一种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法 |
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| 申请号 | CN201610268384.4 | 申请日 | 2016-04-27 | 公开(公告)号 | CN105819744A | 公开(公告)日 | 2016-08-03 |
| 申请人 | 山东乾元工程集团有限公司; | 发明人 | 牛丽霞; 吕子琳; 宫晓东; 胡光敏; 刘春青; 初建; 刘建伟; 薄万芳; 郭萌; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种耐 水 型 水泥 裂缝填充添加剂及使用方法。其技术方案是：按球状纳米SiO2粉末： 硅 烷 偶联剂 =1:0.2～1:0.6的比例，制成表面有机化改性的SiO2；按有机化改性的SiO2：苯 甲酸 钠=1:10～1:50的比例，搅拌待用；按与SiO2 质量 比4:1～12:1的比例称取环 氧 树脂 ，缓慢加入到上述步骤中，搅拌混合得到裂缝添加剂。有益效果是：纳米SiO2具有纳米尺度的相关效应，具有高表面积、强 吸附 性和特殊的表面性质，采用硅烷偶联剂对无机纳米SiO2表面改性，使之能在 环氧树脂 中实现良好的分散和相互作用，本发明将 纳米材料 和高分子材料进行功能化组合，展现出更为优异的裂缝填充补强性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种耐水型水泥裂缝填充添加剂，其特征是：由以下步骤制成： |
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| 说明书全文 | 一种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法技术领域背景技术[0002] 水泥基混凝土施工方便、造价低、适用性强，是目前最重要和最广泛使用的建筑材料，可以用在道路、桥梁、码头、堤坝、工业和民用建筑中。但是自然环境中多种因素，水、光、温度、氧化等等，引起混凝土和水泥墙面出现裂缝，引起腐蚀、结构强度下降、建筑能耗增加等问题，需要花费大量的资金进行裂缝修补。混凝土裂缝或外墙裂缝是由于固体材料中的不连续、缺陷、微观裂缝发展而来的，当材料受到的应力超过其承受强度时，就会出现裂缝，可以引起渗水、起皮、钢筋锈蚀、混凝土碳化等后果。因此需要对混凝土外表面不断进行维护和修复，防止裂缝出现和扩大。 [0003] 水泥裂缝修复材料包括：水泥基材料（水泥净浆、水泥砂浆、自密实混凝土等），改性水泥基材料（高铝水泥砂浆、纤维混凝土等），聚合物改性水泥基材料（丁苯乳胶改性水泥基材料、醋酸乙烯酯改性水泥基材料、环氧砂浆、聚酯砂浆等），醇聚合物材料（环氧树脂、聚氨酯等）。裂缝修补材料应该同水泥有较强的粘结性能，同时，还应具有一定的网络结构用以分散裂缝处的应力。在纳米复合材料概念提出后，利用纳米材料自身的结构单元所具有新颖的物理、化学和界面特性，将纳米材料应用在材料领域，进而开发功能化的复合材料。理想复合材料可以同时具有两种材料的优异性能，在协同作用下，具有“1+1＞2”的效果。将纳米材料同原有的裂缝修复材料进行有效地相互作用，借助二者之间的正协同作用，可以进一步提高裂缝修复材料的应用性能。 发明内容[0005] 本发明提到的一种耐水型水泥裂缝填充添加剂，由以下步骤制成：第一步，将180份无水乙醇和20份蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5份，缓慢加入到容器中，匀速搅拌，待用； 第二步，按照SiO2质量的20～60%比例，称量氨丙基三乙氧基硅烷，加入到第一步的容器中，超声处理2小时，再在30℃的温度下，匀速搅拌，成为表面有机化改性的SiO2，待用； 第三步，按照与SiO2质量比1:10～1:50，加入苯甲酸钠到第二步的容器中，匀速搅拌4小时，待用； 第四步，按照与SiO2质量比4:1～12:1的比例称取环氧树脂，缓慢加入到第三步的容器中，室温下搅拌至混合均匀，得到裂缝添加剂。 [0006] 本发明提到的第二种耐水型水泥裂缝填充添加剂，由以下步骤制成：第一步，将180份无水乙醇和20份蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5份，缓慢加入到容器中，匀速搅拌，待用； 第二步，按照SiO2质量的20～60%比例，称量3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入到第一步的容器中，超声处理2小时，再在30℃的温度下，匀速搅拌，成为表面有机化改性的SiO2，待用； 第三步，按照与SiO2质量比1:10～1:50，加入苯甲酸钠到第二步的容器中，匀速搅拌4小时，待用； 第四步，按照与SiO2质量比4:1～12:1的比例称取环氧树脂，缓慢加入到第三步的容器中，室温下搅拌至混合均匀，得到裂缝添加剂。 [0007] 本发明提到的第三种耐水型水泥裂缝填充添加剂，由以下步骤制成：第一步，将180份无水乙醇和20份蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5份，缓慢加入到容器中，匀速搅拌，待用； 第二步，按照SiO2质量的20～60%比例，称量r-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷，加入到第一步的容器中，超声处理2小时，再在30℃的温度下，匀速搅拌，成为表面有机化改性的SiO2，待用； 第三步，按照与SiO2质量比1:10～1:50，加入苯甲酸钠到第二步的容器中，匀速搅拌4小时，待用； 第四步，按照与SiO2质量比4:1～12:1的比例称取环氧树脂，缓慢加入到第三步的容器中，室温下搅拌至混合均匀，得到裂缝添加剂。 [0008] 上述的环氧树脂为双酚A环氧树脂、甘油环氧树脂或环戊二烯环氧树脂。 [0009] 本发明提到的耐水型水泥裂缝填充添加剂的使用方法，包括以下步骤：在容器中加入水3份，缓慢加入羧甲基纤维素1份，搅拌至混合均匀；再加入聚乙烯醇2份，继续搅拌混合均匀；再加入硅酸盐水泥10份，继续搅拌，再加入所述耐水型水泥裂缝填充添加剂5份，搅拌10min，形成耐水型水泥裂缝填充材料。 [0010] 本发明的有益效果是：纳米SiO2具有纳米尺度的相关效应，具有高表面积、强吸附性和特殊的表面性质，采用氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）或r-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷对无机纳米SiO2表面改性，使之能在环氧树脂中实现良好的分散和相互作用，制备出纳米/聚合物复合裂缝添加剂。 [0011] 另外，本发明的裂缝填充添加剂在使用过程中，通过加入纤维组分（羧甲基纤维素）和疏水固化剂（聚乙烯醇），该裂缝添加剂中的纳米SiO2通过纳米材料的特性，增强环氧树脂与裂缝的粘结性，同时其表面还具有疏水的特性；纤维组分的网络结构可以分散裂缝处应力，通过物理化学作用结合而形成的正协同效应，可以进一步发挥水泥基材的粘结补强作用，提高了应用性能。本发明耐水型水泥裂缝填充材料是通过合理的结构和作用设计，将纳米材料和高分子材料进行功能化组合，展现出更为优异的裂缝填充补强性能。 具体实施方式[0012] 下面将结合本发明的多个实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，具体如下：实施例1：本发明提到的一种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法，其步骤如下： （1）将180ml无水乙醇和20ml蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5g，缓慢加入到容器中，匀速（100r/min）搅拌60min； （2）再加入1.0g氨丙基三乙氧基硅烷，超声处理2小时后，在30℃的温度下，匀速50～ 150r/min搅拌10小时，成为表面有机化改性的SiO2，待用； （3）加入0.2苯甲酸钠，继续50r/min搅拌4小时，待用； （4）再加入双酚A环氧树脂20g，室温下150r/min搅拌2小时至混合均匀，得到裂缝填充添加剂。 [0013] 具体使用时，在容器加入水3份，缓慢加入羧甲基纤维素（CMC）1份，搅拌至混合均匀；再加入聚乙烯醇（PVA）2份，继续搅拌混合均匀；再加入硅酸盐水泥10份，继续搅拌，再加入上述制备的裂缝填充添加剂（液体）5份，搅拌10min，形成耐水型水泥裂缝填充材料。 [0014] 实施例2：本发明提到的第二种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法，其步骤如下：（1）将180ml无水乙醇和20ml蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5g，缓慢加入到容器中，匀速（100r/min）搅拌60min； （2）再加入3g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时后，在30℃的温度下，150r/min搅拌10小时； （3）加入0.5g苯甲酸钠，继续150r/min搅拌4小时，待用； （4）再加入双酚A环氧树脂60g，室温下150r/min搅拌2小时至混合均匀，得到裂缝填充添加剂。 [0015] 具体使用时，在容器加入水3份，缓慢加入羧甲基纤维素（CMC）1份，搅拌至混合均匀；再加入聚乙烯醇（PVA）2份，继续搅拌混合均匀；再加入硅酸盐水泥10份，继续搅拌，再加入裂缝填充添加剂（液体）5份，搅拌10min，形成耐水型水泥裂缝填充材料。 [0016] 实施例3：本发明提到的第三种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法，过程如下：（1）将180ml无水乙醇和20ml蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5g，缓慢加入到容器中，匀速（100r/min）搅拌60min； （2）再加入2g的r-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时后，在30℃的温度下，100r/min搅拌10小时； （3）加入0.1g苯甲酸钠，继续100r/min搅拌4小时，待用； （4）再加入双酚A环氧树脂40g，室温下150r/min搅拌2小时至混合均匀，得到裂缝填充添加剂。 [0017] 在容器加入水3份，缓慢加入羧甲基纤维素（CMC）1份，搅拌至混合均匀；再加入聚乙烯醇（PVA）2份，继续搅拌混合均匀；再加入硅酸盐水泥10份，继续搅拌，再加入裂缝填充添加剂（液体）5份，搅拌10min，形成耐水型水泥裂缝填充材料。 [0018] 实施例4：本发明提到的第四种耐水型水泥裂缝填充添加剂及使用方法，过程如下：（1）将180ml无水乙醇和20ml蒸馏水在容器中混合，称量球状纳米SiO2粉末5g，缓慢加入到容器中，匀速（100r/min）搅拌60min； （2）再加入3g氨丙基三乙氧基硅烷，超声处理2小时后，在30℃的温度下，150r/min搅拌 |
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