[發明專利]一種混凝土增韌抗滲添加劑的制備及其應用

有效

• 申請號: 202010551246.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111847970B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 熊傳勝;陶衛榮;范宏雷
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B28/02;C04B111/27
• 代理公司: 連云港聯創專利代理事務所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 馬志洋

本發明公開了一種混凝土增韌抗滲添加劑的制備及其應用，先用醋酸乙酯溶液去除橡膠顆粒表面氧化層，再使用堿性有機溶液對橡膠顆粒進行改性，使橡膠表面接枝親水基團，提升其在水泥基體中的分散性。引入鋼纖維和秸稈纖維，采用水泥膠砂攪拌機將其攪拌均勻，制得增韌抗滲混凝土添加劑。本發明方法制備的增韌抗滲混凝土添加劑能夠同時發揮優良的增韌和抗滲性能、且具備經濟性好、制備方法簡便、綠色環保的特點，可以帶來顯著地經濟和社會效益。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，涉及一種混凝土添加劑，尤其涉及一種混凝土增韌抗滲添加劑的制備及其應用。

背景技術

水泥混凝土由于具有原料易得、施工方便、造價低廉等特點，自150 年前就已開始應用于土木工程結構，并逐漸成為工程建設中使用最廣泛、用量最大的工程材料之一。然而，混凝土作為一種脆性材料,與生俱來的韌性不佳、易碎裂的缺陷制約了其應用。近年來，隨著新材料的不斷涌現， 在輕骨料混凝土增韌

減脆領域取得了一定的進展。已有研究者采用聚丙烯纖維、碳纖維對粉煤灰陶粒混凝土進行了增韌研究，結果表明摻入纖維增強材料后，輕骨料混凝土的韌性均得到了一定程度的改善。

當前，提高防滲性能已成為渠道混凝土改性研究的一個熱點。 經研究發現在普通水泥砂漿中摻加橡膠廢料可以有效改善混凝土的防滲效果。從目前的成果可以看出，大多數學者對于混凝土增韌、抗滲性能的研究都是單方面的，未發現成功制備一種能同時提升混凝土韌性和抗滲性能的添加劑。本發明制備的本發明方法制備的增韌抗滲混凝土添加劑結合橡膠、鋼纖維、秸稈纖維的不同優勢，具備性能優、制備方法簡便、綠色環保的特點。可以帶來顯著地經濟和社會效益。

發明內容

發明目的：本發明的目的是基于現有混凝土增韌防滲材料性能的不足，提供一種橡膠/纖維混凝土添加劑的制備方法及應用，解決現有添加劑性能單一、不環保等問題。

為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案得以解決：

（1）將橡膠粉加入稀醋酸乙酯溶液中，采用超聲波振蕩機超聲10min，去除橡膠顆粒表面氧化層，得到去氧化橡膠粉；

（2）配制橡膠粉表面改性溶液，溶液中包含：乙醇胺、氫氧化鈉、偶聯劑、甲基纖維素，將步驟（1）中的到的去氧化層橡膠粉加入到表面改性溶液中，在70℃水浴加熱下攪拌10h后取出橡膠顆粒，在60℃下烘干，得到表面改性橡膠顆粒；

（3）將鋼纖維和秸稈纖維摻入改性橡膠粉中，采用水泥膠砂攪拌機將其攪拌均勻，纖維重量占混合物總量的50%。

（4）將步驟（3）制備的添加劑摻入到水泥砂漿中，測試其剛度、撓度、劈裂抗拉強度、立方體抗壓強度、拉壓比（劈裂抗拉強度與立方體抗壓強度）、平均滲透高度，以系統評價添加劑的增韌抗滲性能。

發明原理：通過醋酸乙酯溶液的浸潤作用，“激活”橡膠顆粒表面活性，再通過改性溶液的乙醇胺成分映入羥基，調控橡膠顆粒表面極性，使其更加適應水泥基環境。通過偶聯劑的偶聯、浸潤作用，有效提升橡膠顆粒的耐磨性能。通過調整甲基纖維素摻量能夠有效控制橡膠顆粒的尺寸。利用橡膠和纖維不同的特性，制備出以改性橡膠、鋼纖維、秸稈纖維為主要成分的增韌抗滲添加劑。本發明制備的增韌抗滲添加劑具備優秀的增韌抗滲性能，拉壓比為：0.094，平均抗滲高度為：6.3mm。

步驟（1）中所述橡膠粉為廢舊輪胎經過機械破碎工序加工而成，醋酸乙酯溶液中醋酸乙酯濃度為水質量的1%。

步驟（2）中乙醇胺濃度為1%-5%。乙醇胺分子結構中的羥基能顯著影響到橡膠顆粒表面基團，通過調整乙醇胺濃度而調控橡膠粉極性，使其更加適應水泥基環境。

步驟（2）中氫氧化鈉濃度為0.01%-0.1%。溶液中堿性的強弱決定乙醇胺基團的質子化程度，這對橡膠顆粒的表面改性至關重要。