[发明专利]一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法。

背景技术

混凝土的内养护是指在混凝土中加入吸水材料，从而在混凝土内部形成微型蓄水库，当混凝土内部相对湿度下降时能缓慢向四周释放水分，补充其内部水分消耗，维持混凝土内部湿度从而减缓自干燥效应，这样可以解决高性能混凝土的低水灰比造成自身早期收缩开裂的问题，具有十分重要的理论和实际意义。

高吸水性树脂(SAP)是一种新型高分子材料，可以吸收自重百倍甚至上千倍的水分，作为内养护剂使用时可以在水泥水化过程中不断释放水分，保证水泥进一步水化，防止混凝土早期收缩开裂。目前市售高吸水性树脂一般采用丙烯酸为原料制备合成，产品吸水倍率过高，吸液速率过快，作为内养护剂使用时很容易在早期吸收过多拌合水，大幅度降低混凝土的工作性能，无法满足实际施工要求，进而限制了高吸水性树脂在建筑领域的应用，因此混凝土内养护剂必须具备较慢的吸液速率和较低吸水倍率。专利CN201210000574.X公开了一种含羧基的高吸水树脂的表面改性方法，该方法采用单官能团化合物对高吸水性树脂进行改性，虽然延缓了自身吸液速率，但是表面改性的疏水效果一般，也并未公开其作为内养护剂的使用效果。

发明内容

为了解决现有混凝土内养护剂的吸水倍率过高，吸水速率过快，大幅度降低混凝土的工作性能的问题，本发明提供了一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法。

本发明提供了一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)高吸水性树脂的制备：将聚乙烯醇完全溶解于去离子水中，然后加入中和过的丙烯酸溶液、交联剂和引发剂混匀，加热至40-60℃后反应8～12h，得到高吸水性树脂凝胶，经造粒、干燥、粉碎、筛分和表面交联后得到高吸水性树脂；

(2)混凝土内养护剂的制备：将硅烷偶联剂溶于苯中，再加入步骤(1)制得的高吸水性树脂充分混合，放入120～160℃烘箱中反应1～2h，即得最终的混凝土内养护剂；

步骤(1)中所述聚乙烯醇、交联剂、引发剂的用量分别为丙烯酸质量的10～30wt％、0.5～2wt％、3～6wt％；所述丙烯酸浓度为20～30wt％，中和度为80％，中和剂为30wt％的氢氧化钠溶液；

步骤(2)中所述硅烷偶联剂用量为高吸水性树脂质量的50～80wt％，硅烷偶联剂苯溶液的浓度为25％。

步骤(1)中所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788；所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种。

步骤(1)中所述高吸水性树脂筛分后的目数为150～200目，表面交联采用CN103183842A公开的后处理方法。

步骤(2)中所述硅烷偶联剂为3,4环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

本发明所述制备方法制备工艺简便、化学结构易于控制，制得的内养护剂吸水速率较慢，可以显著降低其对混凝土工作性的影响，提高混凝土的早期自收缩减缩效果，7d减缩率为80％，14d减缩率可以达到68％，解决了混凝土早期开裂的难题。

相对于现有技术，本发明具有以下突出的优势：

(1)相对于传统高吸水性树脂，本发明不仅在聚合过程中引入了聚乙烯醇，而且进一步引入了硅烷偶联剂来降低其吸水速率，延缓了其作为内养护剂使用时吸收拌合水的速率，减少了对混凝土工作性的影响。

(2)该内养护剂后期具有适量的吸水倍率，具有储藏水分和释放水分的功能，可以提高混凝土内部含湿量，减少混凝土的早期自收缩，7d减缩率为80％，14d减缩率可以达到68％，解决了高吸水性树脂作为内养护剂使用时混凝土工作性和自收缩相矛盾的难题。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的内容作进一步的说明，但本发明的内容并不局限于实施例表述的范围。

实施例中混凝土试件制作按照GB8076-2008中6.4的规定执行，自收缩测试按照GB/T 50082-2009中8.2的规定进行。内养护剂掺量为胶凝材料质量的0.5％，混凝土配比为水胶比0.3，水168kg/m³、水泥560kg/m³、砂685kg/m³、石1128kg/m³、减水剂6.72kg/m³，其中减水剂选用江苏苏博特新材料股份有限公司SBT萘系高效减水剂。