CN109796150B - 用于智能交通设备安装墙体温度收缩膨胀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土技术膨胀剂技术领域，更具体的涉及一种用于智能交通设备安装墙体温度收缩的膨胀剂及其制备方法。本发明以丙烯酰胺作为单体在自由基引发剂的作用下在季铵盐改性蒙脱石表面聚合，最后与聚乙二醇和纳米导热材料作用制备出核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石。本发明制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂在水泥水化前期提供较大的膨胀量，以减少初期裂缝的发生；后期较长一段时间持续的提供一定的微量膨胀，补偿水工大体积混凝土后期的温度收缩。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术膨胀剂技术领域，更具体的涉及一种用于智能交通设备安装墙体温度收缩的膨胀剂及其制备方法。
背景技术
针对大型的智能交通检测设备，其墙体需要大体积混凝土进行安装固定，以减少对检测设备的精度干扰，大体积混凝土的众多收缩变形中,主要的收缩是温度收缩和自身体积变形,而温度收缩又占据主要地位。温度收缩是指水泥混凝土在环境温度条件下，因为水泥早期水化放热，引起内部温度升高，升高至一定程度后温度下降引起的冷缩，导致大体积混凝土开裂。解决大体积混凝土温度收缩是施工中面临的主要问题。在实际工程中,在施工工艺上常采用埋冷却水管,通冷却水,降低混凝土温升。从材料角度上,除了采用低热水泥和掺入掺合料外,还常掺入膨胀剂来补偿混凝土的温度收缩。
目前较常用于大体积混凝土中起到补偿作用的膨胀剂主要有:硫铝酸盐系膨胀剂和氧化镁膨胀剂。硫铝酸盐系膨胀剂膨胀是由最终反应产物中的钙矾石提供，在合理掺量范围内,膨胀主要发生在混凝土浇筑后3d-14d,以后趋于稳定,28d后几乎没有膨胀。在大体积混凝土弹性模量较低时,早期的膨胀只能在混凝土中产生较低的预压应力,不能补偿后期温度收缩变形。氧化镁膨胀剂膨胀机理是由氧化镁(MgO)与水反应生成氢氧化镁体积增大近一倍,从而产生膨胀。水泥中,氧化镁含量过大,在硬化的混凝土产生过量的后期膨胀,使混凝土产生裂缝而破坏。但目前我国混凝土膨胀剂国家标准中对氧化镁的含量有限制，GB23439-2009中规定氧化镁含量不能大于5.0％。由于受到水泥标准中氧化镁含量的限制,氧化镁膨胀剂补偿混凝土收缩的能力有限。
CN 104671694 B中采用45-50℃石蜡作为相变材料，包裹氧化钙制备出用于解决混凝土温度收缩的膨胀剂，能有效补充大体积混凝土温度收缩；但是水工大体积混凝土内部温度通常达到60-80℃,此时石蜡早已熔化，所以实际补偿收缩效果有限；而且该膨胀剂膨胀未能克服氧化钙膨胀剂膨胀作用仅在28d之前有效果(CN 104671694 B图2中虽然显示出了与未改性氧化钙相比，可在后期温降阶段提供一定的收缩补偿，但其自生体积变形曲线显示后期变形仍然总体呈收缩态，微膨胀效果不明显，根本无法适应水工大体积混凝土后期温降膨胀)；另外石蜡和水泥基体材料的相容性差。武汉大学高钟伟等人(混凝土，2005年第5期，38-43页，补偿大体积混凝土温度收缩的双膨胀源膨胀剂的研究)公开了一种补偿大体积混凝土温度收缩的双膨胀源膨胀剂；该论文中首先筛选了前期膨胀源和后期膨胀源，然后复配形成最终补偿大体积混凝土温度收缩用膨胀剂，但该论文中未公开具体膨胀源；该膨胀剂膨胀机制还是两种膨胀剂简单的配合，所以复配过程中需严格控制前期膨胀源和后期膨胀源的比例。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中大型智能交通设备安装墙体的不稳定，导致精度改变，墙体膨胀剂无法有效补偿大体积混凝土温度收缩的缺陷，提出了一种核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，即在蒙脱石表面包覆一层聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物形成的有机相变层；所述有机相变层不仅能够吸收水泥水化反应时释放的热量、降低水泥内外部温差起到减少温度收缩的作用；聚乙二醇/丙烯酰胺复合层能够在水化反应前期提供较大的膨胀量，在水工大体积混凝土中施加一定的压应力，减少初期裂缝的发生；改性蒙脱土在后期较长一段时间持续的提供一定的微量膨胀，补偿水工大体积混凝土后期的温度收缩。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，所述核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石以季铵盐改性蒙脱石为核，以聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物为壳；
所述季铵盐改性蒙脱石是以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂在水溶液中进行改性、过滤干燥所得；
所述核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石以丙烯酰胺作为单体在自由基引发剂的作用下在季铵盐改性蒙脱石表面聚合，最后与聚乙二醇和纳米导热材料作用所得。
优选的，所述聚乙二醇的平均分子量分布为2000-8000；所述聚乙二醇为PEG-2000、PEG-3000、PEG-4000、PEG-5000、PEG-6000、PEG-7000、PEG-8000中的一种或两种以上的任意组合物，优选为PEG-4000或PEG-6000；此分子量区间的聚乙二醇相变温度区间为40-90℃，与水工大体积混凝土水化热反应导致内部温度升高区间吻合；采用改性蒙脱石作为支撑材料，并用丙烯酰胺与聚乙二醇聚合，在改性蒙脱石表面和层间包裹一层有机聚合物相变层，克服了聚乙二醇相变过程中产生液相出现相分离的缺陷，改善了力学性能。
优选的，所述纳米导热材料为纳米碳纤维或碳纳米管；纳米导热材料是为了提高相变材料的热传导率，避免混凝土水化过程中出现热累积，使释放出的热量及时得到吸收，从而使热收缩补偿更加平稳。
优选的，所述核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的具体制备方法包括如下步骤：
1)蒙脱石前处理
将蒙脱石浸渍在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中超声6-8h，过滤、水洗至滤液成中性后干燥至恒重，然后粉碎得季铵盐改性蒙脱石；
季铵盐改性过程中起到了改变蒙脱石层间距提高比表面积的作用，为后续与丙烯酰胺和聚乙二醇自组装聚合提供了更多位点；
2)聚乙二醇和纳米导热材料分散液配制：将0.5-1.5g聚乙二醇和0.1-0.3g纳米导热材料加入到乙腈中加热搅拌形成聚乙二醇的分散液备用；
3)分子自组装表面包覆：将10g季铵盐改性蒙脱石置于乙腈中超声分散均匀，加入0.5-2.5g丙烯酰胺和50-200mg偶氮二异丁腈加热回流1-2h，然后加入聚乙二醇的分散液继续回流反应，浓缩去除乙腈后采用正庚烷洗涤、干燥得核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)。本发明制备的PEG/AM@M以改性蒙脱石为核，以聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物为壳，聚乙二醇和丙烯酰胺聚合物复合形成包裹层，该包裹层属于相变层(通过吸热和放热存贮热能和调控温度)，能够吸附部分混凝土水化过程中的热量，降低混凝土内部和外部的温差，从而降低混凝土温度收缩；另外聚乙二醇和丙烯酰胺聚合物复合形成包裹层具有优异的膨胀性能，与改性蒙脱石协同作用，共同起到膨胀作用。
蒙脱石是水铝硅酸盐构成的矿物，其理论化学通式为Al2O3.4SiO2.nH2O(n通常大于2)，属于层状结构；蒙脱石具有很强的吸水性，吸水后体积膨胀。它是一种二维平面层状构造的硅铝酸盐；分别由两层硅氧四面体片和一层夹于其间的铝氧(羟基)八面体层构成。在两个相邻的硅氧四面体层片之间是通过氢键结合，使得水分子和其它极性分子容易进入晶层中间，引起膨胀；蒙脱石中含有大量的SiO2，本发明以丙烯酰胺为聚合单体在自由基引发剂的条件下将丙烯酰胺单体包覆到蒙脱石表面(通过二氧化硅中的羟基与双键形成的自由基相互作用)，利用聚乙二醇中的羟基为自由基封端剂，通过分子自组装形成聚乙二醇/丙烯酰胺包覆改性的蒙脱石(简写为PEG/AM@M)。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，用于制备补偿大体积混凝土温度收缩的膨胀剂；本发明制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)中相变层(聚乙二醇/丙烯酰胺复合形成的壳层)在混凝土水化反应前期能够通过吸收部分水化热降低混凝土内部温度，从而起到降低混凝土内外部温差，解决由于内外部温差导致的混凝土温度收缩问题；另外聚乙二醇/丙烯酰胺复合层能够在水化反应前期提供较大的膨胀量，在水工大体积混凝土中施加一定的压应力，减少初期裂缝的发生；改性蒙脱土在后期较长一段时间持续的提供一定的微量膨胀，补偿水工大体积混凝土后期的温度收缩。
优选的，在采用本发明制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂制备水泥砂浆时，其用量一般为水泥重量的1.0-15.0wt％，进一步优选为水泥重量的5.0-7.0wt％。
优选的，采用本发明制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂制备水泥砂浆时，其粒径一般控制在粒径为100-500目，进一步优选为200-400目。
聚乙二醇(PEG)为最常用的相变材料，来源广泛，可通过调节相对分子量来调节相变温度；而且由于聚乙二醇中含有(CH2-CH2-O)结构单元，可在水化过程中与水分子或者与膨胀剂、水泥基体中的金属离子形成氢键和/或配位键，提高了其相容性；
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明提供了一种交通设备安装墙体壳核结构的膨胀剂，无需对两种膨胀剂进行复配；
2)本发明制备的交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂制备出的混凝土能够在前期提供较大的膨胀量，主要有聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物来提供，以减少初期裂缝的发生；后期较长一段时间持续的提供一定的微量膨胀，补偿水工大体积混凝土后期的温度收缩；
3)本发明研究了PEG/AM@M作为膨胀剂在水泥砂浆中的掺入量，最优配比为水泥重量的5.0wt％-7.0wt％；
4)本发明研究了PEG/AM@M作为膨胀剂的粒径对膨胀性能的影响，得出了其控制粒径为200-400目，为生产质量控制提供了数据支持。
具体实施方式
蒙脱石来自于北京华威锐科化工有限公司，平均粒径为100微米，蒙脱石化学重量组成如表A所示：
表A蒙脱石化学成分(wt％)
| 成分 | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO | TiO<sub>2</sub> | K<sub>2</sub>O | Na<sub>2</sub>O | 结晶水 |
| 含量 | 72.68 | 11.39 | 2.02 | 1.78 | 2.36 | 1.68 | 0.57 | 0.3 | 7.21 |
碳纳米管和纳米碳纤维来自于北京德科岛金科技有限公司，碳纳米管型号为CNT101，纳米碳纤维长度为10-20微米，长径比为70；
试验所用水泥、沙子、水符合GB23439-2009混凝土膨胀剂中的要求，即水泥为P.II52.5硅酸盐水泥，质量符合GB8076规定的基准水泥；标准砂符合GB/T 17671要求；水符合JGJ63要求。
实施例1制备核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石
1)蒙脱石前处理
将10.0g蒙脱石浸渍在100ml浓度为0.5mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中超声6-8h，过滤、水洗至滤液成中性后在200-300℃下干燥过夜至恒重，然后粉碎至平均粒径为50微米得季铵盐改性蒙脱石；
2)聚乙二醇和纳米导热材料分散液配制：将0.5g聚乙二醇4000(PEG-4000)和0.1g碳纳米管加入到20ml乙腈中加热搅拌形成聚乙二醇的分散液备用；
3)分子自组装表面包覆：将10g季铵盐改性蒙脱石置于150ml乙腈中超声分散均匀，加入0.5g丙烯酰胺和100mg偶氮二异丁腈加热回流1-2h，然后加入步骤2)中全部聚乙二醇的分散液继续回流反应2-3h，浓缩去除乙腈后采用正庚烷洗涤、45℃下真空干燥，粉碎至粒径为200目得核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)。
实施例2制备核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石
1)蒙脱石前处理
将10.0g蒙脱石浸渍在100ml浓度为0.5mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中超声6-8h，过滤、水洗至滤液成中性后在200-300℃下干燥过夜至恒重，然后粉碎至粒径为40-50微米得季铵盐改性蒙脱石；
2)聚乙二醇和纳米导热材料分散液配制：将1.0g聚乙二醇4000(PEG-4000)和0.2g碳纳米管加入到25ml乙腈中加热搅拌形成聚乙二醇的分散液备用；
3)分子自组装表面包覆：将10g季铵盐改性蒙脱石置于150ml乙腈中超声分散均匀，加入1.5g丙烯酰胺和100mg偶氮二异丁腈加热回流1-2h，然后加入步骤2)中全部聚乙二醇的分散液继续回流反应2-3h，浓缩去除乙腈后采用正庚烷洗涤、45℃下真空干燥，粉碎至粒径为200目得核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)。
实施例3制备核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石
1)蒙脱石前处理
将10.0g蒙脱石浸渍在100ml浓度为0.5mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中超声6-8h，过滤、水洗至滤液成中性后在200-300℃下干燥过夜至恒重，然后粉碎至平均粒径为50微米得季铵盐改性蒙脱石；
2)聚乙二醇和纳米导热材料分散液配制：将1.5g聚乙二醇6000(PEG-6000)和0.2g碳纳米纤维加入到30ml乙腈中加热搅拌形成聚乙二醇的分散液备用；
3)分子自组装表面包覆：将10g季铵盐改性蒙脱石置于150ml乙腈中超声分散均匀，加入2.5g丙烯酰胺和100mg偶氮二异丁腈加热回流1-2h，然后加入步骤2)中全部聚乙二醇的分散液继续回流反应2-3h，浓缩去除乙腈后采用正庚烷洗涤、45℃下真空干燥，粉碎至粒径为200目得核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)。
对比例1
与实施例2相比，区别仅在于采用平均粒径为10微米的二氧化硅等量替代季铵盐改性蒙脱石，制备出的最终产品定义为核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的二氧化硅(简写为PEG/AM@S)，粒径为200目。
为了验证本发明实施例1-3制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)及其对比例1制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的二氧化硅(简写为PEG/AM@S)在混凝土水化反应中降低其温度收缩值的作用，本发明采用实施例1-3及其对比例1制备的产品作为膨胀剂按照表1-1中规定的用量制备尺寸为φ150X500的混凝土试体，按照DL/T5150-2001中4.12项下混凝土自生体积变形试验方法测量其在恒温室(20℃±1)不同养护龄期的自生体积变形(10-6)；其中采用67.5g±0.2g的水泥代替膨胀剂制备的混凝土试体作为空白对照。
表1-1物料用量表
| 物料 | 物料用量/g |
| 水泥 | 607.5±2.0 |
| 膨胀剂 | 67.5±0.2 |
| 标准砂 | 1350.0±5.0 |
| 拌合水 | 270.0±1.0 |
不同膨胀剂制备出的混凝土不同养护龄期的自生体积变形结果如表1-A所示；
表1-A不同龄期的自生体积变形(X 10-6)试验数据
空白试验结果表明，在水化反应前期混凝土会产生一定量的膨胀变形(主要集中在龄期14天之前，14天膨胀自生体积变形达到82.94X10-6)，水化反应后期产生较大量的收缩变形。
采用本发明实施例1-3制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)及其对比例1制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的二氧化硅(简写为PEG/AM@S)作为膨胀剂制备出的混凝土前期膨胀变形量大于不添加膨胀剂的空白对照；表明采用聚乙二醇/丙烯酰胺制备的聚合物可在前期快速提供较大的膨胀变形，主要集中在龄期为28天之前；能在早期提供较大的膨胀量，在水工大体积混凝土中施加一定的压应力,减少初期裂缝的发生。
对比例1与实施例1-3相比，即采用二氧化硅等量替代季铵盐改性蒙脱石制备混凝土前期(龄期为50天之前)膨胀变形差别不大；但对比例1中后期(龄期为60天以后)膨胀变形较实施例1-3膨胀变形量降低速率快，对后期温降补偿效果较差；而本发明实施例1-3制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂可在后期较长一段时间持续的提供一定的微量膨胀，补偿水工大体积混凝土后期的温度收缩。
实施例1-3之间相比，实施例3后期(龄期120天)膨胀变形仍保持微弱增长趋势，在混凝土的硬化阶段若是后期仍有较大的膨胀变形则会影响混凝土硬化后的结构稳定性，所以在制备核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)时需注意控制聚乙二醇、丙烯酰胺及其改性蒙脱石之间的配比。
实施例4
本发明进一步验证了实施例2制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂(粒径约为200目)，依据GB23439-2009混凝土膨胀剂中的检测方法以水中7天限制膨胀率和抗压强度(20℃下标准养护7天)为指标，考察膨胀剂在水泥砂浆中的掺量(以水泥重量为基准)，水泥砂浆由水泥(607.5±2.0g)、标准砂(1350.0±5.0)、拌合水(270.0±1.0)和膨胀剂(水泥重量的1.0-15.0wt％)，膨胀剂用量与限制膨胀率及其抗压强度的关系如表2-1所示：
表2-1膨胀剂用量对膨胀率及其抗压强度的影响
| 膨胀剂用量/wt％ | 限制膨胀率/％(水中7天) | 7天抗压强度/MPa |
| 1.0 | 0.089 | 34.26 |
| 3.0 | 0.135 | 35.46 |
| 5.0 | 0.168 | 37.67 |
| 7.0 | 0.176 | 38.98 |
| 10.0 | 0.186 | 34.10 |
| 12.0 | 0.188 | 30.18 |
| 15.0 | 0.192 | 26.45 |
试验结果表明，采用本发明实施例2制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)作为膨胀剂制备出的水泥砂浆其水中7天限制膨胀率随膨胀剂用量的增加，限制膨胀率成正相关，但用量大于水泥重量的10wt％以后其7天抗压强度下降明显；为了满足砂浆早期强度的要求，核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)的掺量易控制在水泥重量的1.0-12wt％之间，进一步优选为水泥重量的5.0-7.0wt％之间。
实施例5
本发明对实施例2方法制备的核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)分别粉碎至粒径为200目-1000目之间(未粉碎前粒径为50-100目)，进一步考察了PEG/AM@M粒径与制备出的水泥砂浆限制膨胀率及其抗压强度的关系(物料用量与实施例4一致，其中PEG/AM@M用量为水泥重量的6.0wt％)，不同PEG/AM@M粒径制备出的水泥砂浆限制膨胀率(水中7天)及其抗压强度(20℃下标准养护7天)如表2-2所示，依据GB23439-2009混凝土膨胀剂中的检测方法进行的检测：
表2-2膨胀剂粒径对限制膨胀率及其抗压强度的影响
| 粒径/目数 | 限制膨胀率/％(水中7天) | 7天抗压强度/MPa |
| 50-100(未粉碎) | 0.124 | 38.65 |
| 100 | 0.148 | 38.66 |
| 200 | 0.178 | 38.68 |
| 300 | 0.265 | 38.74 |
| 400 | 0.252 | 38.81 |
| 500 | 0.086 | 38.90 |
| 600 | 0.054 | 38.93 |
| 700 | 0.050 | 38.96 |
| 800 | 0.047 | 38.94 |
| 900 | 0.052 | 38.95 |
| 1000 | 0.049 | 38.97 |
试验结果表明，随着粒径的不断减小(即目数的不断增加)，水泥砂浆7天抗压强度成逐渐增大的趋势，可能是由于膨胀剂粒径变小能够容易进入水泥浆体中的部分孔隙，在孔隙中膨胀起到填充阻塞的作用，产生自身密实作用，从而提高部分抗压强度；随着粒径的不断减小(即目数的不断增加)，膨胀性能呈现先增强，然后急剧下降的趋势，膨胀剂颗粒径越膨胀性能越好，符合对膨胀剂的常规认识，但其颗粒径目达到500目后，其限制膨胀率由400目的0.252％降低到了0.086％，可能是由于颗粒径过小，核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)的壳核结构遭到破坏，无法实现聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物与改性蒙脱石之间的协同膨胀作用。所以采用核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石(简写为PEG/AM@M)制备膨胀水泥砂浆时需要控制其粒径，最好在200-400目之间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，其特征在于：所述核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石以季铵盐改性蒙脱石为核，以聚乙二醇/丙烯酰胺聚合物为壳；
所述季铵盐改性蒙脱石是以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂在水溶液中进行改性，过滤、干燥所得；
所述核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石以丙烯酰胺作为单体，在自由基引发剂的作用下在季铵盐改性蒙脱石表面聚合，最后与聚乙二醇和纳米导热材料作用所得；
所述纳米导热材料为纳米碳纤维或碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，其特征在于：所述聚乙二醇为PEG-2000、PEG-3000、PEG-4000、PEG-5000、PEG-6000、PEG-7000、PEG-8000中的一种或两种以上的任意组合物。
3.根据权利要求1所述的用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，其特征在于：所述聚乙二醇为PEG-4000或PEG-6000。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
1)蒙脱石前处理
将蒙脱石浸渍在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中超声6-8h，过滤、水洗至滤液成中性后干燥至恒重，然后粉碎得季铵盐改性蒙脱石；
2)聚乙二醇和纳米导热材料分散液配制
将0.5-1.5g聚乙二醇和0.1-0.3g纳米导热材料加入到乙腈中加热搅拌形成聚乙二醇的分散液备用；
3)分子自组装表面包覆
将10g季铵盐改性蒙脱石置于乙腈中超声分散均匀，加入0.5-2.5g丙烯酰胺和50-200mg偶氮二异丁腈加热回流1-2h，然后加入聚乙二醇的分散液继续回流反应，浓缩去除乙腈后采用正庚烷洗涤、干燥得用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石。
5.一种权利要求1所述用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，其特征在于：用作补偿大体积混凝土温度收缩的膨胀剂。
6.根据权利要求5所述用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，其特征在于：核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的掺量为大体积混凝土中水泥重量的1.0～15.0wt％。
7.根据权利要求6所述用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，其特征在于：核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的掺量为大体积混凝土中水泥重量的5.0～7.0wt％。
8.根据权利要求5所述用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，其特征在于：核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的粒径为100-500目。
9.根据权利要求8所述用于智能交通设备安装墙体核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的用途，其特征在于：核壳结构的聚乙二醇/丙烯酰胺包覆的改性蒙脱石的粒径为200-400目。
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