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一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料的制作方法

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本發(fā)明涉及海工高性能混凝土防腐技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料。



背景技術(shù):

我國(guó)是海洋大國(guó),開(kāi)發(fā)海洋資源,發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)是我國(guó)重要戰(zhàn)略決策。海洋工程建設(shè)是海洋綜合開(kāi)發(fā)的重要前提和基礎(chǔ)保障,但由于海洋環(huán)境的特殊性(輻射強(qiáng)、鹽度高、濕度大等),會(huì)造成金屬材料銹蝕破壞、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂膨脹、高分子材料變形劣化等現(xiàn)象?;炷磷鳛楹Q蠊こ讨匾牧?,對(duì)其耐久性有很高要求。常規(guī)的海工高性能混凝土對(duì)抑制海洋環(huán)境條件下材料的劣化與失效有一定效果,但其不能從根本上解決海洋環(huán)境下氯鹽和硫酸鹽對(duì)混凝土材料的腐蝕。其根本原因在于普通水泥水化后是形成以c-s-h凝膠和3ca(oh)2為主的多相材料,so42-、cl-、mg2+等離子容易與水泥石結(jié)構(gòu)中的氫氧化鈣、硫鋁酸鹽等結(jié)晶相發(fā)生反應(yīng),引起混凝土體積變化、結(jié)構(gòu)疏松,縮短海洋工程服役時(shí)間,造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和生命財(cái)產(chǎn)損失。

地聚合物(geopolymer)上世紀(jì)70年代末由davidovits教授提出,又稱無(wú)機(jī)聚合物,為堿激發(fā)劑與鋁硅酸鹽材料反應(yīng)生成的一類以鋁氧四面體和硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單位,具有晶態(tài)和非晶態(tài)特征的三維網(wǎng)絡(luò)狀膠凝體。地聚合物原料來(lái)源廣泛,制備工藝簡(jiǎn)單,具有陶瓷和有機(jī)物性能優(yōu)點(diǎn),是一種新型膠凝材料,有望取代傳統(tǒng)水泥膠凝材料。地聚合物滲透率低、與混凝土附著力高,不含氫氧化鈣、硫鋁酸鹽等結(jié)晶相,不與海洋中so42-、cl-、mg2+等離子等反應(yīng),耐腐蝕性強(qiáng),結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,可作為海洋工程材料的優(yōu)選材料之一。李文進(jìn)(無(wú)機(jī)聚合物海工混凝土耐久性研究,哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文,2012年)以礦渣為鋁硅酸鹽材料,以naoh為堿激發(fā)劑,合成地聚合物膠凝材料,并摻和粗細(xì)骨料,開(kāi)發(fā)出海洋工程混凝土,研究表明地聚合物是一種主要元素為c、o、si、ca、al的非結(jié)晶性物質(zhì),顆粒分布均勻,與傳統(tǒng)水泥相比,其3d、7d抗壓和抗折強(qiáng)度均優(yōu)于水泥,在抗腐蝕、耐久性方面也優(yōu)于水泥,總體性能比水泥優(yōu)越。

地聚合物除直接做海工混凝土外,其主要研究重點(diǎn)還是作為傳統(tǒng)海工混凝土表面防護(hù)涂層材料,提高混凝土抗so42-、cl-等離子侵蝕能力。aguirre-guerrero等(anovelgeopolymerapplication:coatingstoprotectreinforcedconcreteagainstcorrosion,appliedclayscience,2017,135:437-446)分別以粉煤灰(fa)和偏高嶺土(mk)為鋁硅酸鹽材料,以硅酸鉀為堿激發(fā)劑,并復(fù)配砂河砂、pp纖維及波特蘭水泥等輔助材料,開(kāi)發(fā)出兩種地聚合物防護(hù)涂層,用于混凝土表面,研究結(jié)果表明該地聚合物涂層在混凝土表面有高的附著力,能顯著降低cl-滲透,能對(duì)混凝土起保護(hù)作用,且mk-地聚合涂層防護(hù)效果要好于fa-地聚合物涂層,但在加速腐蝕試驗(yàn)中,mk-和fa-地聚合物涂層都只能承受四個(gè)干濕循環(huán),其防護(hù)效果就消失了。zhangz等(potentialapplicationofgeopolymerasprotectioncoatingsformarineconcretei-iii,appliedclayscience,2010,49:1-6,appliedclayscience,2010,49:7-12,appliedclayscience,2012,67-68:57-60)從理論、實(shí)驗(yàn)室小試、實(shí)海試驗(yàn)三個(gè)層次研究了地聚合物涂層對(duì)海工混凝土的保護(hù)作用,其地聚合物涂層由偏高嶺土、礦渣等鋁硅酸鹽材料,在鈉基堿激發(fā)劑作用下,并復(fù)配mgo-基膨脹劑及pp纖維等材料制備而成,制備過(guò)程為:偏高嶺土、礦渣和mgo-基膨脹劑等干料先混合均勻,pp纖維與堿激發(fā)劑溶液混合,使pp纖維分散均勻,再與干粉混合料混合后,反應(yīng)生成地聚合物涂層。研究結(jié)果表明,地聚合物防護(hù)涂層在海工混凝土表面有合適的凝結(jié)時(shí)間,好的附著力和極好的防腐保護(hù)功能。同時(shí),地聚合物在凝結(jié)、硬化過(guò)程中易收縮開(kāi)裂能通過(guò)mgo-基膨脹劑和pp纖維來(lái)緩解,但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,這種緩解作用還不夠。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是,克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料。

為解決技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的解決方案是:

提供一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料,其特征在于,是由下述重量份數(shù)的原料組分混合而成:

本發(fā)明中所述原料組分中:鋁硅酸鹽材料是偏高嶺土、粉煤灰、礦渣或硅粉中的一種或多種,粒徑≤325目;堿激發(fā)劑是naoh、koh、na2o·nsio2或k2o·nsio2中一種,其中n=1~4;細(xì)集料是天然砂或人工砂,粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%;水溶性聚合物是再分散乳膠粉或聚合物水性乳液,其中再分散乳膠粉是乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物中的一種,聚合物水性乳液是瀝青乳液、聚丙烯酸酯乳液或聚氨酯乳液中的一種;纖維材料是聚丙烯(pp)纖維或pva纖維,長(zhǎng)度小于10mm;膨脹劑為cao基膨脹劑、mgo基膨脹劑或硫鋁酸鈣類膨脹劑;減水劑為聚羧酸減水劑;懸浮劑為鈉基膨潤(rùn)土或鋰基膨潤(rùn)土;偶聯(lián)劑為異丁基三乙氧基硅烷或異辛基三乙氧基硅烷;所述消泡劑為辛醇;水為自來(lái)水。

本發(fā)明所述海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料,是通過(guò)下述步驟制備獲得:

(1)按所述重量份數(shù)稱取各原料組分;

(2)在混合機(jī)中加入鋁硅酸鹽材料、膨脹劑和纖維材料,以600~1000rpm轉(zhuǎn)速攪拌5~10min,使纖維材料分散均勻;

(3)在攪拌機(jī)里加入水、堿激發(fā)劑、減水劑和懸浮劑,以600~1000rpm轉(zhuǎn)速攪拌至堿激發(fā)劑和減水劑溶解,懸浮劑溶脹;加入水溶性聚合物、偶聯(lián)劑,以及步驟(1)制備的混合料,以1000~2000rpm轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌3~5min后,加入細(xì)集料;以1000~2000rpm轉(zhuǎn)速攪拌3~5min后,加入消泡劑;以300~500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1~3min后,得到地聚合物涂層材料。

本發(fā)明所述海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料的使用方法如下:采用噴涂或刷涂的方式將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度5~10mm;涂覆后的涂層無(wú)裂紋,附著力≥2.0mpa,被保護(hù)的海工混凝土6h電通量≤500c。

發(fā)明原理描述:

1、多重保障,協(xié)同增強(qiáng)地聚合物涂層材料抗干縮開(kāi)裂性能

地聚合物在凝結(jié)和硬化過(guò)程中,體積收縮嚴(yán)重,易導(dǎo)致開(kāi)裂,是地聚合物材料一大弊端。本發(fā)明采取多重保障,協(xié)同增強(qiáng),提高地聚合物涂層材料抗干縮開(kāi)裂性能,手段包括:①使用有機(jī)聚合物材料,在地聚合物材料中形成膜狀體,填充地聚合物膠凝材料和細(xì)骨料之間的空隙,與膠凝材料結(jié)成一體,增強(qiáng)骨料黏結(jié),提高地聚合物涂層材料韌性,增強(qiáng)抗拉、抗彎強(qiáng)度,減少收縮變形;②使用細(xì)集料,減小由于膠凝材料在凝結(jié)硬化過(guò)程中干縮濕脹所引起的體積變化,防止裂紋產(chǎn)生;③利用纖維材料,消耗裂紋擴(kuò)散能,約束裂紋長(zhǎng)大;④利用膨脹劑,補(bǔ)償?shù)鼐酆衔锊牧细煽s。

2、復(fù)配有機(jī)功能材料,增強(qiáng)地聚合物涂層材料疏水和抗離子滲透功能

地聚合物孔徑較水泥混凝土小,抗水和離子滲透能力較水泥混凝土強(qiáng),但作為海工混凝土防護(hù)用涂層材料,一旦離子穿透過(guò)地聚合物涂層,其內(nèi)部混凝土同樣面臨腐蝕危害,因此,需要進(jìn)一步加強(qiáng)地聚合物涂層抗水和離子滲透功能。本發(fā)明復(fù)配有機(jī)功能材料,增強(qiáng)地聚合物涂層材料疏水和抗離子滲透功能,手段包括:①使用有機(jī)聚合物材料,增強(qiáng)地聚合物涂層材料密實(shí)度,且自身具有疏水功能,能有效阻止cl-、so42-離子滲透;②使用硅烷偶聯(lián)劑,硅烷偶聯(lián)劑在地聚合物高堿性環(huán)境下,硅烷中的親水有機(jī)官能團(tuán)水解形成高反應(yīng)活性的硅烷醇基團(tuán),硅烷醇基團(tuán)繼續(xù)與水化產(chǎn)物中的羥基團(tuán)發(fā)生不可逆反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)合,反應(yīng)產(chǎn)物填充在試樣表面的微裂縫和微孔中,使試樣表面更加密實(shí),阻止水分及離子滲透擴(kuò)散,提高地聚合物耐久性。

3、優(yōu)選功能助劑,強(qiáng)化地聚合物涂層材料施工性能

目前針對(duì)地聚合物材料的研究,都是將地聚合物材料按照傳統(tǒng)水泥混凝土的使用方式來(lái)進(jìn)行研究的,本行業(yè)內(nèi)從未有考慮將地聚合物材料作為涂層材料進(jìn)行使用。因而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)獲得的地聚合物材料如作為涂層材料使用會(huì)存在施工性能差異的問(wèn)題,導(dǎo)致涂層產(chǎn)品質(zhì)量差,無(wú)法實(shí)現(xiàn)其防護(hù)功能。本發(fā)明優(yōu)選合適懸浮助劑,防止功能材料沉降,提高地聚合物涂層材料流變性能,并采取辛醇等消泡劑,消除制備過(guò)程中漿料內(nèi)氣泡,強(qiáng)化了地聚合物涂層材料的施工性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有的有益效果包括:

1、本發(fā)明采用多重保障措施,協(xié)同增強(qiáng)聚合物涂層材料抗干縮開(kāi)裂性能;

2、復(fù)配有機(jī)功能材料,增強(qiáng)地聚合物涂層材料疏水和抗離子滲透功能;

3、通過(guò)優(yōu)選功能助劑,提高地聚合物涂層材料流變性能,消除制備過(guò)程中漿料內(nèi)氣泡,強(qiáng)化了地聚合物涂層材料的施工性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)50份,粉煤灰(粒徑≤325目)50份,naoh10份,天然砂砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)50份,乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.2份,cao基膨脹劑3份,聚羧酸系減水劑0.5份,鈉基膨潤(rùn)土0.5份,異丁基三乙氧基硅烷0.5份,辛醇0.2份,水50份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、粉煤灰、cao基膨脹劑和pp纖維,攪拌5min(轉(zhuǎn)速1000rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、naoh、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速600rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、異丁基三乙氧基硅烷,高速攪拌3min(轉(zhuǎn)速2000rpm)后,加入河砂砂,繼續(xù)高速攪拌3min(轉(zhuǎn)速2000rpm),加入辛醇,慢攪1min(轉(zhuǎn)速500rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度5mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例2

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)80份,偏高嶺土(粒徑≤325目)20份,na2o·1.2sio215份,人工砂砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)80份,醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物8份,pva纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.5份,mgo基膨脹劑5份,聚羧酸系減水劑2份,鋰基膨潤(rùn)土1份,異辛基三乙氧基硅烷1份,辛醇0.5份,水30份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、mgo基膨脹劑和pva纖維,攪拌10min(轉(zhuǎn)速600rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、na2o·1.2sio2、聚羧酸系減水劑和鋰基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速1000rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、異辛基三乙氧基硅烷,高速攪拌5min(轉(zhuǎn)速1000rpm)后,加入人工砂砂,繼續(xù)高速攪拌5min(轉(zhuǎn)速1000rpm),加入辛醇,慢攪3min(轉(zhuǎn)速300rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度10mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例3

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)75份,偏高嶺土(粒徑≤325目)20份,硅粉(粒徑≤325目)5份,koh15份,人工砂砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)100份,聚氨酯乳液20份,pva纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,硫鋁酸鈣類基膨脹劑4份,聚羧酸系減水劑2份,鈉基膨潤(rùn)土0.8份,異辛基三乙氧基硅烷0.8份,辛醇0.3份,水40份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、硅粉、硫鋁酸鈣類基膨脹劑和pva纖維,攪拌8min(轉(zhuǎn)速800rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、koh、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速800rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及聚氨酯乳液、異辛基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm)后,加入人工砂砂,繼續(xù)高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm),加入辛醇,慢攪2min(轉(zhuǎn)速400rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用刷涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度8mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例4

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)70份,偏高嶺土(粒徑≤325目)15份,粉煤灰10份,硅粉(粒徑≤325目)5份,k2o·4sio220份,天然砂砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)200份,聚丙烯酸酯乳液15份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑4份,聚羧酸系減水劑1份,鈉基膨潤(rùn)土0.8份,異丁基三乙氧基硅烷0.8份,辛醇0.3份,水35份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、粉煤灰、硅粉、mgo基膨脹劑和pp纖維,攪拌8min(轉(zhuǎn)速800rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、k2o·4sio2、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速800rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及聚丙烯酸酯乳液、異丁基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm)后,加入人工砂,繼續(xù)高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm),加入辛醇,慢攪2min(轉(zhuǎn)速400rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度8mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例5

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)80份,偏高嶺土(粒徑≤325目)10份,硅粉(粒徑≤325目)10份,na2o·1.5sio215份,天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)120份,瀝青乳液15份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑4份,聚羧酸系減水劑1份,鈉基膨潤(rùn)土0.8份,異丁基三乙氧基硅烷0.8份,辛醇0.3份,水35份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、硅粉、mgo基膨脹劑和pp纖維,攪拌8min(轉(zhuǎn)速800rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、na2o·1.5sio2、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速800rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及瀝青乳液、異丁基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm)后,加入人工砂,繼續(xù)高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm),加入辛醇,慢攪2min(轉(zhuǎn)速400rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度8mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例6

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)70份,偏高嶺土(粒徑≤325目)15份,硅粉(粒徑≤325目)15份,k2o·2.5sio215份,天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)160份,瀝青乳液15份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.4份,cao基膨脹劑3份,聚羧酸系減水劑1.5份,鈉基膨潤(rùn)土0.8份,異丁基三乙氧基硅烷0.8份,辛醇0.3份,水45份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、硅粉、cao基膨脹劑和pp纖維,攪拌9min(轉(zhuǎn)速900rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、k2o·2.5sio2、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速800rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及瀝青乳液、異丁基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm)后,加入人工砂,繼續(xù)高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm),加入辛醇,慢攪2min(轉(zhuǎn)速400rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用刷涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度10mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例7

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:礦渣(粒徑≤325目)20份,偏高嶺土(粒徑≤325目)70份,硅粉(粒徑≤325目)10份,na2o·2.0sio215份,天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)180份,聚氨酯乳液12份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑5份,聚羧酸系減水劑1份,鈉基膨潤(rùn)土0.8份,異辛基三乙氧基硅烷0.8份,辛醇0.3份,水40份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入礦渣、偏高嶺土、硅粉、mgo基膨脹劑和pp纖維,攪拌8min(轉(zhuǎn)速800rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、na2o·2.0sio2、聚羧酸系減水劑和鈉基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速800rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及聚氨酯乳液、異辛基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm)后,加入天然砂,繼續(xù)高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1500rpm),加入辛醇,慢攪2min(轉(zhuǎn)速400rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度9mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例8

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:偏高嶺土(粒徑≤325目)70份,粉煤灰20份,硅粉(粒徑≤325目)10份,k2o·3.0sio218份,天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)80份,乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物6份,pva纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,cao基膨脹劑5份,聚羧酸系減水劑1份,鋰基膨潤(rùn)土0.6份,異辛基三乙氧基硅烷0.6份,辛醇0.3份,水50份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入偏高嶺土、粉煤灰、硅粉、cao基膨脹劑和pva纖維,攪拌6min(轉(zhuǎn)速900rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、k2o·3.0sio2、聚羧酸系減水劑和鋰基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速600rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、異辛基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1600rpm)后,加入天然砂,繼續(xù)高速攪拌3min(轉(zhuǎn)速1800rpm),加入辛醇,慢攪3min(轉(zhuǎn)速350rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度10mm,涂層性能見(jiàn)表1。

實(shí)施例9

一種海工混凝土防護(hù)用地聚合物涂層材料包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分:偏高嶺土(粒徑≤325目)30份,粉煤灰70份,na2o·1.8sio212份,人工砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)100份,醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物6份,pva纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑5份,聚羧酸系減水劑1份,鋰基膨潤(rùn)土0.6份,異辛基三乙氧基硅烷0.6份,辛醇0.3份,水50份。

制備方法為:1)在高速混合機(jī)中加入偏高嶺土、粉煤灰、mgo基膨脹劑和pva纖維,攪拌6min(轉(zhuǎn)速900rpm)使纖維分散均勻;2)往高速攪拌機(jī)里加入水、na2o·1.8sio2、聚羧酸系減水劑和鋰基膨潤(rùn)土,攪拌(轉(zhuǎn)速600rpm),待堿激發(fā)劑、減水劑溶解和懸浮劑溶脹后,加入步驟1)制備的混合料,以及醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、異辛基三乙氧基硅烷,高速攪拌4min(轉(zhuǎn)速1600rpm)后,加入天然砂,繼續(xù)高速攪拌3min(轉(zhuǎn)速1800rpm),加入辛醇,慢攪3min(轉(zhuǎn)速350rpm),得地聚合物涂層材料。

使用方法:采用噴涂方式,將地聚合物涂層材料涂覆在海工混凝土表面,涂層厚度8mm,涂層性能見(jiàn)表1。

表1.地聚合防護(hù)涂層材料性能

普通c40混凝土或孔隙極小的c30混凝土電通量一般為1500c(6h),采用常規(guī)技術(shù)手段難以將c30或c40混凝土的電通量降到500c(6h)以下。

對(duì)比實(shí)施方式

以下對(duì)比例,均以上述9個(gè)案例中的綜合性能最好的案例—實(shí)施例5作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置。

對(duì)比例1

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份”更換為“瀝青乳液0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例2

將實(shí)施例5中“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份”更換為“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例3

將實(shí)施例5中“mgo基膨脹劑4份”更換為“mgo基膨脹劑0份”,其余等

同實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。表1.地聚合防護(hù)涂層材料性能

對(duì)比例4

將實(shí)施例5中“異丁基三乙氧基硅烷0.8份”更換為“異丁基三乙氧基硅烷0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例5

將實(shí)施例5中“辛醇0.3份”更換為“辛醇0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例6

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份”更換為“瀝青乳液0份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例7

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份,mgo基膨脹劑4份”更換為“瀝青乳液0份,mgo基膨脹劑0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

對(duì)比例8

將實(shí)施例5中“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑4份”更換為“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0份,mgo基膨脹劑0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表2。

表2.地聚合物防護(hù)涂層性能

對(duì)比例9

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份,異丁基三乙氧基硅烷0.8份”更換為“瀝青乳液0份,異丁基三乙氧基硅烷0份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例10

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份,mgo基膨脹劑4份”更換為“瀝青乳液0份,pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0份,mgo基膨脹劑0份,”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例11

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份”更換為“瀝青乳液25份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例12

將實(shí)施例5中“瀝青乳液15份”更換為“瀝青乳液4份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例13

將實(shí)施例5中“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份”更換為“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.6份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例14

將實(shí)施例5中“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.3份”更換為“pp纖維(長(zhǎng)度≤10mm)0.1份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例15

將實(shí)施例5中“mgo基膨脹劑4份”更換為“mgo基膨脹劑6份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例16

將實(shí)施例5中“mgo基膨脹劑4份”更換為“mgo基膨脹劑2份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

表3.地聚合物防護(hù)涂層性能

對(duì)比例17

將實(shí)施例5中“異丁基三乙氧基硅烷0.8份”更換為“異丁基三乙氧基硅烷0.4份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例18

將實(shí)施例5中“異丁基三乙氧基硅烷0.8份”更換為“異丁基三乙氧基硅烷1.2份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例19

將實(shí)施例5中“辛醇0.3份”更換為“辛醇0.1份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例20

將實(shí)施例5中“辛醇0.3份”更換為“辛醇0.6份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例21

將實(shí)施例5中“涂層厚度8mm”更換為“涂層厚度4mm”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例22

將實(shí)施例5中“涂層厚度8mm”更換為“涂層厚度12mm”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例23

將實(shí)施例5中“天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)120份”更換為“天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)40份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

對(duì)比例24

將實(shí)施例5中“天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)120份”更換為“天然砂(粒徑≤2.36mm,含泥量小于0.5%)220份”,其余等同于實(shí)施例5,涂層性能見(jiàn)表3。

表4.地聚合物防護(hù)涂層性能

從對(duì)比例1-24的數(shù)據(jù)可以看出:

(1)瀝青乳液、pp纖維、mgo基膨脹劑協(xié)同使用,能克服地聚合物涂層干燥收縮產(chǎn)生裂縫,能避免cl-穿透至海工混凝土表面,降低了海工混凝土電通量值,提高了防腐性能;

(2)瀝青乳液、異丁基三乙氧基硅烷等有機(jī)功能材料的使用,能提高地聚合物涂層材料疏水功能,能阻止cl-滲透至海工混凝土表面,也降低了海工混凝土電通量值,提高了防腐性能。

(3)地聚合物涂層材料配方范圍及涂層厚度等參數(shù)都是有嚴(yán)格要求的,如增加瀝青乳液用量會(huì)導(dǎo)致涂層附著力下降,而降低瀝青乳液用量,會(huì)導(dǎo)致涂層電通量升高,增加涂層后會(huì)導(dǎo)致涂層開(kāi)裂,而降低涂層厚度,則防腐性能下降,電通量也發(fā)生升高。

最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實(shí)施例,還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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