[發明專利]憎水改性堿激發無機聚合物涂覆修復材料

無效

• 申請號: 201310320931.5
• 申請日: 2013-07-20
• 公開（公告）號: CN104291741A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 呂孟龍
• 申請（專利權）人: 呂孟龍
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種憎水改性堿激發無機聚合物涂覆修復材料，用于建筑工程的表面修復和防護，尤其適用于墻體、水利工程、隧道、橋梁、公路、碼頭、水池的混凝土修復和防護，屬于建筑材料領域。

背景技術

土聚水泥是上個世紀70年代末由法國J·Davidovits開發的一類新型的堿激發膠凝材料，它是指由燒粘土(偏高嶺土為主)、工業廢渣等為主要原料，在堿激發劑的作用下形成的。土聚水泥原料的礦物中的硅鋁氧化合物經歷了一個由解聚到再聚合的過程，形成了類似地殼中一些天然礦物的結構，是耐久性優良的新型膠凝材料。許多礦物或礦物混合料經過高溫煅燒后會具有火山灰活性或潛在水硬性，比如高嶺土經過500-900度的煅燒之后具有很好的活性，礦渣、爐渣、粉煤灰等都是經過高溫之后的產物，也具有很好的活性，煅燒的硅灰石、鈣礬石、石灰石、方解石等都是很好的活性材料。隨著研究的深入，激發劑的種類已經不局限于常規的堿，而是出現了堿性碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽等多種材料，激發方式因而出現了復合激發劑。上述材料總稱為化學激發膠凝材料，也叫無機聚合物材料，從總體性能來說，堿激發以及以堿激發為主的膠凝材料要明顯好于非堿激發材料，因此通常意義上來說，堿激發以及以堿激發為主的膠凝材料統稱為堿激發無機聚合物材料。堿激發無機聚合物材料的顯著優點是與混凝土基體的粘結十分牢固而且耐久，因此不會產生脫離、起皮、翹曲等問題。堿激發無機聚合物材料可以用于涂覆材料也可以用作混凝土缺陷修復材料。

目前的橋梁、隧道碼頭等建筑工程大量采用清水混凝土，這些工程在一段時間之后都會出現碳化、鋼筋銹蝕等老化問題，要解決這些問題必須采取保護措施，目前較常用的保護方法有：涂刷各種涂料和水泥砂漿粉刷。水泥砂漿的最大缺陷是與混凝土的粘結不夠牢固，容易脫落，因此這種方法一般在不太重要的場合使用，在重要的場合已經越來越少。

涂料可以分為內墻涂料、外墻涂料、透明涂料等，上述材料的最大問題是耐久性差，對于一般的建筑，這種涂料基本能滿足要求，但對于重要的工程來說很難滿足需要，比如上海市的楊浦大橋橋塔采用的是外墻涂料，因此橋塔每隔10年左右得粉刷一次，非常勞命傷財，還有更多的工程是不對混凝土進行保護，比如一些立交橋、高速公路、鐵路工程的橋梁，都直接采用清水混凝土，外面并沒有保護涂料。

上海市最早的跨黃浦江大橋是松浦大橋，該大橋已經使用了40年，到現在已經出現混凝土老化現象，鋼筋銹蝕，目前正計劃拆除，因此對于重要的混凝土結構進行保護和修復是十分重要，老化、損壞的混凝土可以采用堿激發無機聚合物材料進行修復和保護，預計松浦大橋通過憎水改性堿激發無機聚合物涂覆修復材料的修復和保護將可以延長使用壽命100年以上，因此具有十分重要的經濟價值。

盡管堿激發無機聚合物有許多優秀的性能，但堿激發無機聚合物材料的實際應用卻十分稀少，即使有些已經申請專利的技術，也幾乎沒有在實際工程中完全實現應用的，這是因為堿激發無機聚合物材料本身還存在著一些缺陷，而高性能水泥技術卻越來越成熟，在大多數場合，堿激發無機聚合物材料難以替代水泥，雖然如此，如果能夠做到取長補短，堿激發無機聚合物材料還是有一些用武之地。

申請號為201010299679.0的名稱為《一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料及其制備方法》的專利是一種典型的堿激發無機聚合物材料的配方，由于堿激發無機聚合物材料是親水性材料，在其硬化過程中會產生大量貫通的毛細孔，形成了水滲透的通道，因此該涂料無法阻擋水的侵襲，從試驗來看，甚至比不上水泥基材料，因此對墻體的保護效果很差。涂層內部積聚水分有幾個危害：一是被保護的結構會受到水的侵襲，耐久性降低，二是冬季會產生凍融破壞，這是因為水在結冰時體積膨脹，把涂層破壞掉。要提高其保護能力有必要進行憎水改性，以阻斷毛細滲透的通道。

發明內容

堿激發無機聚合物材料是親水性的材料，在其聚合過程中會產生大量的貫通毛細孔，這對防止水的滲透很不利。一般來說，憎水性材料的表面能非常低，對于防水有獨特的優勢，如果用憎水性的材料對堿激發無機聚合物材料改性，可以阻斷毛細滲透的途徑，從而明顯的提升防護性能。實驗表明，經過憎水改性的堿激發無機聚合物材料可以使水分永久隔離在涂層的一側，直到水分風干為止，而未經憎水改性的堿激發無機聚合物材料在1.5秒內就可以在涂層背面看到滲透水，對比十分明顯。