[發明專利]一種高硬度耐磨超疏水混凝土的制備方法

有效

• 申請號: 201611030438.X
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN107244847B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 宋金龍;韓正金;劉新;黃柳;劉子艾;邢英杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/08;C04B28/02;B28B1/29;C04B111/27;C04B111/20;C04B111/76
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種高硬度耐磨超疏水混凝土的制備方法，建筑材料制備技術領域。將水泥、細沙、水、水溶性低表面能材料攪拌混合形成水泥漿；將水泥漿澆入模具內，然后，將金屬網平整粘貼于壓力板下表面，最后，將壓力板下表面蓋于模具上；自然風干或養護風干后即可獲得超疏水混凝土。本發明獲得的超疏水混凝土具有高硬度、高耐磨性、防凍雨抗結冰、抗凍融、自清潔、抗腐蝕等優點，能顯著提高極寒氣候下高速公路混凝土、凍雨地帶路面混凝土、沿海地帶橋梁混凝土的持久性。

技術領域

本申請涉及一種高硬度耐磨超疏水混凝土的制備方法，建筑材料制備技術領域。

背景技術

混凝土由于其強度高、硬度高、耐久性好、可制成任何形狀及價格便宜等優點，被廣泛用于建筑、橋梁及道路施工中。但普通混凝土表面的親水和多孔結構容易使混凝土在某些環境下的耐久性降低并造成災難。例如，極寒氣候下高速公路的混凝土路面常因吸收水的凍融體積膨脹造成破碎和剝落；凍雨地帶的混凝土路面易結冰引發交通事故；沿海地帶橋梁混凝土常會因Cl^-腐蝕內部加強筋而降低承載力，增加塌橋風險；建筑物的混凝土表面常因灰塵或微生物附著使建筑物表面變臟。接觸角大于150°的超疏水混凝土由于具有優異的防水和自清潔性能，可有效緩解或解決上述現象，也引起了人們的關注。目前常通過構建低表面能的粗糙結構來加工超疏水混凝土。專利CN102515656A公開了一種超疏水自清潔再生水泥基涂料的制備方法，通過將舊水泥粉末、甲基三乙氧基硅烷、乙醇及氨水混合獲得了超疏水有機-無機雜化水泥涂料，但乙醇的揮發會使得水泥涂層疏松多孔，極易被破壞。專利CN105986538A公開了一種超疏水防覆冰復合水泥路面結構及其制備方法，通過在纖維混凝土表面噴涂納米二氧化硅低表面能涂層，依靠納米顆粒和微米纖維的雙重粗糙結構來獲得超疏水性。專利CN106087638A公開了一種超疏水抗凝冰復合瀝青面層的制備方法，通過在瀝青混凝土路面先澆筑一層環氧固化劑，再澆筑疏水納米氧化鋅顆粒的方法來獲得超疏性。論文ACS Applied Materials&Interfaces,2013,5:13284-13294通過噴涂疏水的聚乙烯醇和偏高嶺土在混凝土表面獲得超疏水性。論文Cement&Concrete Composites,2014,52:81-90先將混凝土澆筑在粗糙PDMS模具中來獲得粗糙結構，然后再在粗糙混凝土表面噴涂疏水涂層來獲得超疏水性。上述這些方法中的疏水涂層的耐磨性遠遠小于混凝土本身，一旦疏水涂層遭到破壞，混凝土即失去超疏水性。事實上普通的商業超疏水涂料均可直接使混凝土表面獲得超疏水性，但都存在耐磨性差、易破壞等問題。如何獲得與混凝土本身類似硬度和耐磨性的超疏水表面，是超疏水混凝土能實際使用的關鍵。

發明內容

為克服普通混凝土遇凍雨易結冰、抗凍融性能差、內部鋼筋易被腐蝕、微生物易附著及普通超疏水涂料耐磨性差難以實際應用于混凝土表面等缺點，本發明提供了一種高硬度、高耐磨性超疏水混凝土的制備方法。

本發明的技術方案：

一種高硬度耐磨超疏水混凝土的制備方法，步驟如下：

(1)將水泥、細沙、水、水溶性低表面能材料按照質量比1：0.001～4：0.4～1：0.004～1混合，攪拌形成水泥漿；

或將水泥、水、水溶性低表面能材料按照質量比1：0.4～1：0.004～1混合，攪拌形成水泥漿；

(2)將水泥漿澆入模具內，將金屬網平整粘貼于壓力板下表面，將壓力板下表面蓋于模具上；金屬網為35目-140目銅網、不銹鋼網；壓力板為木板、金屬板、塑料板，形成壓強應不小于10Pa且不大于1000Pa。

(3)自然風干或養護風干后即可獲得高硬度、高耐磨性的超疏水混凝土。所述的金屬網為35目-140目銅網或不銹鋼網。

所述的水溶性低表面能材料為硅烷、氟硅烷或含氟丙烯酸酯共聚物。