[發明專利]用于智能交通設備安裝墻體溫度收縮膨脹劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910237205.4
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109796150B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 滕詣迪;張勵;毛春雨
• 申請（專利權）人: 常熟京常智能科技有限公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C04B20/10;C04B14/10
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 黃杭飛

本發明屬于混凝土技術膨脹劑技術領域，更具體的涉及一種用于智能交通設備安裝墻體溫度收縮的膨脹劑及其制備方法。本發明以丙烯酰胺作為單體在自由基引發劑的作用下在季銨鹽改性蒙脫石表面聚合，最后與聚乙二醇和納米導熱材料作用制備出核殼結構的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脫石。本發明制備的核殼結構的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脫石(簡寫為PEG/AM@M)作為膨脹劑在水泥水化前期提供較大的膨脹量，以減少初期裂縫的發生；后期較長一段時間持續的提供一定的微量膨脹，補償水工大體積混凝土后期的溫度收縮。

技術領域

本發明屬于混凝土技術膨脹劑技術領域，更具體的涉及一種用于智能交通設備安裝墻體溫度收縮的膨脹劑及其制備方法。

背景技術

針對大型的智能交通檢測設備，其墻體需要大體積混凝土進行安裝固定，以減少對檢測設備的精度干擾，大體積混凝土的眾多收縮變形中,主要的收縮是溫度收縮和自身體積變形,而溫度收縮又占據主要地位。溫度收縮是指水泥混凝土在環境溫度條件下，因為水泥早期水化放熱，引起內部溫度升高，升高至一定程度后溫度下降引起的冷縮，導致大體積混凝土開裂。解決大體積混凝土溫度收縮是施工中面臨的主要問題。在實際工程中,在施工工藝上常采用埋冷卻水管,通冷卻水,降低混凝土溫升。從材料角度上,除了采用低熱水泥和摻入摻合料外,還常摻入膨脹劑來補償混凝土的溫度收縮。

目前較常用于大體積混凝土中起到補償作用的膨脹劑主要有:硫鋁酸鹽系膨脹劑和氧化鎂膨脹劑。硫鋁酸鹽系膨脹劑膨脹是由最終反應產物中的鈣礬石提供，在合理摻量范圍內,膨脹主要發生在混凝土澆筑后3d-14d,以后趨于穩定,28d后幾乎沒有膨脹。在大體積混凝土彈性模量較低時,早期的膨脹只能在混凝土中產生較低的預壓應力,不能補償后期溫度收縮變形。氧化鎂膨脹劑膨脹機理是由氧化鎂(MgO)與水反應生成氫氧化鎂體積增大近一倍,從而產生膨脹。水泥中,氧化鎂含量過大,在硬化的混凝土產生過量的后期膨脹,使混凝土產生裂縫而破壞。但目前我國混凝土膨脹劑國家標準中對氧化鎂的含量有限制，GB23439-2009中規定氧化鎂含量不能大于5.0％。由于受到水泥標準中氧化鎂含量的限制,氧化鎂膨脹劑補償混凝土收縮的能力有限。

CN 104671694 B中采用45-50℃石蠟作為相變材料，包裹氧化鈣制備出用于解決混凝土溫度收縮的膨脹劑，能有效補充大體積混凝土溫度收縮；但是水工大體積混凝土內部溫度通常達到60-80℃,此時石蠟早已熔化，所以實際補償收縮效果有限；而且該膨脹劑膨脹未能克服氧化鈣膨脹劑膨脹作用僅在28d之前有效果(CN 104671694 B圖2中雖然顯示出了與未改性氧化鈣相比，可在后期溫降階段提供一定的收縮補償，但其自生體積變形曲線顯示后期變形仍然總體呈收縮態，微膨脹效果不明顯，根本無法適應水工大體積混凝土后期溫降膨脹)；另外石蠟和水泥基體材料的相容性差。武漢大學高鐘偉等人(混凝土，2005年第5期，38-43頁，補償大體積混凝土溫度收縮的雙膨脹源膨脹劑的研究)公開了一種補償大體積混凝土溫度收縮的雙膨脹源膨脹劑；該論文中首先篩選了前期膨脹源和后期膨脹源，然后復配形成最終補償大體積混凝土溫度收縮用膨脹劑，但該論文中未公開具體膨脹源；該膨脹劑膨脹機制還是兩種膨脹劑簡單的配合，所以復配過程中需嚴格控制前期膨脹源和后期膨脹源的比例。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中大型智能交通設備安裝墻體的不穩定，導致精度改變，墻體膨脹劑無法有效補償大體積混凝土溫度收縮的缺陷，提出了一種核殼結構的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脫石，即在蒙脫石表面包覆一層聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物形成的有機相變層；所述有機相變層不僅能夠吸收水泥水化反應時釋放的熱量、降低水泥內外部溫差起到減少溫度收縮的作用；聚乙二醇/丙烯酰胺復合層能夠在水化反應前期提供較大的膨脹量，在水工大體積混凝土中施加一定的壓應力，減少初期裂縫的發生；改性蒙脫土在后期較長一段時間持續的提供一定的微量膨脹，補償水工大體積混凝土后期的溫度收縮。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種核殼結構的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脫石，所述核殼結構的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脫石以季銨鹽改性蒙脫石為核，以聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物為殼；