CN115849761B - 一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 - Google Patents
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115849761B CN115849761B CN202211457046.7A CN202211457046A CN115849761B CN 115849761 B CN115849761 B CN 115849761B CN 202211457046 A CN202211457046 A CN 202211457046A CN 115849761 B CN115849761 B CN 115849761B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- reinforcing material
- concrete
- surface reinforcing
- resistant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 12
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000191 poly(N-vinyl pyrrolidone) Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 60
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 60
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 26
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- -1 2-methyl amyl diamine Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 4
- JVVXZOOGOGPDRZ-SLFFLAALSA-N [(1R,4aS,10aR)-1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,9,10,10a-hexahydrophenanthren-1-yl]methanamine Chemical compound NC[C@]1(C)CCC[C@]2(C)C3=CC=C(C(C)C)C=C3CC[C@H]21 JVVXZOOGOGPDRZ-SLFFLAALSA-N 0.000 claims description 4
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZTNJGMFHJYGMDR-UHFFFAOYSA-N 1,2-diisocyanatoethane Chemical group O=C=NCCN=C=O ZTNJGMFHJYGMDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 12
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- JZUHIOJYCPIVLQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-1,5-diamine Chemical group NCC(C)CCCN JZUHIOJYCPIVLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical group C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- WARQUFORVQESFF-UHFFFAOYSA-N isocyanatoethene Chemical compound C=CN=C=O WARQUFORVQESFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本申请涉及建筑材料混凝土改性材料应用领域，具体公开了一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法，表面增强材料原料包括活性组分；耐温变组分；助剂；耐温变组分包括以下原料：异氰酸酯，酚醛树脂，氯代聚醚多元醇，双端氨基聚醚胺D230，扩链剂，三聚氰胺甲醛树脂，平平加o‑25，其制备方法包括以下步骤：S1、将树状耐温变组分与纯水混合，得到耐温变乳液；S2、将助剂和活性组分在70‑80℃下搅拌，混合均匀，得到助剂和活性组分混合物；S3、将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。本申请具有制备具有优异耐温变性能、力学性能的混凝土表面增强材料的特点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料混凝土改性材料技术领域，更具体地说，它涉及建筑材料混凝土改性材料应用领域及其制备方法。
背景技术
混凝土材料作为铁路工程建设的主要结构材料，其适应性及耐久性对工程的长期服役性至关重要，但在高原艰险山区高寒、大温差、大风、强紫外线的特殊环境下，再加上混凝土结构周围环境的物理、化学作用，如冻融破坏、冻胀破坏、氯盐侵蚀等，加之列车动荷载的耦合作用，混凝土结构的劣化、破坏急剧加速，而且混凝土结构表面层的性能是决定混凝土结构耐久性能的关键因素。
在结构混凝土表面防护方面，Li-Wei Teng等采用无机渗透结晶涂层应用在混凝土表面防护以提高混凝土的寿命，可以降低混凝土的孔隙率，但对混凝土防水性提高并不明显。张伟等人采用有机硅涂层研究其对混凝土耐久性的影响，有机硅防水涂层可以减少氯离子对混凝土的渗透，提供优异的防护性能，但存在耐老化差、附着力不足、污染环境等问题。并且，目前关于混凝土表面增强材料的研究多应用于平原地区，在高原艰险山区的高温差气候条件下，相关技术中的表面增强材料不能满足其性能要求。
发明内容
为了制备具备优异耐温变性能、力学性能的混凝土表面增强材料，本申请提供一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料，采用如下的技术方案：
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料，原材料组分包括以重量份计的：
活性组分60-82份
耐温变组分22-38份
助剂2-8份
其中，耐温变组分为树状改性聚氨酯的固体分散剂，原料包括以重量份计的：异氰酸酯80-160份，酚醛树脂40-80份，氯代聚醚多元醇50-100份，双端氨基聚醚胺D230 12-20份，扩链剂0.2-0.5份，三聚氰胺甲醛树脂20-60份，平平加o-25 120-200份。
通过采用上述技术方案，采用耐温变组份中树状聚氨酯通过降低材料整体的导热性，达到了对增强材料耐温变变化性能的优化，酚醛树脂改性的聚氨酯具有很好的耐酸碱能力，异氰酸酯和氯代聚醚多元醇生成聚氨酯长链，长链上的氯容易脱去，期间酚醛树脂和双端氨基聚醚胺于聚氨酯各链端上发生接聚，再由扩链剂延长各支链，由此得到表面增强材料的耐温变性能大幅度增大，同时具有优异的力学性能的树状改性聚氨酯；其中应用三聚氰胺甲醛树脂还在树脂与异氰酸酯之间起到良好的交联作用；改性反应结束后再与平平加o-25制备成固体分散剂，遇水可溶解在水溶液中形成胶束从而增加溶解度，固体分散剂便于取用和施工，并且树状结构的聚氨酯干燥速度快，不存在混凝土表面长时间存有液体的问题，加入其它助剂有助于活性组分中有效离子的释放，并且助剂可以降低表面增强材料的粘度，提升其可施工性能。
优选的，所述扩链剂为2-甲基戊二胺。
采用上述技术方案，通过扩链剂2-甲基戊二胺，能通过碳链上第五碳原子甲基支链化胺类化合物引起生支扩链，应用水性扩链剂2-甲基戊二胺生成的衍生物还具备较低的粘性。
优选的，所述异氰酸酯为乙烯异氰酸酯。
采用上述技术方案，通过乙烯异氰酸酯分子结构中既具有-NCO传统基团，还具有可发生聚合反应的乙烯双键，可以形成具有不饱和键的聚氨酯预聚物，通过双键进行聚合反应改性，再由-NCO进行交联反应，为聚氨酯提供了更多的接聚可能，促进实现树状聚氨酯功能改性。
优选的，耐温变组分为树状改性聚氨酯，其制备方法为：
S1、制备树状改性聚氨酯：
将酚醛树脂、氯代聚醚多元醇、双端氨基聚醚胺D230、异氰酸酯和2-甲基戊二胺在85-100℃反应4-8h，降温至45-55℃，加入三聚氰胺甲醛树脂，混合搅拌，即得树状改性聚氨酯。
S2、制备树状改性聚氨酯固体分散剂：在170-200℃下加热改性聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25，搅拌均匀，冷却至室温。
优选的，活性组分包括硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钾、硅酸锂、碳酸锂、环氧树脂中的一种或两种以上组合物。
采用上述技术方案，通过引入硅酸盐提供活性硅酸根离子与水泥基混凝土的副产物发生反应，溶解在水剂中快速渗透到混凝土内部，生成大量的二氧化硅凝胶，这些凝胶能堵塞混凝土内部毛细微孔，使混凝土更密实具备更高的强度，赋予混凝土良好的回弹性，并且提升了处理后的混凝土阻水能力、耐氯离子侵蚀能力。
优选的，助剂为SZ、NBAF、TL-65中的一种或两种以上组合物。
采用上述技术方案，通过引入SZ、NBAF、TL-65作为助剂，可以降低表面增强材料表面张力，降低表面增强材料粘度，从而提高表面增强材料在混凝土体系的渗透性。
第二方面，本申请提供一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备耐温变乳液：
将树状改性聚氨酯固体分散剂与纯水以1:1的重量比例，混合溶解，直至没有固体成分存在，即得耐温变乳液。
S2、制备助剂和活性组分混合物：将助剂和活性组分在70-80℃下搅拌，混合均匀，即得助剂和活性组分混合物。
S3、制备表面增强材料：将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。
优选的，S1步骤中还添加了0.1-0.3重量份十二烷基硫酸钠。
通过采用上述技术方案，通过加入十二烷基硫酸钠作为助溶剂后溶液变澄清，溶解更充分。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用树状改性聚氨酯固体分散剂，通过采用2-甲基戊二胺使组分相互交联成独有的网状结构，增加了经增强材料处理后混凝土的回弹强度，通过酚醛树脂对聚氨酯的改性提升耐氯离子迁移、耐水能力，提升经增强材料处理过混凝土的耐候性；采用固体分散剂形式使得增强材料在纯水溶剂中的溶解度增强，同时，水剂流动性较好容易渗入混凝土体系发挥作用，可以使材料获得更好的耐温变效果。
2、本申请中优选采用活性组分，由于充分利用水泥体系中自身产生的碱性物质，形成大量二氧化硅凝胶填补混凝土水泥基中的微小空隙，使混凝土更加密实，并且有效地提高了混凝土的耐水性、耐氯离子侵蚀能力和回弹强度，增强其耐久性。
3、本申请的方法，未添加对土壤有毒有害的物质，在混凝土中使用具有极高的环保应用价值及提高混凝土耐久性的价值。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
本发明实例中，助剂SZ为从上海万道化工有限公司购买的SZ 1952，助剂BASF为德国巴斯夫公司生产的型号为Lutensol XP-50的非离子表面活性剂，助剂TL-65是武汉海山科技公司生产的缺二醇系列表面活性剂TL-65，水泥采用金隅水泥厂生产的PO 42.5级别的普通硅酸盐水泥，粉煤灰为元宝山电厂生产的I级粉煤灰，矿渣粉为唐山唐龙新型建材有限公司生产的S95矿渣粉，砂子为细度模数2.6的Ⅱ区天然河砂，石子为最大粒径20mm的连续级配碎石，减水剂为江苏苏博特新材料有限公司提供的PCA-Ⅰ型聚羧酸系高性能减水剂，减水率以质量百分数计为27％。
耐温变组分制备例
制备例1
耐温变组分为树状改性聚氨酯固体分散剂，其制备方法为：
S1、制备树状改性聚氨酯：
将酚醛树脂40kg、氯代聚醚多元醇50kg、双端氨基聚醚胺D230 12kg、2-甲基戊二胺0.2kg和异氰酸酯80kg在85℃反应8h，降温至45℃，加入三聚氰胺甲醛树脂，混合搅拌，即得树状改性聚氨酯。
S2、制备树状改性聚氨酯固体分散剂：在170℃下加热改性聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25 120份，搅拌均匀，冷却至室温，得到树状改性聚氨酯固体分散剂的耐温变组分。
制备例2
耐温变组分为树状改性聚氨酯固体分散剂，其制备方法为：
S1、制备树状改性聚氨酯：
将酚醛树脂60kg，氯代聚醚多元醇75kg，双端氨基聚醚胺D230 16kg，加入异氰酸酯120kg，和2-甲基戊二胺0.35kg在93℃反应6h，降温至50℃，加入三聚氰胺甲醛树脂40kg，混合搅拌，即得树状改性聚氨酯。
S2、制备树状改性聚氨酯固体分散剂：在185℃下加热改性聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25 160kg，搅拌均匀，冷却至室温，得到树状改性聚氨酯固体分散剂的耐温变组分。
制备例3
耐温变组分为树状改性聚氨酯固体分散剂，其制备方法为：
S1、制备树状改性聚氨酯：
将酚醛树脂80kg，氯代聚醚多元醇100kg，双端氨基聚醚胺D230 20kg，加入异氰酸酯160kg，和2-甲基戊二胺0.5kg在100℃反应4h，降温至55℃，加入三聚氰胺甲醛树脂40kg，混合搅拌，即得树状改性聚氨酯。
S2、制备树状改性聚氨酯固体分散剂：在200℃下加热改性聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25 200kg，搅拌均匀，冷却至室温，得到树状改性聚氨酯固体分散剂的耐温变组分。
对比制备例1
一种耐温变组分的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，步骤S1中未添加双端氨基聚醚胺和三聚氰胺甲醛树脂。
对比制备例2
一种耐温变组分的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，步骤S1中未添加双端氨基聚醚胺。
对比制备例3
一种耐温变组分的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中未添加酚醛树脂。
实施例
实施例1
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备耐温变乳液：将制备例1中制得的树状改性聚氨酯固体分散剂22kg、纯水17.6kg和十二烷基硫酸钠0.1kg混合溶解，直至没有固体成分存在，即得耐温变乳液。
S2、制备助剂和活性组分混合物：将硅酸钠20kg、硅酸钾20kg、氟硅酸钾20kg和SZ1kg、TL-65 1kg在70℃下搅拌，混合均匀，即得助剂和活性组分混合物。
S3、制备表面增强材料：将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。
实施例2
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备耐温变乳液：将制备例2中制得的树状改性聚氨酯固体分散剂30kg、纯水33kg和0.2kg十二烷基硫酸钠混合溶解，直至没有固体成分存在，即得耐温变乳液。
S2、制备助剂和活性组分混合物：将SZ 2kg、NBAF 3kg和硅酸锂33kg、碳酸锂33kg在75℃下搅拌，混合均匀，即得助剂和活性组分混合物。
S3、制备表面增强材料：将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。
实施例3
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备耐温变乳液：将制备例1中制得的树状改性聚氨酯固体分散剂38kg，纯水53.2kg和0.3kg十二烷基硫酸钠混合溶解，直至没有固体成分存在，即得耐温变乳液。
S2、制备助剂和活性组分混合物：将助剂NBAF4kg、TL-65 4kg和活性组分硅酸钠24kg、硅酸锂24kg和碳酸锂24kg在80℃下搅拌，混合均匀，即得助剂和活性组分混合物。
S3、制备表面增强材料：将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。
实施例4
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，步骤S1中未添加十二烷基硫酸钠。
实施例5
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将步骤S1中添加的2-甲基戊二胺等量替换为二乙醇胺。
实施例6
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将步骤S1中添加的乙烯异氰酸酯等量替换为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
对比例
对比例1
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，未在混凝土表面滚涂一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料。
对比例2
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将耐温变乳液中的树状改性聚氨酯等量替换为普通聚氨酯，普通聚氨酯由以下方法制得：
将氯代聚醚多元醇50kg、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)80kg和交联剂0.2kg，在85℃反应8h，降温至45℃，得普通聚氨酯。
然后在170℃下加热聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25 120份，搅拌均匀，冷却至室温，制成普通聚氨酯固体分散剂。
对比例3
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将耐温变组分等量替换为对比制备例3中的耐温变组分。
对比例4
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，未添加助剂。
对比例5
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，耐温变组分等量替换为对比制备例1中制得的耐温变组分。
对比例6
一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，耐温变组分等量替换为对比制备例2中制得的耐温变组分。
性能检测试验
1.本发明实例中，混凝土回弹强度参照《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426-2019)进行测试；
2.混凝土吸水率参照《混凝土物理力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019)进行测试；
3.混凝土抗氯离子渗透系数参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T50082-2009)进行测试。
4.耐温变测试：将混凝土试块在70℃烘箱保温0.5h，然后放置于室温0.5h，再放入-25℃冰箱保温0.5h；再将该试块重新放入70℃烘箱中保温5h，室温放置5h，最后放入-25℃冰箱中5h，观察变温后试块的外观。
检测方法
铁路工程用混凝土配方如下：以原材料质量计，水泥380kg，粉煤灰40kg，矿渣粉60kg，砂子712kg，石子1068kg，水150kg，减水剂2.75kg；
检测用铁路工程用混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、制备本申请中性能检测用混凝土拌合物：向混凝土搅拌机中加入经过准确称量的水和减水剂以外的所有原材料，强制搅拌30s，再在混合物中加入经过准确称量的水和减水剂，强制搅拌3min制得混凝土拌合物。
S2、涂布增强材料：混凝土拌合物的龄期达到7天后，采用滚筒涂滚法进行表面增强材料施工，得到性能检测用混凝土。
上述实施例1-6和对比例1-4中，制备得到的混凝土的性能测试结果如下：
从上述测试结果可知，本发明一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料能够有效降低混凝土的28d吸水率，提高混凝土的28d回弹强度、28d抗氯离子渗透性能，具有较强的社会经济效益。
结合实施例1和实施例4的检测结果可以看出，当不添加十二烷基硫酸钠时，溶液的外观部分贴近于混悬液，上下部分浓度不均，导致少许有效成分没有进入水相，这一部分组分的流动性不佳对渗透效果有损失，影响了耐温变和回弹强度性能的加强效果。
结合实施例1和实施例5的检测结果可以看出，当使用其它扩链剂二乙醇胺进行扩链时，生成新支链的可能性降低，不易形成树状结构，耐温变能力和回弹强度也有明显的降低。
结合实施例1和实施例6的检测结果可以看出，当将乙烯异氰酸酯替换为普通异氰酸酯进行反应时，由于没有不饱和的烯烃键，少了一个聚合反应位点，形成新支链的可能性大大降低难以形成多支链的树状结构，从而不能具有树状结构的优良回弹强度和耐温变性能。
结合实施例1和对比例2的检测结果，可以看出不添加耐温变组分时，混凝土导热速度比较快，当环境改变自身温度变化速度较快，环境中温度变化对其影响较大，混凝土试块表面部分发生裂隙，有破碎倾向，混凝土耐久性能下降。
结合实施例1和对比例3的检测结果可以看出，不加入酚醛树脂对树状聚氨酯改性时，树状聚氨酯的流动性和分散性微微提高，增强了材料的柔性，损失了部分回弹强度、大部分耐酸碱、耐氯离子腐蚀性能，降低了增强后混凝土表面的耐久性，不满足高原山地铁路结构混凝土的性能要求。
结合实施例1和对比例4的检测结果可以看出，不添加助剂的混凝土块，增强材料在试块表面均匀度不好，而且渗透的程度不佳，引起了一些有利性能提升幅度的缩减，密实度、耐温变性能的提升，都有不同程度缩减。
结合实施例1和对比例5的检测结果可以看出，不添加双端氨基聚醚胺D230、三聚氰胺甲醛树脂、使用其他交联扩链剂时，由于未生成完整的树状改性聚氨酯结构，没有三聚氰胺甲醛树脂作用未生成其特有网状结构，导致力学性能损失，回弹强度明显降低。
对比例6
结合实施例1和对比例6的检测结果可以看出，不添加可发生接聚反应的双端基聚醚胺D230时，改性聚氨酯难以生成树状结构需要的多个支链，仅发生聚氨酯链条交联间的简单交联，未形成致密网状结构，所以力学性能损失，回弹强度降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料，其特征在于，原料包括以重量份计的：
活性组分60-72份
耐温变组分 22-38份
助剂2-8份；
其中，耐温变组分包括以下重量份原料：异氰酸酯80-160份，酚醛树脂40-80份，氯代聚醚多元醇50-100份，双端氨基聚醚胺D230 12-20份，扩链剂0.2-0.5份，三聚氰胺甲醛树脂20-60份，平平加o-25 120-200 份；所述活性组分包括硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钾、硅酸锂、碳酸锂、环氧树脂中的一种或多种；所述耐温变组分制备方法包括以下步骤：
制备树状改性聚氨酯：将酚醛树脂、氯代聚醚多元醇、双端氨基聚醚胺D230、异氰酸酯和扩链剂在85-100℃反应4-8h，降温至45-55℃，加入三聚氰胺甲醛树脂，混合搅拌1-2h，即得树状改性聚氨酯；
制备树状改性聚氨酯固体分散剂：在170-200℃下加热改性聚氨酯直至完全熔融，加入平平加o-25，搅拌均匀，冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料，其特征在于：所述扩链剂为2-甲基戊二胺。
3.根据权利要求1所述的一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料，其特征在于：所述异氰酸酯为乙烯异氰酸酯。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备耐温变乳液：
将耐温变组分与纯水以1:（0.8-1.4）的重量比例混合溶解，直至没有固体成分存在，得到耐温变乳液；
S2、制备助剂和活性组分混合物：将助剂和活性组分在70-80℃下搅拌，混合均匀，得到助剂和活性组分混合物；
S3、制备表面增强材料：将助剂和活性组分混合物与耐温变乳液混合，即得表面增强材料。
5.根据权利要求4所述的一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中还添加了0.1-0.3重量份十二烷基硫酸钠。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211457046.7A CN115849761B (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211457046.7A CN115849761B (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115849761A CN115849761A (zh) | 2023-03-28 |
| CN115849761B true CN115849761B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=85664428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211457046.7A Active CN115849761B (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115849761B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109705718A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-05-03 | 耿佃勇 | 酚醛树脂改性聚氨酯/聚脲涂料及其制备方法 |
| CN111620715A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-04 | 佳固士(浙江)新材料有限公司 | 一种水性渗透结晶型混凝土表层修复增强材料及其制备方法和应用 |
| CN114134751A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-03-04 | 山东亿森美居新材料科技有限公司 | 一种强化木地板表层浸渍用新型耐水复合树脂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-16 CN CN202211457046.7A patent/CN115849761B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109705718A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-05-03 | 耿佃勇 | 酚醛树脂改性聚氨酯/聚脲涂料及其制备方法 |
| CN111620715A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-04 | 佳固士(浙江)新材料有限公司 | 一种水性渗透结晶型混凝土表层修复增强材料及其制备方法和应用 |
| CN114134751A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-03-04 | 山东亿森美居新材料科技有限公司 | 一种强化木地板表层浸渍用新型耐水复合树脂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115849761A (zh) | 2023-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113735521B (zh) | 混凝土铺装表观损伤修复与高效固化材料及其制备方法 | |
| CN115124272B (zh) | 一种混凝土改性剂及混凝土 | |
| CN112679190B (zh) | 一种用于混凝土底部空腔填充的补强防水砂浆 | |
| CN112028557B (zh) | 一种抗裂混凝土及其制备方法 | |
| CN115231868B (zh) | 一种抗裂防腐蚀c30混凝土及其制备方法 | |
| CN111233370A (zh) | 一种混凝土结构自密实防水剂及其制备方法和应用 | |
| CN108409251A (zh) | 一种高韧性水泥基材料及其制备方法 | |
| CN114634325B (zh) | 一种海工混凝土用防腐抗裂减渗剂及其制备方法 | |
| CN111892362A (zh) | 一种建筑砂浆及其制备方法 | |
| CN115849761B (zh) | 一种用于高原山区铁路结构混凝土的表面增强材料及其制备方法 | |
| CN109574583B (zh) | 一种高强混凝土及其制备方法 | |
| CN113526940A (zh) | 一种抗冻型无机速凝注浆材料及其制备方法 | |
| CN116947404B (zh) | 一种用于山岭瓦斯隧道的混凝土及其制备方法 | |
| CN111348854A (zh) | 一种砂浆、混凝土防水抗冻添加剂及其制备方法 | |
| CN114230246B (zh) | 一种抗冻绿色植被混凝土及其制备方法 | |
| CN113563014B (zh) | 一种用于路桥建设的混凝土及其制备方法 | |
| CN116177955A (zh) | 一种强度成长型聚氨酯水泥砂浆立面修复材料及制备 | |
| CN113526919A (zh) | 一种防开裂耐腐蚀砂浆及其制备方法 | |
| CN112062486A (zh) | 一种低温水泥及其制备方法 | |
| CN112028574B (zh) | 适用于制造桥梁预应力管桩的混凝土材料 | |
| CN113620668B (zh) | 一种再生骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN114656208B (zh) | 一种可在严寒地区循环使用的再生混凝土及制备方法 | |
| CN108585759A (zh) | 一种水泥复合材料及其制备方法与应用、一种混凝土复合材料及其制备方法 | |
| CN113264740B (zh) | 一种多、高层养殖场用耐腐蚀混凝土及其制备方法 | |
| CN110563379B (zh) | 一种适用于喷射混凝土的速凝剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |