CN107902956B - 一种混凝土界面处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土界面处理剂，属于建筑材料技术领域。本发明将炭化茶饼粉末，无水甲醇，无水乙醇加热搅拌混合，过滤，减压浓缩，即得油茶饼粉提取液；将纳米纤维素与丙酮搅拌混合，再加入N,N‑二甲基甲酰胺搅拌，静置分层，取上层液，将上层液与双氧水加热搅拌混合，减压蒸馏，即得改性纳米纤维素；环氧树脂，固化剂，磷脂，壳聚糖液，硅烷偶联剂，石英砂，重质碳酸钙粉，茶叶粉末，胶粉，水和改性纳米纤维素搅拌混合，即得混凝土界面处理剂。本发明提供的混凝土界面处理剂具有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明公开了一种混凝土界面处理剂，属于建筑材料技术领域。
背景技术
混凝土界面处理剂又称界面粘结剂、界面剂，由水泥、骨料、高分子聚合物粘结材料及各种助剂配制而成。是一种由高聚物改性后的新型结合层处理材料，外观呈灰色固体粉末，经水化反应后能形成与混凝土有较大粘附力并具有一定韧性的高强硬化体，是应用于增强混凝土表面性能或赋予混凝土表面所需要功能的一种表面处理材料。
界面剂主要用于处理混凝土、加气混凝土、粉煤灰砌块等表面，解决这些表面由于吸水特性或光滑而引起面层不易黏结、抹灰层空鼓、开裂、剥落等问题，能够显著增强新旧混凝土之间以及混凝土与抹灰砂浆之间的黏结力，能够取代传统的凿毛工序、保证工程质量和加快施工进度等。它对光滑的混凝土表面和多孔的加气混凝土均有很好的粘附性。可广泛应用于各种混凝土内外墙面、天棚等部位的结合层处理，轻质砌块也可使用。混凝土基体面经用界面剂处理后可以有效防止砂浆抹灰层的空鼓、起壳等质量通病。
近年来，模板技术的发展使得混凝土表面越来越光滑，抹灰愈发困难，许多建筑物都进入老化使用期需要补强加固，新老混凝土的粘结经常遇到问题。想要解决由于拉应力与剪应力造成的结合面薄弱问题，提高界面的粘结力，最佳方法便是使用界面处理剂。界面处理剂主要用于混凝土基层的抹灰，新旧混凝土之间的粘结等。应用混凝土界面处理剂技术，可以提高工程的质量和寿命，有效节约资金，具有显著的经济效益。
剪切强度是混凝土界面处理剂力学性能中的重要一项，提高剪切强度对提高界面处理剂的质量有着重要的意义。但是，目前市售的混凝土界面处理剂还存在剪切强度不足的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统混凝土界面处理剂力学性能不佳的问题，提供了一种混凝土界面处理剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种混凝土界面处理剂，包括以下重量份数原料组成：20～30份环氧树脂，5～6份固化剂，10～20份磷脂，20～30份壳聚糖液，5～8份硅烷偶联剂，10～20份石英砂，10～20份重质碳酸钙粉，10～20份油茶饼粉提取液，10～20份胶粉，30～40份水，10～20份纳米纤维素；
所述混凝土界面处理剂的制备过程为：按原料组成称量各原料，将环氧树脂，固化剂，磷脂，壳聚糖液，硅烷偶联剂，石英砂，重质碳酸钙粉，油茶饼粉提取液，胶粉，水和纳米纤维素搅拌混合，即得混凝土界面处理剂。
所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
所述固化剂为乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺或二乙氨基丙胺中的任意一种。
所述磷脂为大豆卵磷脂或牛奶磷脂中的任意一种。
所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
所述油茶饼粉提取液的制备过程为：按重量份数计，将30～40份炭化茶饼粉末，50～60份无水甲醇，50～60份无水乙醇加热搅拌混合，过滤，减压浓缩，即得油茶饼粉提取液；所述炭化茶饼粉末由油茶饼保温炭化得到。
所述胶粉为废弃橡胶粉或硅橡胶粉中的任意一种。
所述纳米纤维素还可以为改性纳米纤维素，具体改性过程为：按重量份数计，依次取20～30份纳米纤维素，80～100份丙酮，80～100份N,N-二甲基甲酰胺，20～30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮搅拌混合，再加入N,N-二甲基甲酰胺搅拌，静置分层，取上层液，将上层液与双氧水加热搅拌混合，减压蒸馏，即得改性纳米纤维素。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加壳聚糖，首先，壳聚糖具有保水性，促进混凝土进一步水化，其次，壳聚糖在碱性条件下，壳聚糖由大分子水解成小分子壳聚糖，小分子壳聚糖更好的渗透进混凝土中，体系中的钙离子可促进小分子壳聚糖交联，形成三维网络，从而提升界面处理剂的力学性能；
（2）本发明通过添加磷脂，首先，在体系中起到很好的乳化作用，使得混凝土界面处理剂易于铺展，其次，磷脂带负电荷，使得壳聚糖与磷脂的结合力增强，其次，负电荷磷脂成分占据了壳聚糖中的部分官能团的位置，降低了壳聚糖分子中共价键的振动强度，同时，体系中可以与水形成亲水键的自由羟基团减少，使得壳聚糖形成三维网络的强度，从而提升界面处理剂的力学性能，另外，磷脂在碱性条件下水解，可吸引体系中的钙离子，使其水解产物与钙离子发生反应，生成羟基磷酸钙，羟基磷酸钙填充在于壳聚糖形成三维网络中，进一步增强三维网络的强度，从而进一步提升界面处理剂的力学性能；
（3）本发明通过添加改性纳米纤维素，改性纳米纤维素经双氧水浸泡改性，使得纳米纤维素表面活性得以提升，改性纳米纤维素附着在混凝土颗粒表面，填充在不同颗粒之间，从而发挥对水泥微粒和浆体的塑化和保水，并且使得新老基材之间具有更大的接触面积，同时，改性纳米纤维素具有活性基团，与水泥浆体中的阳离子发生化学反应，形成化学键合，从而进一步提升界面处理剂的力学性能，另外，改性纳米纤维素穿插缠绕在体系三维网络中，形成互相交织的复合结构，进一步提升界面处理剂的力学性能。
具体实施方式
将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得壳聚糖液；将油茶饼置于炭化炉中，并以速率为50～60mL/min向炉内充入氮气，于温度为450～550℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化20～30min后，随炉降至室温，得炭化油茶饼，将炭化油茶饼置于粉碎机中粉碎，过50～80目的筛，得炭化茶饼粉末；按重量份数计，将30～40份炭化茶饼粉末，50～60份无水甲醇，50～60份无水乙醇置于带有球形冷凝管的单口烧瓶中，于温度为80～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热回流搅拌混合，得混合液，随后将混合液过滤，得滤液，再将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为80～100℃，转速为50～80r/min，压力为400～600kPa条件下，减压浓缩10～20min，即得油茶饼粉提取液；按重量份数计，依次取20～30份纳米纤维素，80～100份丙酮，80～100份N,N-二甲基甲酰胺，20～30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮置于2号烧杯中，于转速400～500r/min条件下，搅拌混合40～60min，随后向2号烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合40～60min，静置分层，得分层液，再将分层液下层液放出，取上层液，随后将所得上层液与双氧水置于三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60～80℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌混合30～50min，得反应混合液，随后将反应混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为80～100℃，转速为50～80r/min，压力为400～600kPa条件下，减压浓缩30～40min，减压蒸馏30～40min，即得改性纳米纤维素；按重量份数计，将20～30份环氧树脂，5～6份固化剂，10～20份磷脂，20～30份壳聚糖液，5～8份硅烷偶联剂，10～20份石英砂，10～20份重质碳酸钙粉，10～20份油茶饼粉提取液，10～20份胶粉，30～40份水，10～20份改性纳米纤维素置于混料机中，于转速为1000～1200r/min条件下，高速搅拌混合30～40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。所述固化剂为乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺或二乙氨基丙胺中的任意一种。所述磷脂为大豆卵磷脂或牛奶磷脂中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述胶粉为废弃橡胶粉或硅橡胶粉中的任意一种。
实例1
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将油茶饼置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化30min后，随炉降至室温，得炭化油茶饼，将炭化油茶饼置于粉碎机中粉碎，过80目的筛，得炭化茶饼粉末；按重量份数计，将40份炭化茶饼粉末，60份无水甲醇，60份无水乙醇置于带有球形冷凝管的单口烧瓶中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热回流搅拌混合，得混合液，随后将混合液过滤，得滤液，再将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩20min，即得油茶饼粉提取液；按重量份数计，依次取30份纳米纤维素，100份丙酮，100份N,N-二甲基甲酰胺，30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮置于2号烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合60min，随后向2号烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，静置分层，得分层液，再将分层液下层液放出，取上层液，随后将所得上层液与双氧水置于三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得反应混合液，随后将反应混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩40min，减压蒸馏40min，即得改性纳米纤维素；按重量份数计，将30份环氧树脂，6份固化剂，20份磷脂，30份壳聚糖液，8份硅烷偶联剂，20份石英砂，20份重质碳酸钙粉，20份油茶饼粉提取液，20份胶粉，40份水，20份改性纳米纤维素置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌混合40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述固化剂为乙二胺。所述磷脂为大豆卵磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述胶粉为废弃橡胶粉。
实例2
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将油茶饼置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化30min后，随炉降至室温，得炭化油茶饼，将炭化油茶饼置于粉碎机中粉碎，过80目的筛，得炭化茶饼粉末；按重量份数计，将40份炭化茶饼粉末，60份无水甲醇，60份无水乙醇置于带有球形冷凝管的单口烧瓶中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热回流搅拌混合，得混合液，随后将混合液过滤，得滤液，再将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩20min，即得油茶饼粉提取液；按重量份数计，依次取30份纳米纤维素，100份丙酮，100份N,N-二甲基甲酰胺，30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮置于2号烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合60min，随后向2号烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，静置分层，得分层液，再将分层液下层液放出，取上层液，随后将所得上层液与双氧水置于三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得反应混合液，随后将反应混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩40min，减压蒸馏40min，即得改性纳米纤维素；按重量份数计，将30份环氧树脂，6份固化剂，30份壳聚糖液，8份硅烷偶联剂，20份石英砂，20份重质碳酸钙粉，20份油茶饼粉提取液，20份胶粉，40份水，20份改性纳米纤维素置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌混合40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述固化剂为乙二胺。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述胶粉为废弃橡胶粉。
实例3
将油茶饼置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化30min后，随炉降至室温，得炭化油茶饼，将炭化油茶饼置于粉碎机中粉碎，过80目的筛，得炭化茶饼粉末；按重量份数计，将40份炭化茶饼粉末，60份无水甲醇，60份无水乙醇置于带有球形冷凝管的单口烧瓶中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热回流搅拌混合，得混合液，随后将混合液过滤，得滤液，再将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩20min，即得油茶饼粉提取液；按重量份数计，依次取30份纳米纤维素，100份丙酮，100份N,N-二甲基甲酰胺，30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮置于2号烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合60min，随后向2号烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，静置分层，得分层液，再将分层液下层液放出，取上层液，随后将所得上层液与双氧水置于三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得反应混合液，随后将反应混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩40min，减压蒸馏40min，即得改性纳米纤维素；按重量份数计，将30份环氧树脂，6份固化剂，20份磷脂，8份硅烷偶联剂，20份石英砂，20份重质碳酸钙粉，20份油茶饼粉提取液，20份胶粉，40份水，20份改性纳米纤维素置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌混合40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述固化剂为乙二胺。所述磷脂为大豆卵磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述胶粉为废弃橡胶粉。
实例4
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；按重量份数计，依次取30份纳米纤维素，100份丙酮，100份N,N-二甲基甲酰胺，30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮置于2号烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合60min，随后向2号烧杯中加入N,N-二甲基甲酰胺，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，静置分层，得分层液，再将分层液下层液放出，取上层液，随后将所得上层液与双氧水置于三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得反应混合液，随后将反应混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩40min，减压蒸馏40min，即得改性纳米纤维素；按重量份数计，将30份环氧树脂，6份固化剂，20份磷脂，30份壳聚糖液，8份硅烷偶联剂，20份石英砂，20份重质碳酸钙粉，20份胶粉，40份水，20份改性纳米纤维素置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌混合40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述固化剂为乙二胺。所述磷脂为大豆卵磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述胶粉为废弃橡胶粉。
实例5
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将油茶饼置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化30min后，随炉降至室温，得炭化油茶饼，将炭化油茶饼置于粉碎机中粉碎，过80目的筛，得炭化茶饼粉末；按重量份数计，将40份炭化茶饼粉末，60份无水甲醇，60份无水乙醇置于带有球形冷凝管的单口烧瓶中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热回流搅拌混合，得混合液，随后将混合液过滤，得滤液，再将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压浓缩20min，即得油茶饼粉提取液；按重量份数计，将30份环氧树脂，6份固化剂，20份磷脂，30份壳聚糖液，8份硅烷偶联剂，20份石英砂，20份重质碳酸钙粉，20份油茶饼粉提取液，20份胶粉，40份水，20份纳米纤维素置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌混合40min，即得混凝土界面处理剂。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述固化剂为乙二胺。所述磷脂为大豆卵磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述胶粉为废弃橡胶粉。
对比例：北京某建材有限公司生产的混凝土界面处理剂。
将实例1至5所得混凝土界面处理剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
按照JC/T907检测其剪切强度。
具体检测结果如表1所示：
表1
由表1检测结果可知，本发明提供的混凝土界面处理剂具有优异的力学性能。
Claims (9)
1.一种混凝土界面处理剂，其特征在于：包括以下重量份数原料组成：20～30份环氧树脂，5～6份固化剂，10～20份磷脂，20～30份壳聚糖液，5～8份硅烷偶联剂，10～20份石英砂，10～20份重质碳酸钙粉，10～20份油茶饼粉提取液，10～20份胶粉，30～40份水，10～20份纳米纤维素；
所述混凝土界面处理剂的制备过程为：按原料组成称量各原料，将环氧树脂，固化剂，磷脂，壳聚糖液，硅烷偶联剂，石英砂，重质碳酸钙粉，油茶饼粉提取液，胶粉，水和纳米纤维素搅拌混合，即得混凝土界面处理剂。
2.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述固化剂为乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺或二乙氨基丙胺中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述磷脂为大豆卵磷脂或牛奶磷脂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
6.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述油茶饼粉提取液的制备过程为：按重量份数计，将30～40份炭化茶饼粉末，50～60份无水甲醇，50～60份无水乙醇加热搅拌混合，过滤，减压浓缩，即得油茶饼粉提取液；所述炭化茶饼粉末由油茶饼保温炭化得到。
8.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述胶粉为废弃橡胶粉或硅橡胶粉中的任意一种。
9.根据权利要求1所述一种混凝土界面处理剂，其特征在于：所述纳米纤维素为改性纳米纤维素，具体改性过程为：按重量份数计，依次取20～30份纳米纤维素，80～100份 丙酮，80～100份N,N-二甲基甲酰胺，20～30份双氧水，将纳米纤维素与丙酮搅拌混合，再加 入N,N-二甲基甲酰胺搅拌，静置分层，取上层液，将上层液与双氧水加热搅拌混合，减压蒸 馏，即得改性纳米纤维素。
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