[發明專利]一種改性集料及水溶性環氧樹脂—磷鋁酸鹽水泥混凝土

有效

• 申請號: 201110400744.9
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102515598A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 邢鋒;王衛侖;丁鑄;胡佳山;李仕群
• 申請（專利權）人: 邢鋒
• 主分類號: C04B14/04
• 分類號: C04B14/04;C04B28/34
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 劉文求;楊宏

技術領域

本發明涉及復合材料科學領域，尤其涉及一種改性集料及水溶性環氧樹脂—磷鋁酸鹽水泥混凝土（EPALCC）。

背景技術

國內外的眾多科技工作者，自20世紀50年代，尤其是80年代以來，在無機—有機復合材料領域，以及無機—有機復合膠凝材料領域作了大量的研究，例如：對復合材料中主要的無機、有機組分各自的本征特性（如：力學性能、耐久性等），無機—有機分子的相容性，復合后的界面特性和對所設計性能的改善效果，以及在工程應用中的適應性、壽命等。很多研究成果在工程實踐中已獲得了廣泛的應用。

科學的發展和社會的進步，不斷推動著材料的發展，而新材料的出現，又推動著社會的進步。這使人類的生活環境也在不斷地改變，人類生存、生活的質量在提高。所以，在現代社會中，人類對賴以生存、生活的材料品質的需求也越來越高。例如：現代工程（高層樓房，高速公路，橋梁，陸上或海底隧道）、地上或地下的市政建筑以及減災、搶救工程（地震援救、重建、滑坡、道路塌陷、防洪堤、礦井透水以及2010年4月發生在墨西哥灣海底油井管漏油的封堵等）等等，都需要大量高性能（早強，高強，耐久性好和對環境友好）的特種膠凝材料，它們是金屬、塑料和木材所不能替代的高性能特種水泥混凝土。

目前，國內外建筑工程或其它工程（陸地和海洋）使用的水泥混凝土和聚合物水泥混凝土中的水泥，絕大多數為硅酸鹽類型的水泥，硅酸鹽水泥混凝土的主要弊病是脆性、多孔、粘結性差、抗滲性差，不能適應現代工程的需要。還有極少部分混凝土采用硫鋁酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥。硫鋁酸鹽水泥快硬、早強，可調為微膨脹水泥、自應力水泥等品種。但在溫度改變和鈣、硫離子濃度或堿度改變時，主要水化產物鈣礬石會發生相變，使材料的抗碳化性能、護筋性能、耐久性以及化學穩定性惡化。至于鋁酸鹽水泥，眾所周知，因其水化產物相變而不具有結構材料要求的耐久性。

為了提高上述無機材料的韌性、改善其材性，多數措施是令其與有機物結合，特別是具有高分子網絡結構的聚合物（例如：環氧樹脂、或脲醛樹脂、或酚醛樹脂），并且將樹脂乳化，使其能與無機水硬性水泥更好地結合，這就是聚合物水泥混凝土。由于上述硅酸鹽、硫鋁酸鹽和鋁酸鹽水泥都是低分子結構的水硬性無機膠凝材料，它們與聚合物高分子中的基團的相容性是這類材料能否具有高性能的關鍵。長期以來，國內外相關科技工作者在對聚合物進行改性，以改善其與水硬性無機低分子結構相容性的研究中，已取得了不同層次的較好結果。盡管這樣，該材料在相容性的改善以及在使用環境中對抵抗水、堿（鉀、鈉）等的侵蝕的耐久性仍然存在有較大的局限性，不能滿足現代工程的需要。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種改性集料及水溶性環氧樹脂—磷鋁酸鹽水泥混凝土（EPALCC），所述EPALCC是一種以無機水硬性的磷鋁酸鹽水泥與有機水溶性環氧樹脂以及改性集料復合的，具有早強，高強和耐久性優良的新型聚合物磷鋁酸鹽水泥混凝土，旨在解決現有聚合物水泥混凝土中聚合物與水硬性無機分子結構的相容性差、在使用環境中的耐久性低的問題。

本發明的技術方案如下：

一種用于水泥混凝土中的改性集料，其中，所述改性集料是表面包覆兩層改性膜的花崗巖級配石子；所述兩層改性膜，內層為硅溶膠層，外表層為硅-磷-鋁凝膠層。

所述的用于水泥混凝土中的改性集料，其中，所述硅溶膠層的硅溶膠的固含量為26.0%，硅溶膠層的厚度0.1～0.2mm。

所述的用于水泥混凝土中的改性集料，其中，所述硅-磷-鋁凝膠層的硅-磷-鋁凝膠的固含量為30.0%，硅-磷-鋁凝膠層的厚度為0.1～0.2mm。

所述的用于水泥混凝土中的改性集料，其中，所述花崗巖級配石子的最大粒徑≤20mm，巖石本體強度≥70MPa。

所述的用于水泥混凝土中的改性集料，其中，所述花崗巖級配石子的級配為粒徑1~5mm的石子占花崗巖級配石子重量的15%~30%，粒徑5~8mm的石子占花崗巖級配石子重量15%~30%，粒徑8~13mm的石子占花崗巖級配石子重量20%~25%，粒徑13~17mm的石子占花崗巖級配石子重量15%~30%，粒徑17~20mm的石子占花崗巖級配石子重量5%~20%。

一種使用上述的改性集料調配的水溶性環氧樹脂—磷鋁酸鹽水泥混凝土，其中，所述水溶性環氧樹脂—磷鋁酸鹽水泥混凝土的主要成分為磷鋁酸鹽水泥、水溶性環氧樹脂和所述改性集料；

所述水溶性樹脂為乳化改性的環氧樹脂。