CN106517864A - 环氧树脂乳液改性防水抗渗剂及其混凝土制备方法 - Google Patents

环氧树脂乳液改性防水抗渗剂及其混凝土制备方法 Download PDF

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Abstract

一种防水抗渗混凝土及其制备方法，为提供一种防水抗渗混凝土，本发明提供一种如下的技术方案：一种防水抗渗混凝土，所述的混凝土包括如下重量组分的物质：水泥60～120份：固化剂6～10份：环氧树脂乳液10～20份：层状硅酸盐矿物80～20份：膨润土4～10份：耐碱玻璃纤维3～5份：聚氧化乙烯0.2～0.4份：引气剂0.5～1份：多孔颗粒骨料20～60份：减水缓凝剂0.2～1.2份；本发明的有益效果：环氧树脂乳液改性活化在水泥水化的早起就开始进行交联、固化，大大提高了混凝土的防水抗渗抗弯折强度与普通水泥相比具有低密度、低质量、较小的导热系数，结合能力强，提高了混凝土防水抗渗透性能，并且具有较好的隔热、保湿、防水、阻燃及绿色环保性能。

Description

环氧树脂乳液改性防水抗渗剂及其混凝土制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土，具体地说，它涉及一种环氧树脂乳液改性防水抗渗剂及利用环氧树脂乳液与选择性建构方法制成的防水抗渗混凝土。
背景技术
伴随建筑与建材科技创新的快速发展，对混凝土的市场需求呈现多元化，以瞄准市场需求，推动去产能，实施“供给侧”发展方式，在保留不同类型混凝土性能标准与功能方向的同时，通过个性化的选择性建构制备工艺，优化混凝土工艺指标，提升品质，尤显紧迫。选择性建构是基于不同建筑建设工程技术要求，依据混凝土性能标准，对混凝土的复方配比改性结构及工艺进行灵活化载，加减运用“师其法而不泥其方”。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。混凝土本身是多孔形的并非所有空间都有骨料以固态填充其中。水泥经掺水混合过程中会产生较多孔隙。在混凝搅拌过程中还会发生大量气泡。尽管混凝土制造业选用优质骨料，水泥以适当配比混料拌合，但混凝土制备工艺所产生的合成结构空隙仍无法完全消失规避，最终造成混凝土交联结构破坏形成干裂渗水。
为达到防水抗渗性能，一般都要在混凝土中添加抗渗剂(外加剂)，提高混凝土的自防水和抗渗性能。抗渗剂可替代沙子拌合混凝土，在抗渗与混凝土化学合成反应过程中，其主要成分中高分子化合物的原子结构固化交联。环氧树脂乳液的改性活化物征，在水泥水化的早期就开始进行交联与固化，并通过固化剂控制环境树脂的固化反应，使水泥混凝土形成环氧网络插层状的结构，该结构呈现的多向多维化学改性特征，使水泥具有憎水性与普通混凝土相比，具有低密度低质量，较小的导热系数，结合能力强，不易收缩干裂。层状结构表面细腻，强度较好，大大提高了混凝土的抗弯折强度。防水防渗透，并且具有较好的隔热保湿防水阻燃剂绿色环保性能。
发明内容
针对现有技术领域中的瑕疵与不足，改善现有工艺，提供一种防水抗渗性能良好的环氧树脂乳液改性防水抗渗剂，并提供一种利用上述防水抗渗剂制成防水抗渗混凝土。
所述的抗渗剂包括如下重量组分的物质：固化剂6～10份：环氧树脂乳液10～20份：膨润土4～10份：耐碱玻璃纤维3～5份：聚氧化乙烯0.2～0.4份：引气剂0.5～1份：多孔颗粒骨料20～60份：减水缓凝剂0.2～1.2份；
采用上述防水抗渗剂的混凝土包括如下重量份物质：
水泥60～120份：固化剂6～10份：环氧树脂乳液10～20份：层状硅酸盐矿物80～20份：膨润土4～10份：耐碱玻璃纤维3～5份：聚氧化乙烯0.2～0.4份：引气剂0.5～1份：多孔颗粒骨料20～60份：减水缓凝剂0.2～1.2份。
述减水缓凝剂的制备方法为：第一步：以木薯淀粉为原料,95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；第二步：采用极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。木薯淀粉，是木薯经过淀粉提取后脱水干燥而成的粉末。
进一步的，所述固化剂为氨乙基哌嗪。
进一步的，所述层状硅酸盐矿物为云母粉、滑石粉和高岭石粉中的一种或几种的混合物。层状硅酸盐矿物可以在混凝土中形成一定的片层状结构，具有较好的隔热、防火的能力，并且层状结构的表面较为细腻，防裂性能较好，防水防渗；并且在较为巨大的破坏力时，层状结构的外层损坏不会影响到内部性能，从而具有良好的保护效果。
进一步的，所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述多孔颗粒骨料采用玻化微珠。多孔颗粒骨料的添加可以在混凝土中添加入空腔结构，从而减轻混凝土的质量，具有较好的隔音隔热效果，并且空腔的结构可以给混凝土在温度及湿度变化时膨胀收缩时具有调整空间，避免混凝土内部应力集中从而破坏内部结构；并且与交联固化的环氧树脂共同形成网格状结构，强度较好。
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，在混凝土使用过程中，如果产生裂缝等情况，膨润土可以吸收从裂缝中进入的水分，发生膨胀，从而具有一定的缝隙弥补作用，并且膨润土在吸收水分后会在混凝土内产生一定的预应力，这样能使得有由于收缩引发的拉应力得到有效抵抗，不会出现裂缝现象。
耐碱玻璃纤维是增强混凝土的肋筋材料，是100％无机纤维，在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。耐碱玻璃纤维的特点是耐碱性好，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，握裹力大，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高，不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能卓越，但是在加工过程中，玻璃纤维在混凝土中的分散能力不足，容易导致各部位强度不同，性能不均匀，加入聚氧化乙烯，聚氧化乙烯在低浓度下具有较大的粘度，玻璃纤维在聚氧化乙烯溶液的粘性作用下可以在混凝土混合时充分分散，从而提高混凝土的整体性能。
引气剂的主要包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等。引气剂可以在混凝土拌合物在拌和过程中引入空气而形成大量微小、封闭而稳定的气泡，气泡的形成可以改善混凝土的抗折强度和防渗性能，引气剂的气泡可以形成在多孔颗粒骨料的空孔处，从而形成的气泡空腔内壁更加稳定牢固，不易破坏，加强了混凝土的强度。
本发明的第二发明目的为提供一种防裂型高性能混凝土的制备方法：
本发明的一种防裂型高性能混凝土，其制备方法为：
步骤一：将多孔颗粒骨料、层状硅酸盐矿物、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌30～40分钟后，加入引气剂继续搅拌30～40分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌30～40分钟；
步骤三：将固化剂加入混合料II中，经过30～40分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过30～40分钟充分搅拌，再放入模具成型。
本发明的有益效果在于：环氧树脂乳液改性活化在水泥水化的早起就开始进行交联、固化，使水泥混凝土形成环氧网络插层状的结构，大大提高了混凝土的防水抗渗抗弯折强度与普通水泥相比具有低密度、低质量、较小的导热系数，结合能力强，提高了混凝土防水抗渗透性能，并且具有较好的隔热、保湿、防水、阻燃及绿色环保性能。
混凝土块的边缘接触处由于引气剂和片层结构的共同作用，混凝土块的边界可以形成一定的插接，加大了混凝土块的结合能力，受力时更加容易分散，在大规模使用时，对混凝土的整体性能有较好的提高。
淀粉在自然界中大量存在，通过对淀粉结构的化学改性，制造出的以葡萄糖长链为憎水基，羟基和磺酸基为亲水基，从而达到了缓凝减水的效果的，并且该减水缓凝剂具有较好的分散效果，能在水泥中良好的分散。
具体实施方式
实施例一
先制备减水缓凝剂，采用如下步骤：所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
再称取如下重量份的物质：
水泥 6kg；
云母粉 0.8kg；
十二烷基苯磺酸钠 0.03kg；
膨润土 0.5kg；
减水缓凝剂 0.3kg；
玻化微珠 4kg；
耐碱玻璃纤维 0.36kg；
聚氧化乙烯 0.03kg；
环氧树脂乳液 1.2kg；
氨乙基哌嗪 0.5kg。
步骤一：将多孔颗粒骨料、层状硅酸盐矿物、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌30分钟后，加入十二烷基苯磺酸钠继续搅拌35.分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌40分钟；
步骤三：将氨乙基哌嗪加入混合料II中，经过38分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过36分钟充分搅拌，再放入模具成型。
实施例一中制得的混凝土，
实施例二：
先制备减水缓凝剂，采用如下步骤：所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
再称取如下重量份的物质：
水泥 8.0kg；
云母粉 1.3kg；
十四烷基苯磺酸钠 0.05kg；
滑石粉 0.3kg；
减水缓凝剂 0.02kg；
玻化微珠 5kg；
耐碱玻璃纤维 0.3kg；
聚氧化乙烯 0.05kg；
环氧树脂乳液 1kg；
氨乙基哌嗪 0.3kg。
步骤一：将多孔颗粒骨料、滑石粉、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌30分钟后，加入十四烷基苯磺酸钠继续搅拌35.分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌40分钟；
步骤三：将氨乙基哌嗪加入混合料II中，经过38分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过36分钟充分搅拌，再放入模具成型。
实施例三
先制备减水缓凝剂，采用如下步骤：所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
再称取如下重量份的物质：
水泥 9kg；
高岭石粉 1.7kg；
十六烷基苯磺酸钠 0.06kg；
膨润土 0.6kg；
减水缓凝剂 0.03kg；
玻化微珠 4.5kg；
耐碱玻璃纤维 0.44kg；
聚氧化乙烯 0.03kg；
环氧树脂乳液 2kg；
氨乙基哌嗪 1kg。
步骤一：将多孔颗粒骨料、高岭石粉、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌35分钟后，加入十六烷基苯磺酸钠继续搅拌40分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌40分钟；
步骤三：将氨乙基哌嗪加入混合料II中，经过40分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过30分钟充分搅拌，再放入模具成型。
实施例四
先制备减水缓凝剂，采用如下步骤：所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
再称取如下重量份的物质：
水泥 10kg；
重量比1:1的云母粉和滑石粉 1.3kg；
质量比1:1的十二烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠 0.05kg；
膨润土 0.7kg；
减水缓凝剂 0.08kg；
玻化微珠 3.6kg；
耐碱玻璃纤维 0.32kg；
聚氧化乙烯 0.03kg；
环氧树脂乳液 1.7kg；
氨乙基哌嗪 0.8kg。
步骤一：将多孔颗粒骨料、重量比1:1云母粉和滑石粉、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌40分钟后，加入质量比1:1的十二烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠继续搅拌32分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌40分钟；
步骤三：将氨乙基哌嗪加入混合料II中，经过30分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过40分钟充分搅拌，再放入模具成型。
实施例五：
先制备减水缓凝剂，采用如下步骤：所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
再称取如下重量份的物质：
水泥 11kg；
重量比1:1的滑石粉和高岭石粉 1.7kg；
质量比1:1的十四烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠 0.07kg；
膨润土 1kg；
减水缓凝剂 0.06kg；
玻化微珠 5.0kg；
耐碱玻璃纤维 0.36kg；
聚氧化乙烯 0.033g；
环氧树脂乳液 1.5kg；
氨乙基哌嗪 0.71kg。
步骤一：将多孔颗粒骨料、重量比1:1的滑石粉和高岭石粉、减水缓凝剂、膨润土加入到水泥中，搅拌40分钟后，加入质量比1:1的十四烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠继续搅拌38分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌40分钟；
步骤三：将氨乙基哌嗪加入混合料II中，经过40分钟的充分搅拌；
步骤四：将混合料I和混合料II混合，再经过30分钟充分搅拌，再放入模具成型。
经测试，上述实施例的中混凝土抗渗压力都有在2.2Mpa以上，抗渗能力好，适用于卫生间厨房洗漱间的地板的防水用铺设。

Claims (6)

1.一种环氧树脂乳液改性防水抗渗剂，其特征在于，所述的抗渗剂包括如下重量组分的物质：固化剂6～10份：环氧树脂乳液10～20份：膨润土4～10份：耐碱玻璃纤维3～5份：聚氧化乙烯0.2～0.4份：引气剂0.5～1份：多孔颗粒骨料20～60份：减水缓凝剂0.2～1.2份；
所述的减水缓凝剂的制备方法为：(1)以木薯淀粉为原料，95％乙醇为分散剂，浓盐酸为催化剂进行水解反应，反应温度为70℃，反应时间为8h；(2)按重量比再加入下列物质：极限糊精∶N,N-二甲基甲酰胺∶氨基磺酸质量比等于1∶2∶0.5，反应温度90℃，反应时间1h。
2.如权利要求1所述的环氧树脂乳液改性防水抗渗剂，其特征在于，所述固化剂为氨乙基哌嗪。
3.如权利要求1所述的环氧树脂乳液改性防水抗渗剂，其特征在于，所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠中的一种以上物质。
4.权利要求1所述的环氧树脂乳液改性防水抗渗剂，其特征在于，所述的多孔颗粒骨料为玻化微珠。
5.一种含环氧树脂乳液改性防水抗渗剂的混凝土制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将多孔颗粒骨料、层状硅酸盐矿物、减水缓凝剂、膨润土按比例加入到水泥中，搅拌30～40分钟后，加入引气剂继续搅拌30～40分钟，然后将所得的混合料分成5:3的两份混合料I和混合料II；
步骤二：将环氧树脂乳液、耐碱玻璃纤维和聚氧化乙烯加入混合料I中，搅拌30～40分钟；
步骤三：将固化剂加入混合料II中，经过30～40分钟的充分搅拌；
步骤四：将分别经过步骤二和步骤三的混合料I和混合料II混合，再经过30～40分钟充分搅拌，再放入模具成型。
6.如权利要求5所述的含环氧树脂乳液改性防水抗渗剂的混凝土制备方法，其特征在于，所述的层状硅酸盐矿物为云母粉、滑石粉和高岭石粉中的一种以上物质。
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