CN111187021A - 纤维防腐改性工艺、防腐改性纤维及防霉防藻混凝土 - Google Patents

纤维防腐改性工艺、防腐改性纤维及防霉防藻混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明涉及抗渗混凝土领域，更具体地说，它涉及一种纤维防腐改性工艺、一种防腐改性纤维及一种防霉防藻混凝土。本发明提供的一种纤维防腐改性工艺，通过聚丙烯纤维为原料进行表面改性并吸附防腐活性成分，最终得到防腐改性纤维，本发明还提供的一种防霉防藻抗渗混凝土，使用了防腐改性纤维作为配料。本发明得到的防霉防藻抗渗混凝土，能够较好地防霉防藻，且具有较好的抗渗性能。本发明使用到的纤维防腐改性工艺，制备得到的防腐改性纤维性能佳，应用到混凝土配方中，能够提高混凝土的防霉防藻性能和抗渗性能。

Description

纤维防腐改性工艺、防腐改性纤维及防霉防藻混凝土
技术领域
本发明涉及抗渗混凝土领域，更具体地说，它涉及一种纤维防腐改性工艺、一种防腐改性纤维及一种防霉防藻混凝土。
背景技术
混凝土是指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。抗渗混凝土则是在混凝土的基础上，进行一定的改性，使得混凝土养护成型之后拥有一种密实度高的结构，使得水分不易渗透。
现有的抗渗混凝土多种多样，例如专利授权公告号为CN101987786B的中国发明专利公开了一种特细砂抗渗混凝土，其材料组份重量百分比为：P·O42.5硅酸盐水泥14.6％，特细砂19.9％，机制砂8.5％，碎石49.9％，高效防水剂0.1％，水7.0％；所述特细砂细度模数为0.6-0.8mm；所述机制砂细度模数为4.0-5.0mm。这样一种组分的配方，使得特细砂也能够制备抗渗混凝土，降低了我国特细砂资源丰富地区制备抗渗混凝土的成本。
还例如授权公告号为CN1166580C的中国发明专利公开了一种纤维抗渗防裂混凝土，其组分中除了普通的砂石、硅酸盐水泥以及粉煤灰等，另外还有添加防水剂、膨胀剂作为助剂，最关键的是掺有1kg/m3的聚丙烯纤维，这些聚丙烯纤维可以是网状短纤维或杜拉纤维，上述方法得到的抗渗纤维能够解决混凝土水化硬化及使用过程中国产生的裂缝问题，进而提高混凝土的抗渗性能。
上述的这些技术方案均是能够达到较好的抗渗效果，但是普遍存在得到的混凝土块容易长霉长藻的问题，专利授权公告号为CN107489166B的中国发明专利公开了一种抗渗耐腐预制混凝土方涵的施工工艺，从结构角度进行改进，并结合使用了环氧沥青，环氧沥青用于涂覆在混凝土块表面，降低混凝土块的腐蚀，达到更好的防腐效果，这样一种技术方案虽然能够减少混凝土块长霉长藻的情况发生，但是在环境因素影响或者操作工人施工不到位的情况下，环氧沥青可能不能起到预定的防霉防藻效果。该种技术方案得到的混凝土块，一旦出现长霉长藻现象，微生物的生长会造成混凝块上产生裂纹和孔隙，这样的裂纹和空隙将一步步扩大，裂纹和空隙扩大后，将有利于与微生物进一步生长，进而对混凝土块造成不可逆的影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种纤维防腐改性工艺，该种防腐改性得到的防腐改性纤维应用于抗渗混凝土时，一方面能够使抗渗混凝土具有较好的抗渗能力，并能够使获得较好的防霉防藻性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的，一种纤维防腐改性工艺，其特征在于，由聚丙烯纤维为原料，所述防腐改性工艺包括步骤：
步骤1、将表面活性剂、乳化剂、矿物油在反应釜中混合均匀，添加纳米二氧化钛，用超声波使纳米二氧化钛分散，形成乳浊液；
步骤2、将聚丙烯纤维投入乳浊液中，加热至30-40℃，30r/min的搅拌速度下搅拌10-15min；
步骤3、过滤，将滤渣与三乙醇胺与水、苯三唑十八胺盐的混和，而后在50℃的条件下烘干，得到防腐改性纤维。
通过采用上述技术方案，步骤1得到的乳浊液富含纳米二氧化钛粒子，步骤2中，聚丙烯纤维得到乳浊液充分浸润，在表面活性剂的作用下，具有杀菌作用的纳米二氧化钛粒子易于附着在聚丙烯纤维表面，步骤3过滤后，有残留的矿物油能够在聚丙烯纤维表面形成极薄的油膜，紧接在与三乙醇胺与水、苯三唑十八胺盐三者混合之后，苯三唑十八铵盐能够融入油膜内，三乙醇胺能够增强苯三唑十八胺盐与聚丙烯纤维的贴附力，烘干后具有防腐作用的苯三唑十八胺盐能够贴附在聚丙烯纤维外表面。这样一种防腐改性工艺得到的防腐改性纤维，应用到抗渗混凝土中时，由于该种防腐改性纤维分布到混凝土块的各处形成网络，能够增加混凝土块的结构强度和抗渗性能，另外该种防腐改性纤维有较宽的抗菌谱，故霉类与藻类难以在掺入了该种防腐改性纤维的混凝土块表面生长，不会一步步地造成混凝土块产生裂纹和空隙。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述防腐改性工艺用到的原料质量分数如下：
聚丙烯纤维100-120份；
纳米二氧化钛5-8份；
表面活性剂15-30份；
乳化剂8-15份；
矿物油80-100份；
苯三唑十八胺盐10-17份；
三乙醇胺40-50份；
水50-60份。
通过采用上述技术方案，上述质量分数的各组分，得到的防腐改性纤维防腐效果好，结构强度高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。
通过采用上述技术方案，阴离子表面活性剂一方面作为表面活性剂的一种，能够有助于二氧化钛粘附在聚丙烯纤维表面，另一方面，能够增强减水剂的效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述乳化剂为聚氧乙烯脂肪胺。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述矿物油选用10号工业白油。
本发明的目的之二在于，提供一种防腐改性纤维，该种防腐改性纤维能够应用于抗渗混凝土的配方中，使得抗渗混凝土获得防霉防藻性能，并且拥有一个较强的抗渗能力。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：通过前述的一种纤维防腐改性工艺所制得，并应用于抗渗混凝土的制备中。
通过采用上述技术方案，将该种纤维防腐改性工艺得到的防腐改性纤维，应用到抗渗混凝土制备的过程中，最终能够获得一种防霉防藻抗渗混凝土。
本发明的目的之三是提供一种防霉防藻抗渗混凝土，具有较好的抗渗能力，且其本身不易长霉长藻。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种防霉防藻抗渗混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
硅酸盐水泥130-150份；
粗砂30-40份；
石子25-35份；
矿渣粉5-45份；
陶粒5-10份；
减水剂5-8份；
防水剂5-8份；
水9-13份；
防腐改性纤维5-8份。
通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥是使混凝土凝结的重要原料；粗砂和石子分别是混凝土中的粗骨料和细骨料；陶粒较粗砂更细，一方面能够使混凝土在凝结养护的过程中不易形成细缝，另一方面能够提高混凝土的结构强度；减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，其对水泥颗粒有分散作用，能够改善混凝土拌合物的流动性；防水剂是一种化学外加剂，加在水泥中，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用；防腐改性纤维投入到水泥中并搅拌均匀后，能够呈现出网状的结构，犹如在混凝土中参入了巨量的细微筋，可以一直混凝土的开裂，提高韧性，进而提高混凝土的抗渗性能，在这些细微筋处进行防腐改性，能够有效地抑制各类微生物在混凝土处生长，进而使得混凝土获得较强的防霉防藻性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂作为一种阴离子型的试剂，在对水泥颗粒起到分散作用的时候，还能使得水泥内整体环境偏碱性，进而能够一定程度保护防腐改性纤维不被氢离子破坏。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防水剂为有机硅固体防水剂。
通过采用上述技术方案，有机硅防水剂本身不易被微生物利用，选用有机硅固体防水剂，在起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用外，一定程度上也能够改善混凝土的防霉防藻性能。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
其一，本发明得到的防霉防藻抗渗混凝土，能够较好地防霉防藻，且具有较好的抗渗性能；其二，本发明使用到的纤维防腐改性工艺，制备过程简单，制备得到的防腐改性纤维性能佳，应用到混凝土配方中，能够提高混凝土的防霉防藻性能和抗渗性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
制备例1
一种纤维防腐改性工艺，该种工艺由聚丙烯纤维为原料，且包括以下步骤：
步骤1、将表面活性剂、乳化剂、矿物油在反应釜中混合均匀，添加纳米二氧化钛，用超声波使纳米二氧化钛分散，形成乳浊液；
步骤2、将聚丙烯纤维投入乳浊液中，加热至30℃，30r/min的搅拌速度下搅拌10min；
步骤3、过滤，将滤渣与三乙醇胺与水、苯三唑十八胺盐的混和，而后在50℃的条件下烘干，得到防腐改性纤维。
前述防腐改性工艺用到的原料质量分数如下：
聚丙烯纤维113份；
纳米二氧化钛6份；
表面活性剂21份；
乳化剂10份；
矿物油91份；
苯三唑十八胺盐16份；
三乙醇胺48份；
水58份。
本制备例表面活性剂为阳离子表面活性剂。
本制备例乳化剂为聚氧乙烯脂肪胺。
本制备例矿物油选用10号工业白油。
制备例2
本制备例与制备例1的区别在于，本制备例的表面活性剂选用阴离子表面活性剂。
制备例3
本制备例与制备例2的各个配方成分与防腐改性纤维的制备原料、制备工艺基本相同，其区别仅在于，防腐改性工艺用到的原料组分略有不同，防腐改性工艺采用的温度和搅拌时长略有不同，具体区别如下：
步骤2中，加热温度为34℃，搅拌时长为11min；
本制备例防腐改性工艺用到的原料质量分数如下：
聚丙烯纤维106份；
纳米二氧化钛6份；
表面活性剂27份；
乳化剂14份；
矿物油95份；
苯三唑十八胺盐16份；
三乙醇胺42份；
水53份。
制备例4
本制备例与制备例2的各个配方成分与防腐改性纤维的制备原料、制备工艺基本相同，其区别仅在于，防腐改性工艺用到的原料组分略有不同，防腐改性工艺采用的温度和搅拌时长略有不同，具体区别如下：
步骤2中，加热温度为30℃，搅拌时长为10min；
本制备例防腐改性工艺用到的原料质量分数如下：
聚丙烯纤维100份；
纳米二氧化钛5份；
表面活性剂15份；
乳化剂8份；
矿物油80份；
苯三唑十八胺盐10份；
三乙醇胺40份；
水50份。
实施例1
一种防霉防藻抗渗混凝土，包括以下质量份数的各组分：
硅酸盐水泥145份；
粗砂36份；
石子27份；
矿渣粉31份；
陶粒6份；
减水剂6份；
防水剂7份；
水12份；
防腐改性纤维7份。
本实施例防腐改性纤维采用制备例1得到的防腐改性纤维。
本实施例减水剂为聚羧酸减水剂。
本实施例防水剂为有机硅固体防水剂。
制备该种混凝土的过程与一般的混凝土制备方法无异，先将处硅酸盐水泥以外的组分搅拌均匀，在加入硅酸盐水泥和水，搅拌均匀即可。
实施例2
本实施例与实施例1的各个配方成分与防腐改性纤维的制备原料、制备工艺基本相同，其区别仅在于，防霉防藻抗渗混凝土的配方组分略有不同。本实施例的防霉防藻抗渗混凝土的配方组分如下：
硅酸盐水泥150份；
粗砂40份；
石子35份；
矿渣粉45份；
陶粒10份；
减水剂8份；
防水剂8份；
水13份；
防腐改性纤维8份。
本实施例防水剂为硬脂酸钙。
本实施例采用制备例2得到的防腐改性纤维。
实施例3
本实施例与实施例1的各个配方成分与防腐改性纤维的制备原料、制备工艺基本相同，其区别仅在于，防霉防藻抗渗混凝土的配方组分略有不同。本实施例的防霉防藻抗渗混凝土的配方组分如下：
硅酸盐水泥130份；
粗砂30份；
石子25份；
矿渣粉5份；
陶粒5份；
减水剂5份；
防水剂5份；
水9份；
防腐改性纤维5份。
本实施例的防腐改性纤维采用制备例3得到的防腐改性纤维。
实施例4
本实施例与实施例1的各个配方成分与防腐改性纤维的制备原料、制备工艺基本相同，其区别仅在于，防霉防藻抗渗混凝土的配方组分略有不同。本实施例的防霉防藻抗渗混凝土的配方组分如下：
硅酸盐水泥132份；
粗砂32份；
石子34份；
矿渣粉8份；
陶粒9份；
减水剂7份；
防水剂6份；
水11份；
防腐改性纤维6份。
本实施例的防腐改性纤维采用制备例4得到的防腐改性纤维。
对比例1
本对比例与实施例3的各个配方成分与制备工艺基本相同，其区别仅在于，本对比例的防霉防藻抗渗水泥中不添加有陶粒。
对比例2
本对比例与实施例3的各个配方成分与制备工艺基本相同，其区别仅在于，本对比例的抗渗水泥中不添加有防腐改性纤维。
对比例3
本对比例与实施例3的各个配方成分与制备工艺基本相同，其区别仅在于，本对比例的抗渗水泥中添加的未改性的聚丙烯纤维。
对比例4
本对比例与对比例3的各个配方成分与制备工艺基本相同，其区别仅在于，本对比例的抗渗水泥凝结成块之后，表面均匀地涂覆环氧沥青，以使混凝土块得到一定防霉防藻性能。
对比例5
本对比例与对比例4的各个配方成分与制备工艺基本相同，其区别仅在于，本对比例的抗渗混凝土凝结成块之后，表面涂覆的环氧沥青存在不均匀，部分区域没有涂覆上的现象，模拟操作工人施工不到位的情况。
将前述的各个实施例与对比例送检，得到的结果如下表:
Figure BDA0002396186870000081
Figure BDA0002396186870000091
1.上表中，7天抗压强度、28天抗压强度均采用B50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的方法进行测试。
2.上表中，抗渗能力用抗渗等级表示。
3.上表中，防霉防藻性能的测试方法为，将活性为70000u/ml的芽孢杆菌溶液、活性为60000u/ml的霉菌溶液、活性为50000u/ml的硅藻溶液三者按1：1：1的体积比混合后，接种到实施例与对比例得到的混凝土块表面，观察混凝土块的能够在多长时间内不长霉长藻，依此作为防霉防藻性能的标准。
通过实施例1与实施例2、实施例3和实施例4的对比，可以知道，制备例1得到防腐改性纤维，由于采用阳离子表面活性剂，无法与减水剂形成配合，所以实施例1得到的防霉防藻抗渗水泥抗渗等级偏弱。
通过实施例2与实施例1、实施例3和实施例4的对比，可以知道，由于实施例的防水剂2为硬脂酸钙，由于硬脂酸有较长的碳链，能够被微生物作为碳源利用，所以实施例2的防霉防藻性能略差一些。
通过对比例1与实施例3对比，可以知道，混凝土配方中缺乏陶粒，将会使得混凝土的抗压强度的降低。
通过对比例2与实施例3对比，可以知道，混凝土配方中没有添加防腐改性纤维，将降低混凝土的抗渗等级与防霉防藻性能。
通过对比例3与对比例2比较可以知道，添加聚丙烯纤维可以提高混凝土块的抗渗等级，通过对比例3与实施例3比较可以知道，经过防腐改性的聚丙烯纤维能提高混凝土块的防霉防藻性能。
通过对比例4与对比例3比较可以知道，涂覆环氧沥青能使混凝土块得到一定防霉防藻性能，通过对比例4与实施例3比较可以知道，涂覆环氧改性沥青虽然能够使混凝土块获得防霉防藻性能，但是不及在混凝土配方中添加防腐改性纤维获得的防霉防藻性能强。
通过对比例5与对比例4比较可以知道，操作工人施工不到位的情况下，混凝块的防霉防藻性能将降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纤维防腐改性工艺，其特征在于，由聚丙烯纤维为原料，所述防腐改性工艺包括步骤：
步骤1、将表面活性剂、乳化剂、矿物油在反应釜中混合均匀，添加纳米二氧化钛，用超声波使纳米二氧化钛分散，形成乳浊液；
步骤2、将聚丙烯纤维投入乳浊液中，加热至30-40℃，30r/min的搅拌速度下搅拌10-15min；
步骤3、过滤，将滤渣与三乙醇胺与水、苯三唑十八胺盐的混和，而后在50℃的条件下烘干，得到防腐改性纤维。
2.根据权利要求1所述的一种纤维防腐改性工艺，其特征在于，所述防腐改性工艺用到的原料质量分数如下：
聚丙烯纤维100-120份；
纳米二氧化钛5-8份；
表面活性剂15-30份；
乳化剂8-15份；
矿物油80-100份；
苯三唑十八胺盐10-17份；
三乙醇胺40-50份；
水50-60份。
3.根据权利要求1或2所述的一种纤维防腐改性工艺，其特征在于：所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种纤维防腐改性工艺，其特征在于：所述乳化剂为聚氧乙烯脂肪胺。
5.根据权利要求1或2所述的一种纤维防腐改性工艺，其特征在于：所述矿物油选用10号工业白油。
6.一种防腐改性纤维，其特征在于：通过权利要求1-5所述的一种纤维防腐改性工艺所制得，并应用于抗渗混凝土的制备中。
7.一种防霉防藻抗渗混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
硅酸盐水泥130-150份；
粗砂30-40份；
石子25-35份；
矿渣粉5-45份；
陶粒5-10份；
减水剂5-8份；
防水剂5-8份；
水9-13份；
防腐改性纤维5-8份；
所述防腐改性纤维采用权利要求6的防腐改性纤维。
8.根据权利要求7所述的一种防霉防藻抗渗混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
9.根据权利要求7所述的一种防霉防藻抗渗混凝土，其特征在于：所述防水剂为有机硅固体防水剂。
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