CN116854436B - 一种固定粒径的聚脲粉混凝土及其配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种固定粒径的聚脲粉混凝土及其配置方法，涉及建筑材料领域。本发明配置的固定粒径的聚脲粉混凝土，按质量份数计包括水泥100份、细骨料介孔硫酸钙132～146份、粗骨料283～285份、聚脲粉5.8～6份、水50份；其中，所述聚脲粉采用亚苯基‑1,4‑二异氰酸酯、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷混合聚合反应后、破碎、研磨、过筛制得；所述细骨料采用介孔硫酸钙粉末；所述水泥采用铝酸钙水泥；本发明配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的抗压强度较强、防水性较好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体为一种固定粒径的聚脲粉混凝土及其配置方法。
背景技术
混凝土材料以其骨料取材方便、生产工艺简单、造价低廉以及优异的力学性能如抗压强度高、耐久性良好、耐腐蚀等优点，广泛应用于建筑工程中，也是目前世界上研究最多、应用最广的主要土木工程材料之一。随着经济的高速发展和社会需求的进一步增大，应用于严酷条件下的各种重大混凝土结构的建造不断增加，以及现在工程结构向大跨、高耸、形式新颖等方面发展，都对混凝土性能的要求越发苛刻，普通混凝土已无法满足当今工程建设的需求；其中，混凝土的抗压强度差和防水性能差是其最大的弊端，且无法通过材质进行改良。
聚脲粉凭借其韧性高、抗冲击性能强等优势正受到许多科研人员的关注，进行了一系列的试验研究。但都因聚脲粉加入以后，导致混凝土的抗压强度低、防水性等问题处于搁置状态，被用于一些非承重结构中。究其原因主要是因为聚脲加入后与水泥浆体之间的粘结较差。
因此，亟需配置一种固定粒径的聚脲粉混凝土来解决上述问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种固定粒径的聚脲粉混凝土，按质量份数计，包括：水泥100份、细骨料介孔硫酸钙132～146份、粗骨料283～285份、聚脲粉5.8～6份、水50份；所述聚脲粉采用亚苯基-1,4-二异氰酸酯、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合反应制得；所述细骨料采用介孔硫酸钙粉末。
进一步的，所述细骨料介孔硫酸钙的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：10％：20％：50％：80％：100％。
进一步的，所述聚脲粉的采用多种粒径的聚脲粉；所述聚脲粉的粒径范围包括0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm。
进一步的，所述水泥采用铝酸钙水泥。
进一步的，所述粗骨料采用粒径不大于20mm的碎石。
本发明还提供了一种固定粒径的聚脲粉混凝土的配置方法，包括以下步骤：
(1)将5.8～6份聚脲粉与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：30混合，以80～120r/min搅拌50～70min，过滤后，用自来水清洗至pH为6.8～7.2，随后在室温下通风晾干备用，得到预处理的聚脲粉；
(2)将132～146质量份细骨料介孔硫酸钙按照以下粒径0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区备用；
(3)将步骤(1)制备的预处理的聚脲粉按照以下粒径0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区，并与对应粒径的步骤(2)筛分的细骨料介孔硫酸钙进行分别混合，升温至120～140℃，以80～120r/min搅拌50～70min，得到不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料；
(4)按量称取100份水泥与步骤(3)制备的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料混合后，以60～100r/min搅拌20～40min，随后依次加入283～285质量份粗骨料、50质量份水，继续搅拌30～50min，随后放入模具中以12000～19000次/min振捣5～7次，每次振捣20～30s，得到聚脲粉混凝土。
进一步的，步骤(1)所述氢氧化钠的浓度为1mol/L。
进一步的，步骤(1)所述聚脲粉的制备方法如下：将亚苯基-1,4-二异氰酸酯溶于其质量0.6～0.8倍的甲苯中混合，以400～600r/min搅拌30～50min，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量0.02～0.04倍的异辛酸钾，室温下继续搅拌4～6min，加热至66～70℃，继续搅拌7～9h，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量2.2～2.4倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，继续搅拌7～9h，过滤，在40～60℃下烘12～14h，破碎、研磨，过筛得到聚脲粉。
进一步的，所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物的制备方法如下：室温下，将3-氨基丙基三甲氧基硅烷溶解于其质量2.8～3.2倍的无水乙醇中，以600～800r/min搅拌15～20min，加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.8～1.2倍的抑制剂冰乙酸，继续转速800～1000r/min搅拌15～20min，制得溶液A；另外3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.4～1.5倍的无水乙醇和3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.12～0.13倍的去离子水混合均匀后制得B溶液；把溶液A放在1200～1500r/min转速的磁力搅拌器上搅拌，B溶液以40滴/min的滴定速度滴加进A溶液中，滴加溶液B的质量为溶液A质量的0.8～1.2倍，滴加完毕后继续搅拌10min，得到3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物。
进一步的，所述过筛的孔径分别在0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm。
进一步的，所述聚脲粉的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：8％：32％：56％：84％：100％。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明配置的固定粒径的聚脲粉混凝土，按质量份数计包括水泥100份、细骨料介孔硫酸钙132～146份、粗骨料283～285份、聚脲粉5.8～6份、水50份；其中，所述聚脲粉采用亚苯基-1,4-二异氰酸酯、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合反应后、破碎、研磨、过筛制得；所述细骨料采用介孔硫酸钙粉末；所述水泥采用铝酸钙水泥；本发明配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的抗压强度较强、防水性较好。
亚苯基-1,4-二异氰酸酯自聚合，形成异氰酸酯三聚体，3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合，形成3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，异氰酸酯三聚体的异氰酸酯和3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物的氨基反应，形成超支化结构的聚脲，增强了固定粒径的聚脲粉混凝土的抗压强度；随后不同粒径的聚脲粉和取代细骨料颗粒级配中的某一区段，从而保证取代前后细骨料级配的连续性，提高聚脲粉内部的孔径分布均匀，减小聚脲粉混凝土收缩，进一步增强了聚脲粉混凝土的抗压强度，后续搅拌时，部分聚脲粉熔融穿入介孔硫酸钙的孔道，与介孔硫酸钙形成聚脲介孔硫酸钙互穿网络结构，进一步增强了聚脲粉混凝土的抗压强度；介孔硫酸钙与水泥中的铝酸钙、水相互结合，形成水化硫铝酸钙针状晶体，形成保护膜，阻碍水分进入水泥颗粒内部，进而达到防水的效果，增强了聚脲粉混凝土的防水性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在将以下实施例中配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的各指标测试方法如下：
防水性：取相同质量实施例和对比例配置的固定粒径的聚脲粉混凝土，按照GB18445测定28d抗渗压力、第二次抗渗压力(56d)、渗透压力比(28d)。
抗压强度：取相同质量实施例和对比例制备的固定粒径的聚脲粉混凝土，按照GB/T50107测试抗压强度。
实施例1
一种固定粒径的聚脲粉混凝土的配置方法，包括以下步骤：
(1)将5.8份聚脲粉与浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液按质量比1：10混合，以80r/min搅拌50min，过滤后，用自来水清洗至pH为6.8，随后在室温下通风晾干备用，得到预处理的聚脲粉；
(2)将132质量份细骨料介孔硫酸钙按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区备用；
(3)将步骤(1)制备的预处理的聚脲粉按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区，并与对应粒径的步骤(2)筛分的细骨料介孔硫酸钙进行分别混合，升温至120℃，以80r/min搅拌50min，分别得到不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料；
(4)按量称取100份水泥与步骤(3)制备的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料混合后，以60r/min搅拌20min，随后依次加入283质量份粗骨料、50质量份水，继续搅拌30min，随后放入模具中以12000次/min振捣5次，每次振捣20s，得到聚脲粉混凝土。
进一步的，步骤(1)所述聚脲粉的制备方法如下：室温下，将3-氨基丙基三甲氧基硅烷溶解于其质量2.8倍的无水乙醇中，以600r/min搅拌15min，加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.8倍的抑制剂冰乙酸，继续转速800r/min搅拌15min，制得溶液A；另外3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.4倍的无水乙醇和3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.12倍的去离子水混合均匀后制得溶液B；把溶液A放在1200r/min转速的磁力搅拌器上搅拌，溶液B以40滴/min的滴定速度滴加进溶液A中，滴加溶液B的质量为溶液A质量的0.8倍，滴加完毕后继续搅拌10min，得到3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物；将亚苯基-1,4-二异氰酸酯溶于其质量0.6倍的甲苯中混合，以400r/min搅拌30min，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量0.02倍的异辛酸钾，室温下继续搅拌4min，加热至66℃，继续搅拌7h，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量2.2倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，继续搅拌7h，过滤，在40℃下烘12h，破碎、研磨，分别过孔径为0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm以及4.75mm的筛得到聚脲粉。
进一步的，所述聚脲粉的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：8％：32％：56％：84％：100％。
进一步的，所述细骨料介孔硫酸钙的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：10％：20％：50％：80％：100％。
实施例2
一种固定粒径的聚脲粉混凝土的配置方法，包括以下步骤：
(1)将5.9质量份聚脲粉与浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液按质量比1：20混合，以80～120r/min搅拌50～70min，过滤后，用自来水清洗至pH为7，随后在室温下通风晾干备用，得到预处理的聚脲粉；
(2)将139质量份细骨料介孔硫酸钙按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区备用；
(3)将步骤(1)制备的预处理的聚脲粉按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区，并与对应粒径的步骤(2)筛分的细骨料介孔硫酸钙进行分别混合，升温至130℃，以100r/min搅拌60min，得到不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料；
(4)按量称取100份水泥与步骤(3)制备的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料混合后，以80r/min搅拌30min，随后依次加入284质量份粗骨料、50质量份水，继续搅拌40min，随后放入模具中以16000次/min振捣6次，每次振捣25s，得到聚脲粉混凝土。
进一步的，步骤(1)所述聚脲粉的制备方法如下：室温下，将3-氨基丙基三甲氧基硅烷溶解于其质量3倍的无水乙醇中，以700r/min搅拌17min，加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.8～1.2倍的抑制剂冰乙酸，继续转速900r/min搅拌17min，制得溶液A；另外3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.45倍的无水乙醇和3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.125倍的去离子水混合均匀后制得溶液B；把溶液A放在1350r/min转速的磁力搅拌器上搅拌，溶液B以40滴/min的滴定速度滴加进溶液A中，滴加溶液B的质量为溶液A质量的1倍，滴加完毕后继续搅拌10min，得到3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物；将亚苯基-1,4-二异氰酸酯溶于其质量0.7倍的甲苯中混合，以500r/min搅拌40min，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量0.03倍的异辛酸钾，室温下继续搅拌5min，加热至68℃，继续搅拌8h，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量2.3倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，继续搅拌8h，过滤，在50℃下烘13h，破碎、研磨，分别过孔径为0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm以及4.75mm的筛得到聚脲粉。
进一步的，所述聚脲粉的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：8％：32％：56％：84％：100％。
进一步的，所述细骨料介孔硫酸钙的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：10％：20％：50％：80％：100％。
实施例3
一种固定粒径的聚脲粉混凝土的配置方法，包括以下步骤：
(1)将6质量份聚脲粉与浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液按质量比1：30混合，以120r/min搅拌70min，过滤后，用自来水清洗至pH为7.2，随后在室温下通风晾干备用，得到预处理的聚脲粉；
(2)将132～146质量份细骨料介孔硫酸钙按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区备用；
(3)将步骤(1)制备的预处理的聚脲粉按照以下粒径范围0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区，并与对应粒径的步骤(2)筛分的细骨料介孔硫酸钙进行分别混合，升温至140℃，以120r/min搅拌70min，得到不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料；
(4)按量称取100份水泥与步骤(3)制备的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料混合后，以100r/min搅拌40min，随后依次加入285质量份粗骨料、50质量份水，继续搅拌50min，随后放入模具中以19000次/min振捣7次，每次振捣30s，得到聚脲粉混凝土。
进一步的，步骤(1)所述聚脲粉的制备方法如下：室温下，将3-氨基丙基三甲氧基硅烷溶解于其质量3.2倍的无水乙醇中，以800r/min搅拌20min，加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.2倍的抑制剂冰乙酸，继续转速1000r/min搅拌20min，制得溶液A；另外3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.5倍的无水乙醇和3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.13倍的去离子水混合均匀后制得B溶液；把溶液A放在1500r/min转速的磁力搅拌器上搅拌，B溶液以40滴/min的滴定速度滴加进A溶液中，滴加溶液B的质量为溶液A质量的1.2倍，滴加完毕后继续搅拌10min，得到3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物；将亚苯基-1,4-二异氰酸酯溶于其质量0.8倍的甲苯中混合，以600r/min搅拌50min，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量0.04倍的异辛酸钾，室温下继续搅拌6min，加热至70℃，继续搅拌9h，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量2.4倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，继续搅拌9h，过滤，在60℃下烘14h，破碎、研磨，分别过孔径为0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm以及4.75mm的筛得到聚脲粉。
进一步的，所述聚脲粉的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：8％：32％：56％：84％：100％。
进一步的，所述细骨料介孔硫酸钙的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：10％：20％：50％：80％：100％。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于水泥采用硅酸盐水泥。其余步骤与实施例2相同。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于细骨料采用2区级配中砂，细度模数为2.69。其余步骤与实施例2相同。
对比例3
对比例3与实施例2的区别在于采用3-氨基丙基三甲氧基硅烷制备聚脲粉。其余步骤与实施例2相同。
对比例4
对比例4与实施例2的区别在于采用聚脲粉配置固定粒径的聚脲粉混凝土。其余步骤与实施例2相同。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的防水性、抗压强度的分析结果。
表1
从表1中可发现实施例1、2、3配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的防水性较好、抗压强度较高；从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现，水泥采用铝酸盐水泥配置固定粒径的聚脲粉混凝土，配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的防水性较好；从实施例1、2、3和对比例2的实验数据可发现，细骨料采用介孔硫酸钙配置固定粒径的聚脲粉混凝土，配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的防水性较好、抗压强度较高；从实施例1、2、3和对比例3、4的实验数据可发现，使用3-氨基丙基三甲氧基硅烷制备的聚脲粉配置的固定粒径的聚脲粉混凝土的抗压强度较高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (3)
1.一种固定粒径的聚脲粉混凝土，其特征在于，按质量份数计，包括：水泥100份、细骨料介孔硫酸钙132～146份、粗骨料283～285份、聚脲粉5.8～6份、水50份；所述聚脲粉采用亚苯基-1,4-二异氰酸酯、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合反应制得；所述细骨料采用介孔硫酸钙粉末；
所述水泥采用铝酸钙水泥；
所述固定粒径的聚脲粉混凝土的配置方法，包括以下步骤：
(1)将5.8～6份聚脲粉与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：30混合，以80～120r/min搅拌50～70min，过滤后，用自来水清洗至pH为6.8～7.2，随后在室温下通风晾干备用，得到预处理的聚脲粉；
(2)将132～146份细骨料介孔硫酸钙按照以下粒径0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区备用；
(3)将步骤(1)制备的预处理的聚脲粉按照以下粒径0～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.18mm、1.18～2.36mm以及2.36～4.75mm进行筛分划区，并与对应粒径的步骤(2)筛分的细骨料介孔硫酸钙进行分别混合，升温至120～140℃，以80～120r/min搅拌50～70min，得到不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料；
(4)按量称取100份水泥与步骤(3)制备的不同粒径的聚脲粉细骨料介孔硫酸钙混合料混合后，以60～100r/min搅拌20～40min，随后依次加入283～285质量份粗骨料、50质量份水，继续搅拌30～50min，随后放入模具中以12000～19000次/min振捣5～7次，每次振捣20～30s，得到聚脲粉混凝土；
所述聚脲粉采用亚苯基-1,4-二异氰酸酯、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合反应制得，制备方法如下：将亚苯基-1,4-二异氰酸酯溶于其质量0.6～0.8倍的甲苯混合，以400～600r/min搅拌30～50min，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量0.02～0.04倍的异辛酸钾，室温下继续搅拌4～6min，加热至66～70℃，继续搅拌7～9h，随后加入亚苯基-1,4-二异氰酸酯质量2.2～2.4倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物，继续搅拌7～9h，过滤，在40～60℃下烘12～14h，破碎、研磨，过筛得到聚脲粉；
所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物的制备方法如下：室温下，将3-氨基丙基三甲氧基硅烷溶解于其质量2.8～3.2倍的无水乙醇中，以600～800r/min搅拌15～20min，加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.8～1.2倍的抑制剂冰乙酸，继续转速800～1000r/min搅拌15～20min，制得溶液A；另外3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量1.4～1.5倍的无水乙醇和3-氨基丙基三甲氧基硅烷质量0.12～0.13倍的去离子水混合均匀后制得B溶液；把溶液A放在1200～1500r/min转速的磁力搅拌器上搅拌，B溶液以40滴/min的滴定速度滴加进A溶液中，滴加溶液B的质量为溶液A质量的0.8～1.2倍，滴加完毕后继续搅拌10min，得到3-氨基丙基三甲氧基硅烷聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种固定粒径的聚脲粉混凝土，其特征在于，所述粗骨料采用粒径不大于20mm的碎石。
3.根据权利要求1所述的一种固定粒径的聚脲粉混凝土，其特征在于，步骤(1)所述氢氧化钠的浓度为1mol/L。
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| CN114804756A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-07-29 | 广州大学 | 一种连续粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法 |
| CN115304318A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-11-08 | 广州大学 | 一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法 |
| CN116143479A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-05-23 | 四川童燊防水工程有限公司 | 一种蠕变性防水堵漏材料及其制备方法 |
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