂加入到有机单体溶液中，以120-150rpm的速率搅拌1min，将交联剂加入到有机单体溶液中，以150-180rpm的速率搅拌2min，使引发剂、助引发剂和交联剂充分溶解，得到混合溶液，备用；
15、(3)按照质量份分别称取水泥、集料、纳米黏土和减水剂，将其倒入干粉搅拌机中搅拌3min，得到混合粉料，备用；
16、(4)将步骤(1)所得的淀粉溶液和步骤(2)得到的混合溶液倒入步骤(3)得到的混合粉料中，慢速搅拌1min，再快速搅拌2min后得到所述的生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料。
17、本专利技术采用的技术方案，具有如下有益效果:
18、采用了生物基杂化聚合技术，生物基杂化聚合是通过淀粉的水解形成富含有机基团的粘结基体，并结合有机物的聚合反应、水泥的水化反应以及矿物掺合料的物理粘结作用共同形成高粘聚性胶体，可以抵抗水的侵蚀。
19、另外，因为有机物对水泥基体的改善作用，固化后胶凝材料具有更高的力学强度；这种胶凝材料可以进一步与细骨料、粗骨料进行结合，形成砂浆、灌浆料和混凝土等多形式的建筑材料，拓宽应用场景，为减小水下结构施工难度和成本，改善施工质量和降低环境污染具有非常大的潜在应用价值。
20、本专利技术制备的生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料在水下具有良好的抗分散性和驱水性，保持组分的完整性从而有助于水化反应的充分进行，具有更高的机械抗压强度。从而解决了传统水泥基胶凝材料在用于水下施工时材料易飘散于水中、污染环境和后期强度低的问题，可提高水下结构的安全和可靠性。
21、本专利技术的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
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1.一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述驱水型胶凝材料按质量计包括以下各组分：100份快硬水泥、30-60份水、25-50份石粉、25-50份粉煤灰、10-15份硅粉、25-35份偏高岭土、0-10份纳米黏土、1-2份减水剂、0.5-5份淀粉、5-10份有机单体、0.05-0.3份引发体系和0.005-0.05份交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述石粉的粒径为10-50μm，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，所述硅粉的粒径为5-30μm，所述偏高岭土的比表面积为500m2/kg；将石粉、粉煤灰、硅粉和偏高岭土进行复配，制得集料。
3.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述纳米黏土为粒径10-50nm的纳米蒙脱土；和/或，所述淀粉为玉米、红薯和糯米淀粉其中任意一种或者任意两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述有机单体由丙烯酰胺与丙烯酸盐进行复配，且丙烯酰胺与丙烯酸盐的质量比为0.3
5.根据权利要求4所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述丙烯酸盐为丙烯酸钾、丙烯酸钠、丙烯酸钙和丙烯酸镁中的任意一种或者任意两种以上组合。
6.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述引发体系由引发剂与助引发剂进行复配，且引发剂与助引发剂的质量比为0.8-1.2。
7.根据权利要求6所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，引发剂为水溶性氧化剂，且为过氧化氢和过硫酸盐中的任意一种或两种的组合；过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的任意一种或任意两种以上的组合。
8.根据权利要求6所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，助引发剂为水溶性还原剂，且为硫酸亚铁、亚硫酸盐中的任意一种或两种的组合，亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾和亚硫酸氢钾中的任意一种或者任意两种以上组合。
9.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述交联剂为二乙烯基苯、甲基丙烯酸羟乙酯以及N-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种或者任意两种以上组合。
10.一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料的制备方法，采用权利要求1至9中任意一项所述的生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料所包含的组分进行制备，
...【技术特征摘要】
1.一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述驱水型胶凝材料按质量计包括以下各组分：100份快硬水泥、30-60份水、25-50份石粉、25-50份粉煤灰、10-15份硅粉、25-35份偏高岭土、0-10份纳米黏土、1-2份减水剂、0.5-5份淀粉、5-10份有机单体、0.05-0.3份引发体系和0.005-0.05份交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述石粉的粒径为10-50μm，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，所述硅粉的粒径为5-30μm，所述偏高岭土的比表面积为500m2/kg；将石粉、粉煤灰、硅粉和偏高岭土进行复配，制得集料。
3.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述纳米黏土为粒径10-50nm的纳米蒙脱土；和/或，所述淀粉为玉米、红薯和糯米淀粉其中任意一种或者任意两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料，其特征在于，所述有机单体由丙烯酰胺与丙烯酸盐进行复配，且丙烯酰胺与丙烯酸盐的质量比为0.3-0.5。
5.根据权利要求4所述的一种生物基杂化聚合的驱水型胶凝材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻坚，曾强，徐军岳，徐刚，华献宏，杨杰，吴凯，陈廉政，经鑫，范震凯，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司金华供电公司，
类型：发明
国别省市：
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