[發明專利]一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110618610.8
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113277786B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張鵬;郭進軍;呂亞軍;王娟;鄭元勛;王珂珣;高真;袁鵬;代思源
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B41/65;C09D163/00;C09D183/04;C09D7/61;C04B111/20;C04B111/22;C04B111/27
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開了一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料及制備方法和應用，屬于建筑材料技術領域。該涂層防護水泥基復合材料包括基體材料部分和復合涂層部分，由水泥、石英砂、碎石、粉煤灰、減水劑、納米填料、纖維填料、水、環氧樹脂、有機硅烷和二氧化硅溶膠組合而成，將復合涂層涂覆于固化的基體材料外側即得涂層防護水泥基復合材料。本發明制備的涂層防護水泥基復合材料具有抗滲性、抗侵蝕性、抗碳化性、抗凍性等強耐久性能，可用于建筑材料中。

技術領域

本發明涉及一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料及制備方法和應用，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

水泥基材料作為使用量最大、應用最廣泛的土木工程材料，在建筑、道路、水利、橋梁、機場、港口海岸等多個領域發揮著重要的作用。隨著經濟的發展和城市化現代化的推進，各項基礎建設工程不斷進行，人類對于水泥基材料的需求也越來越大，并且長期保持著增長的趨勢。

水泥基材料具有成本低、可塑性強、抗壓強度高等多種優點，自問世以來就受到各類工程的青睞，但是這種材料也并非毫無缺點，在其長期服役過程中往往會出現一系列耐久性問題，其結構易受氣候變化、化學侵蝕、磨損或其他破壞過程的影響，人們在設計中往往著重考慮工程結構的安全和舒適，而忽略了水泥基材料結構在服役過程中的長期性能，這也導致了水泥基材料結構或構件由于各種原因提前失效，大大縮短工程建筑的使用壽命，給社會帶來了巨大的損失。

所以，如何增強水泥基材料的耐久性是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的第一個目的是為了改善傳統水泥基材料脆性大的缺陷，并提高耐久性，將水泥基材料與涂層材料進行復合，制備出一種具有抗滲性、抗侵蝕性、抗碳化性、抗凍性等強耐久性能的涂層防護水泥基復合材料。

本發明的第二個目的是提供一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料的制備方法。

本發明的第三個目的是提供一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料在建筑材料中的應用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

技術方案一：

一種強耐久性涂層防護水泥基復合材料，包括基體材料部分和復合涂層部分；

進一步，基體材料部分包括以下重量份的原料：水泥90-100份、石英砂 110-130份、碎石140-175份、粉煤灰1-10份、減水劑1-10份、納米填料10-30 份和纖維填料10-30份、水180-200份；

進一步，復合涂層部分包括以下重量份的原料：環氧樹脂5-10份、有機硅烷2-5份和二氧化硅溶膠2-5份。

進一步，納米填料包括SiO₂、TiO₂、CaCO₃或Al₂O₃中的一種或多種，粒徑為20-40nm。

進一步，纖維填料包括聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維或聚乙烯醇纖維中的一種或多種，直徑為30-50μm。

進一步，有機硅烷包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基三甲氧基硅烷、聚有機硅烷氧烷或聚異丁基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

進一步，石英砂與碎石均為40-70目。

進一步，二氧化硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯與無水乙醇混合，磁力攪拌逐滴加入去離子水和酸性催化劑混合物，攪拌回流冷卻后加入DMF(N，N- 二甲基甲酰胺)繼續攪拌即得二氧化硅溶膠。

技術方案二：