[发明专利]一种高耐久性混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开一种高耐久性混凝土及其制备方法，由以下重量百分比的组分制成：环氧树脂25‑35％；固化剂1‑5％；玻璃颗粒40‑55％；氧化石墨烯‑玻璃纤维‑吡啶离子液体复合材料5‑10％；聚乙二醇5‑10％。本发明混凝土添加氧化石墨烯‑玻璃纤维‑吡啶离子液体复合材料，一方面离子液体由于熔点低、稳定性高、溶解能力强、蒸汽压低、电势窗口宽独特性质，能提高混凝土的抗冻性能，同时由于其良好的溶解性能，能提高各组分的相容性，提高混凝土的和易性；氧化石墨烯具有良好的延展性，可以提高混凝土的弯拉性能，进一步改善混凝土的性能；同时各组分间由于离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用力，使混凝土内部结构更加稳固，提高混凝土耐久性能，延长混凝土的使用寿命。

技术领域

本发明涉及高分子材料科学领域，特别是涉及一种高耐久性混凝土及其制备方法。

背景技术

承载式高速光伏路面通过收集到的太阳能转化为电能，近年来被广泛研究，光伏公路最上面一层是类似毛玻璃的透明混凝土，能够使太阳光通过使下面的太阳能电池把光能转换成电能。目前国内的透明混凝土制备主要有三种形式，其一是利用在预制树脂块外浇筑水泥砂浆制备透明混凝土；其二是在固定的光纤周围浇筑水泥或沥青混凝土制备导光混凝土；其三是在树脂与水泥混合拌合作为胶结料与集料拌合而成制备半透明混凝土。采用以上方法制备的混凝土透光率受到较大限制，为提高透明混凝土的性能，已有大量研究团队进行了研究。

中国CN106592374A号专利提供一种太阳能光伏发电路面及其应用，所述太阳能光伏发电路面至少包括从下至上依次设置：路基、基层、面层、太阳能光伏发电层以及透光抗滑磨耗层。所述透光抗滑磨耗层采用透光混凝土或/和0.5-5毫米厚度透光的环氧树脂制成，所述透光混凝土制备原料至少包括以下重量份组分：环氧树脂2～12份、玻璃颗粒84～97.4份以及固化剂0.6～4份，所述环氧树脂、玻璃颗粒以及固化剂都可透光，优选地，所述环氧树脂、玻璃颗粒以及固化剂都是无色透明的。该发明制备得到的光伏路面抗压强度和抗折强度较差，使用寿命较短。

混凝土的力学性能、耐久性能会受到环境中化学腐蚀、碳化及微生物等因素的影响，目前混凝土还存在强度差、抗冻性低、透水性能低、易发生开裂等不足，应用在光伏公路上的透明混凝土对耐久性能要求较高，因此，急需设计一种高强度、耐冻性好、干燥收缩性小、不易开裂等功能的新型耐久混凝土，以满足高质量建设工程的需要成为本领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高耐久性混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高耐久性混凝土，由以下重量百分比的组分制成：环氧树脂25-35％；固化剂1-5％；玻璃颗粒40-55％；氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料5-10％；聚乙二醇5-10％。

优选的，所述离子液体为4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。本发明离子液体含有氨基基团，具有结构简单，熔点低、稳定性高、溶解能力强、导电性高、蒸汽压低、电势窗口宽等普通有机溶剂和水均不具备的独特性质，将4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体作为外加剂，一方面可以作为防冻剂，增强混凝土在冬季施工的可泵性，提高混凝土的耐久性能，同时利用离子液体溶解性能好，可以增加各组分间的相容性，提高混凝土的和易性。

本发明还提供所述4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体优选的制备方法，将4-氨基吡啶溶于乙腈，65℃油浴加热回流，再加入1-氯丁烷，4-氨基吡啶与1-氯丁烷的摩尔比为1:1.5，氮气保护下冷凝回流反应12h，即得到4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。本发明合成方法简单，产率及纯度均很高。

本发明还提供所述氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料的制备方法，包括如下步骤：