CN117327427A - 一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土表面防护技术领域，具体公开一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括步骤：（1）将负载有Mn2+源的纳米二氧化钛与废弃玻璃粉混合后在保护气氛中进行烧结处理，然后将产物粉磨，即得耐磨剂。（2）将硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与质量分数为85~92%的乙醇混匀后在保护气氛中静置，然后将固体产物干燥处理后粉磨，即得修复剂。（3）将有机聚合物胶粉与无水乙醇混合形成胶液，然后加入所述耐磨剂、修复剂以及氧化石墨烯、抗老化剂，混匀后即得聚合物基防护剂。本发明的工艺有效提升了防护剂自身的防护性能，而且具有自修复的功能，能够在开裂后形成二次防护，提高了对混凝土结构的保护。

Description

一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺
技术领域
本发明涉及混凝土表面防护技术领域，具体涉及一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
混凝土结构在服役过程中会受到各种环境因素的侵蚀，如海水中氯离子侵蚀是一种常见的造成海工混凝土结构破坏的方式。由于混凝土结构内部含有大量孔隙，水中的氯离子容易通过这些孔隙进入到混凝土结构的内部，其与水中氢离子形成的酸性环境会破坏混凝土结构中钢筋表面的钝化膜，加速钢筋锈蚀。同时，形成的酸性环境还会引起混凝土内部的石灰石溶解，导致混凝土内部的孔隙度增大，造成混凝土结构的力学性能和耐久性下降。同时，孔隙度的增大导致外界二氧化碳和水分更容易进入混凝土内部与水化产物氢氧化钙反应，降低混凝土的碱度，造成混凝土对钢筋的保护作用减弱。
目前，研究人员已经开发了多种措施克服上述问题。其中，在混凝土结构表面涂刷有机材料形成的保护膜是防止被氯离子侵蚀的有效方式之一，有机保护膜虽然能够防止水中氯离子向混凝土结构内部渗透，但这类保护膜在服役期间存在自身性能不足的问题，如容易老化开裂，微生物侵蚀破坏以及耐磨性不足等，从而失去对混凝土结构的保护作用。因此，提升有机防护膜自身的性能是确保对混凝土结构形成更加长效的保护的重要措施。
发明内容
本发明提供一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，该工艺有效提升了防护剂自身的防护性能，而且具有自修复的功能，能够在开裂后形成二次防护，提高了对混凝土结构的保护。具体地，本发明的技术方案如下所示。
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括如下步骤：
（1）将纳米二氧化钛与Mn2+源的水溶液混匀后进行干燥处理，然后将得到的混合物与废弃玻璃粉混匀后再保护气氛中进行烧结处理，完成后将得到的烧结产物粉磨，即得耐磨剂。
（2）将硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与质量分数为85~92%的乙醇混匀后在保护气氛中静置，完成后将得到的混合物干燥处理后粉磨，即得修复剂。
（3）将有机聚合物胶粉与无水乙醇混合形成胶液，然后加入氧化石墨烯、抗老化剂以及上述的耐磨剂、修复剂，混匀后即得聚合物基防护剂，可用于喷涂或者涂刷到混凝土结构的表面上，固化后形成防护层。
进一步地，步骤（1）中，所述纳米二氧化钛与Mn2+源的水溶液的比例为1g：5~12ml，所述水溶液中Mn2+源的质量分数为0.7~1.1%。可选地，所述Mn2+源包括氯化锰、硫酸锰、硝酸锰等中的至少一种。
进一步地，步骤（1）中，所述干燥温度为80~100℃，时间为50~70min。
进一步地，步骤（1）中，所述废弃玻璃粉与混合物的比例为100重量份：28~35重量份。
进一步地，步骤（1）中，所述烧结处理的温度高于废弃玻璃粉的软化温度。所述烧结处理的时间为所述废弃玻璃粉熔融后继续保持10~15min。可选地，所述保护气氛包括氮气、氩气等中的任意一种。
进一步地，步骤（1）中，将所述烧结产物粉磨至80~120目，即得所述耐磨剂。
进一步地，步骤（2）中，所述硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉、乙醇的比例为1.0~3.5重量份：0.45~1.2重量份：0.13~0.2重量份：0.7~1.6重量份。可选地，所述甲基硅酸盐包括甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的至少一种。
进一步地，步骤（2）中，所述静置时间为3~5小时，所述保护气氛包括氮气、氩气等中的任意一种，以使所述硅酸盐水泥颗粒表面在乙醇提供的少量水分作用下进行有限的预水化反应，在水泥颗粒表层形成胶凝组分，进而在水泥颗粒表面负载上甲基硅酸盐和石膏。
进一步地，步骤（2）中，所述干燥处理的温度为50~60℃，时间为20~30min，以去除所述固体产物中残留的乙醇。
进一步地，步骤（2）中，将所述混合物粉磨至粒径20~100μm，即得所述修复剂。
进一步地，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉与无水乙醇的比例为30~40重量份：95~100重量份。可选地，所述有机聚合物胶粉包括但不限于：聚丙烯酸酯胶粉、乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉、聚乙烯吡咯烷酮胶粉等中的任意一种。
进一步地，步骤（3）中，所述胶液、氧化石墨烯、抗老化剂、耐磨剂、修复剂的重量份比为75~87份：1.0~1.7份：0.25~0.4份：9~13份：20~26份。可选地，所述抗老化剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂等中的至少一种。
相较于现有技术，本发明的技术方案至少具有以下方面的有益效果：
本发明的工艺制备的聚合物基防护剂中不仅具有能够提高形成的聚合物保护层的抗裂能力的氧化石墨烯和提高抗老化能力的抗老化剂，从而提高保护层的服役寿命。同时，本发明还在所述聚合物基防护剂中加入了耐磨剂，不仅能够提高保护层的耐磨性，而且能够使所述保护层具备利用可见光催化氧化杀菌的功能。为此，本发明先在纳米二氧化钛上负载Mn2+源，然后与废弃玻璃粉在高温下烧结后粉磨，从而形成负载有纳米二氧化钛的硬质玻璃质的耐磨剂，其分散在所述防护剂形成的聚合物基保护层中后作为增强相不仅能够提高保护层的耐磨性，而且负载在二氧化钛纳米粒子表面的Mn2+在烧结高温下向二氧化钛的晶格中扩散，从而引入晶格畸变等缺陷形成电子捕获陷阱，延长光生电子和空穴复合的时间，从而有助于将二氧化钛的光催化响应范围扩展至可见光区，使本发明的所述保护层具有利用环境中的可见光氧化降解附着在其表面微生物的作用，减小附着在保护层上的微生物的降解作造成的破坏，提高保护层的服役寿命。同时，本发明通过将二氧化钛纳米粒子先负载到玻璃质的耐磨剂上后再分散到胶液中，有助于克服将纳米二氧化钛直接分散到胶液中时由于其易团聚，再加上胶液粘性较大而造成的二氧化钛纳米粒子团聚严重，不易分散的问题，而本发明利用玻璃质的载体良好的分散性很好地克服了上述问题。
另外，本发明的防护剂还具有能够使保护层形成二次防护的修复剂，从而使保护层具备自修复功能。为此，本发明以硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与含有一定水分的乙醇为原料，将其混匀后先在保护气氛中静置，然后进行干燥和粉磨处理后形成修复剂。在此过程中水泥颗粒的表面利用所述乙醇提供的少量的水分在静置过程中进行有限度的预水化反应，形成的凝胶产物可将所述甲基硅酸盐与石膏粉结合负载到水泥颗粒上，使本发明的所述聚合物基防护剂在涂覆在混凝土结构表面干燥成膜形成保护层后，一旦出现裂纹造成外界水分、空气进入，暴露在裂纹界面处的所述修复剂中的水泥会利用所述水分进行水化反应，其形成的胶凝产物能够对裂纹形成填充和密封，同时所述石膏与水泥中的铝酸钙熟料进一步反应形成微膨胀性的钙矾石，其可以辅助所述胶凝产物更好地密实裂纹。所述甲基硅酸盐则在此过程利用水分与空气中的二氧化碳反应后形成甲基硅酸，并进一步聚合形成憎水性的聚甲基硅醚有机物膜，其与所述胶凝产物相互掺杂构建的憎水性的修补材料可对裂纹形成更加有效的密封和修复，形成二次防护，防止外界水分中的氯离子、二氧化碳进一步进入混凝土基体中造成氯离子侵蚀破坏和碳化。同时，所述聚甲基硅醚有机物膜的形成还有助于提高裂纹中所述修补材料的韧性，强化效果修复效果。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，并不构成对本发明的不当限定。
图1为下列实施例1的聚合物基防护剂的样品图。
图2为下列实施例1制备的待涂覆混凝土试件的效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。除非另行定义，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。现结合具体实施方式对本发明的技术方案进一步说明。
实施例1
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括步骤：
（1）耐磨剂制备：将纳米二氧化钛与质量分数1.0%的氯化锰溶液按照1g：8ml的料液比混合后搅拌10min，然后将得到的湿料在90℃烘干60min，即得混合物。然后该混合物与废弃玻璃粉（软化点温度约为670℃）按照30重量份：100重量份的比例混匀后置于加热炉中，并在氮气气氛中加热至750℃保温15min。完成后将得到的烧结产物粉磨，然后过100目筛，即得耐磨剂。
（2）修复剂制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、甲基硅酸钠粉末、石膏粉与质量分数为85%的乙醇按照2.5重量份：0.8重量份：0.15重量份：1.2重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置4小时。完成后将得到的混合物在60℃干燥处理25min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在30~50μm之间的修复剂粉体。
（3）将聚丙烯酸酯胶粉与无水乙醇按照35重量份：100重量份的比例混合后搅拌至胶粉溶解形成胶液。然后将该胶液、氧化石墨烯、抗老化剂（UV-292）、本实施例制备的耐磨剂、本实施例制备的修复剂按照82重量份：1.5重量份：0.3重量份：11重量份：24重量份的比例混合，然后加入无水乙醇调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量40%的聚合物基防护剂（参考图1）。
制备尺寸100mm×100mm×100mm的混凝土试件（参考图2），然后将本实施例制备的 所述聚合物基防护剂喷涂到所述试件的表面，干燥后形成平均厚度约1mm的聚合物保护膜 层。然后采用电动铅笔硬度计对所述聚合物保护膜层的铅笔硬度进行测试，其硬度等级越 高，耐磨性越好。另外，测试上述混凝土试件的抗压强度保留率，方法为：将所述试件置于质 量分数为10%的氯化钠溶液中浸泡7天，然后擦干表面水分后在室温下干燥8天，以此作为一 个循环。将所述试件进行总共200次上述的循环，然后测试试件的抗压强度保留率（%），测试 值越高，说明聚合物保护膜层的保护能力越强。采用上述的方法制备试件，取1mL浓度为1.5 ×105cfu/mL的黑曲霉菌液，将其接种到试件表面。然后将试件置于60W的氙灯灯源正下方 50cm处照射120min，完成后计算杀菌率。上述各项性能指标的测试结果如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例1 5H 89.63% 94.41%
。
实施例2
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括步骤：
（1）耐磨剂制备：将纳米二氧化钛与质量分数1.1%的硝酸锰溶液按照1g：10ml的料液比混合后搅拌5min，然后将得到的湿料在100℃烘干50min，即得混合物。然后该混合物与废弃玻璃粉（软化点温度约为710℃）按照28重量份：100重量份的比例混匀后置于加热炉中，并在氮气气氛中加热至780℃保温10min。完成后将得到的烧结产物粉磨，然后过120目筛，即得耐磨剂。
（2）修复剂制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、甲基硅酸钠粉末、石膏粉与质量分数为90%的乙醇按照3.0重量份：0.9重量份：0.18重量份：1.4重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置3小时。完成后将得到的混合物在55℃干燥处理30min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在20~50μm之间的修复剂粉体。
（3）将聚丙烯酸酯胶粉与无水乙醇按照30重量份：95重量份的比例混合后搅拌至胶粉溶解形成胶液。然后将该胶液、氧化石墨烯、抗老化剂（UV-531与抗氧化剂1010按照质量比1:1混合而成）、本实施例制备的耐磨剂、本实施例制备的修复剂按照87重量份：1.7重量份：0.4重量份：13重量份：26重量份的比例混合，然后加入无水乙醇调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量38%的聚合物基防护剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例2 5H 87.14% 96.03%
。
实施例3
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括步骤：
（1）耐磨剂制备：将纳米二氧化钛与质量分数0.7%的硫酸锰溶液按照1g：12ml的料液比混合后搅拌8min，然后将得到的湿料在80℃烘干70min，即得混合物。然后该混合物与废弃玻璃粉（软化点温度约为740℃）按照35重量份：100重量份的比例混匀后置于加热炉中，并在氮气气氛中加热至800℃保温12min。完成后将得到的烧结产物粉磨，然后过80目筛，即得耐磨剂。
（2）修复剂制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、甲基硅酸钾粉末、石膏粉与质量分数为92%的乙醇按照3.5重量份：1.2重量份：0.2重量份：1.6重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置5小时。完成后将得到的混合物在50℃干燥处理20min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在60~80μm之间的修复剂粉体。
（3）将乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉与无水乙醇按照37重量份：100重量份的比例混合后搅拌至胶粉溶解形成胶液。然后将该胶液、氧化石墨烯、抗老化剂（抗氧化剂1010）、本实施例制备的耐磨剂、本实施例制备的修复剂按照78重量份：1.2重量份：0.3重量份：10重量份：23重量份的比例混合，然后加入无水乙醇调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量42%的聚合物基防护剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例3 5H 85.76% 95.92%
。
实施例4
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，包括步骤：
（1）耐磨剂制备：将纳米二氧化钛与质量分数1.1%的硝酸锰溶液按照1g：5ml的料液比混合后搅拌8min，然后将得到的湿料在80℃烘干70min，即得混合物。然后该混合物与废弃玻璃粉（软化点温度约为710℃）按照32重量份：100重量份的比例混匀后置于加热炉中，并在氮气气氛中加热至750℃保温15min。完成后将得到的烧结产物粉磨，然后过120目筛，即得耐磨剂。
（2）修复剂制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、甲基硅酸钠粉末、石膏粉与质量分数为85%的乙醇按照1.0重量份：0.45重量份：0.13重量份：0.7重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置4小时。完成后将得到的混合物在60℃干燥处理20min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在60~100μm之间的修复剂粉体。
（3）将聚乙烯吡咯烷酮胶粉与无水乙醇按照40重量份：100重量份的比例混合后搅拌至胶粉溶解形成胶液。然后将该胶液、氧化石墨烯、抗老化剂（UV-292与抗氧化剂1010按照质量比3:2混合而成）、本实施例制备的耐磨剂、本实施例制备的修复剂按照75重量份：1.0重量份：0.25重量份：9重量份：20重量份的比例混合，然后加入无水乙醇调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量40%的聚合物基防护剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例4 4H 88.59% 96.65%
。
实施例5
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例1，区别在于本实施例的耐磨剂采用如下方法制备：将纳米二氧化钛与废弃玻璃粉（软化点温度约为670℃）按照30重量份：100重量份的比例混匀后置于加热炉中，并在氮气气氛中加热至750℃保温15min。完成后将得到的烧结产物粉磨，然后过100目筛，即得耐磨剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例5 5H 89.07% 43.87%
。
实施例6
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例4，区别在于本实施例的耐磨剂采用如下方法制备：将纳米二氧化钛与120目的废弃玻璃粉（软化点温度约为710℃）按照32重量份：100重量份的比例混匀，即得耐磨剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例6 4H 87.28% 84.46%
。
实施例7
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例3，区别在于本实施例的聚合物基防护剂采用如下方法制备：将乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉与无水乙醇按照37重量份：100重量份的比例混合后搅拌至胶粉溶解形成胶液。然后将该胶液、氧化石墨烯、抗老化剂（抗氧化剂1010）、纳米二氧化钛、根据实施例3的工艺制备的修复剂按照78重量份：1.2重量份：0.3重量份：2.6重量份：23重量份的比例混合，然后加入无水乙醇调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量42%的聚合物基防护剂。
采用同上述实施例1相同的方式测试本实施例的聚合物基防护剂在混凝土试件表 面形成的聚合物保护膜层的铅笔硬度、杀菌率以及所述试件的抗压强度保留率，测试结果 如下表所示
性能指标 铅笔硬度 抗压强度保留率 杀菌率
实施例7 1H 85.11% 86.39%
。
实施例8
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例2，区别在于本实施例的修复剂采用如下方法制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、石膏粉与质量分数为90%的乙醇按照3.0重量份：0.18重量份：1.4重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置3小时。完成后将得到的混合物在55℃干燥处理30min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在20~50μm之间的修复剂粉体。
制备尺寸100mm×100mm×100mm的混凝土试件，然后将本实施例制备的所述聚合 物基防护剂喷涂到所述试件的表面，干燥后形成平均厚度约1mm的聚合物保护膜层。然后在 所述试件的四个侧面、顶面和底面上各设置五条宽度为0.2mm的裂缝，裂缝间隔15mm，且所 述裂缝深入至与试块的混凝土基体接触。将该试件置于相对湿度92%、二氧化碳浓度为10% 的测试箱中保持30min，然后取出试件室温放置2小时，得到的试块记为A1。采用相同的方法 制备喷涂有上述实施例2制备的聚合物基防护剂形成的保护膜层的试块，记为A2。采用同上 述实施例1相同的方式测试所述试件A1、A2的抗压强度保留率，以测试所述聚合物保护膜层 的自修复能力，测试结果如下表所示
试件编号 A1 A2
抗压强度保留率 48.13% 86.71%
。
实施例9
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例4，区别在于本实施例的修复剂采用如下方法制备：将42.5普通硅酸盐水泥粉、甲基硅酸钠粉末与质量分数为85%的乙醇按照1.0重量份：0.45重量份：0.7重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置4小时。完成后将得到的混合物在60℃干燥处理20min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在60~100μm之间的修复剂粉体。
制备尺寸100mm×100mm×100mm的混凝土试件，然后将本实施例制备的所述聚合 物基防护剂喷涂到所述试件的表面，干燥后形成平均厚度约1mm的聚合物保护膜层。然后在 所述试件的四个侧面、顶面和底面上各设置五条宽度为0.2mm的裂缝，裂缝间隔15mm，且所 述裂缝深入至与试块的混凝土基体接触。将该试件置于相对湿度92%、二氧化碳浓度为10% 的测试箱中保持30min，然后取出试件室温放置2小时，得到的试块记为B1。采用相同的方法 制备喷涂有上述实施例4制备的聚合物基防护剂形成的保护膜层的试块，记为B2。采用同上 述实施例1相同的方式测试所述试件B1、B2的抗压强度保留率，测试结果如下表所示
试件编号 B1 B2
抗压强度保留率 77.39% 89.26%
。
实施例10
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例1，区别在于本实施例的修复剂采用如下方法制备：将二氧化硅粉末、甲基硅酸钠粉末、石膏粉与质量分数为85%的乙醇按照2.5重量份：0.8重量份：0.15重量份：1.2重量份的比例混匀后置于氮气气氛中静置4小时。完成后将得到的混合物在60℃干燥处理25min，然后将干燥产物粉磨，得到粒度分布在30~50μm之间的修复剂粉体。
制备尺寸100mm×100mm×100mm的混凝土试件，然后将本实施例制备的所述聚合 物基防护剂喷涂到所述试件的表面，干燥后形成平均厚度约1mm的聚合物保护膜层。然后在 所述试件的四个侧面、顶面和底面上各设置五条宽度为0.2mm的裂缝，裂缝间隔15mm，且所 述裂缝深入至与试块的混凝土基体接触。将该试件置于相对湿度92%、二氧化碳浓度为10% 的测试箱中保持30min，然后取出试件室温放置2小时，得到的试块记为C1。采用相同的方法 制备喷涂有上述实施例1制备的聚合物基防护剂形成的保护膜层的试块，记为C2。采用同上 述实施例1相同的方式测试所述试件C1、C2的抗压强度保留率，测试结果如下表所示
试件编号 C1 C2
抗压强度保留率 39.85% 87.12%
。
实施例11
一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，同上述实施例2，区别在于本实施例的聚合物基防护剂采用如下方法制备：将水性聚丙烯酸酯乳液（固含量24%）、氧化石墨烯、抗老化剂（UV-531与抗氧化剂1010按照质量比1:1混合而成）、根据实施例2工艺制备的耐磨剂、实施例2制备的修复剂按照87重量份：1.7重量份：0.4重量份：13重量份：26重量份的比例混合，然后加入水调节体系稠度，搅拌均匀后形成固含量38%的聚合物基防护剂。
制备尺寸100mm×100mm×100mm的混凝土试件，然后将本实施例制备的所述聚合 物基防护剂喷涂到所述试件的表面，干燥后形成平均厚度约1mm的聚合物保护膜层。然后在 所述试件的四个侧面、顶面和底面上各设置五条宽度为0.2mm的裂缝，裂缝间隔15mm，且所 述裂缝深入至与试块的混凝土基体接触。将该试件置于相对湿度92%、二氧化碳浓度为10% 的测试箱中保持30min，然后取出试件室温放置2小时，得到的试块记为D1。采用相同的方法 制备喷涂有上述实施例2制备的聚合物基防护剂形成的保护膜层的试块，记为D2。采用同上 述实施例1相同的方式测试所述试件D1、D2的抗压强度保留率，测试结果如下表所示
试件编号 D1 D2
抗压强度保留率 41.30% 86.06%
。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将纳米二氧化钛与Mn2+源的水溶液混匀后进行干燥处理，然后将得到的混合物与废弃玻璃粉混匀后再保护气氛中进行烧结处理，完成后将得到的烧结产物粉磨，即得耐磨剂；所述烧结处理的温度高于废弃玻璃粉的软化温度；所述烧结处理的时间为所述废弃玻璃粉熔融后继续保持10~15min；
（2）将硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉与质量分数为85~92%的乙醇混匀后在保护气氛中静置，完成后将得到的混合物干燥处理后粉磨，即得修复剂；
（3）将有机聚合物胶粉与无水乙醇混合形成胶液，然后加入氧化石墨烯、抗老化剂以及上述的耐磨剂、修复剂，混匀后即得聚合物基防护剂。
2.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述纳米二氧化钛与Mn2+源的水溶液的比例为1g：5~12ml，所述水溶液中Mn2+源的质量分数为0.7~1.1%；
或者，步骤（1）中，所述Mn2+源包括氯化锰、硫酸锰、硝酸锰中的至少一种；
或者，步骤（1）中，所述干燥温度为80~100℃，时间为50~70min。
3.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述废弃玻璃粉与混合物的比例为100重量份：28~35重量份。
4.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述保护气氛包括氮气、氩气中的任意一种；
或者，步骤（1）中，将所述烧结产物粉磨至80~120目。
5.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述硅酸盐水泥粉、甲基硅酸盐粉末、石膏粉、乙醇的比例为1.0~3.5重量份：0.45~1.2重量份：0.13~0.2重量份：0.7~1.6重量份。
6.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述甲基硅酸盐包括甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述静置时间为3~5小时；
或者，步骤（2）中，所述保护气氛包括氮气、氩气中的任意一种；
或者，步骤（2）中，所述干燥处理的温度为50~60℃，时间为20~30min。
8.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，将所述混合物粉磨至粒径20~100μm。
9.根据权利要求1所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉与无水乙醇的比例为30~40重量份：95~100重量份；
或者，步骤（3）中，所述胶液、氧化石墨烯、抗老化剂、耐磨剂、修复剂的重量份比为75~87份：1.0~1.7份：0.25~0.4份：9~13份：20~26份。
10.根据权利要求1-9任一项所述的防混凝土结构侵蚀的聚合物基防护剂制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述有机聚合物胶粉包括聚丙烯酸酯胶粉、乙烯醋酸-乙烯共聚胶粉、聚乙烯吡咯烷酮胶粉中的任意一种；
或者，步骤（3）中，所述抗老化剂包括紫外线吸收剂、抗氧化剂中的至少一种。
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