申请日2017.12.08
公开(公告)日2018.05.08
IPC分类号C04B41/65
摘要
本发明涉及一种对混凝土表面超疏水处理的方法。本发明通过将混凝土表面打磨，采用异丙醇溶液清洗制备出混凝土表面粗糙度增加与涂层的附着力;以甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷为单体，BPO为引发剂制备疏水树脂，并以十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷物理改性硅烷树脂增强其疏水性;以纳米SiO2、纳米CaCO3、微珠组成复合粉体加入改性后的疏水树脂构造微纳米结构得到超疏水涂料，通过硅烷偶联剂对其粉体进行表面处理增加其分散性及与树脂之间的相容性;采用喷涂等方式将超疏水涂料涂于粗糙化处理后的混凝土表面得到混凝土超疏水表面。该方法制备的混凝土超疏水表面工艺简单，涂层与混凝土之间附着力优异，混凝土超疏水效果明显，混凝土使用过程中无渗水现象。
权利要求书
1.一种对混凝土表面超疏水处理的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)混凝土表面处理
对混凝土浇筑成型后进行养护，28d验收合格后采用打磨机对混凝土表面打磨，待打磨粗糙化处理后采用异丙醇溶液对打磨后的混凝土表面进行清洗;
(2)微纳米材料的表面处理
(2.1)所述微纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3和微珠按质量比(1-1.3):(1-2):(15-16.5)组成复合材料，其中纳米SiO2平均粒径为20-40nm、纳米CaCO3平均粒径为50-100nm，微珠平均粒径为5-10um;
(2.2)将步骤(2.1)所述复合材料加入到盛有无水乙醇的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声分散30min-60min，增加复合材料的分散度;
(2.3)将硅烷偶联剂加入到的步骤(2.2)所得产物中，硅烷偶联剂的加入量为复合材料质量的1%-1.3%，在高速搅拌速率下搅拌2-3h，期间无水 乙醇会蒸发，根据实际情况补加无水乙醇，搅拌完毕后过滤得到表面同极性、分散均匀、无团聚的复合微纳米级材料;
(3)对混凝土表面超疏水处理
(3.1)将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2倒入到四氢呋喃溶液中，采用玻璃棒搅拌溶解后，倒入到三口瓶中，继续加入适量溶剂四氢呋喃，在中高速搅拌速率下水浴加热至55-60℃，采用冷凝回流，并在55-60℃下继续搅拌30min，使甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷搅拌均匀;将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷总质量的0.5%-1%的过氧化二苯甲酰BPO溶于四氢呋喃中，采用滴加的方式加入三口瓶中，1.5h内滴加完毕，滴加过程中保持温度不变，根据粘度情况补加溶剂四氢呋喃;最后升温至60-65℃继续反应3h-4h得到疏水性硅烷树脂;
(3.2)将十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷加入到步骤(3.1)所得疏水性硅烷树脂中，得到的混合树脂采用四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨30min-60min得到含氟硅烷共混改性的超疏水性树脂;所述十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷为步骤(3.1)所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的20%-35%;
(3.3)将经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料加入步骤(3.2)所得到的超水性树脂中，以四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨45min-60min得到超疏水性涂料;经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料的加入量为步骤(3.2)所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的1.8%-2.5%;
(3.4)将步骤(3.3)所得的超疏水性涂料采用喷涂或者辊涂的方式均匀涂于经过表面处理的混凝土表面，于室温中放置24h后得到的混凝土表面具有微纳米结构与疏水涂层，与水的接触角达到158°，具有良好的超疏水效果。
说明书
一种对混凝土表面超疏水处理的方法
技术领域
本发明涉及混凝土与水泥制品技术领域，具体涉及一种对混凝土表面超疏水处理的方法。
背景技术
随着建筑行业的迅速发展，混凝土在整个建筑行业中的应用越来越广泛，2016年其用量达到17.9亿m3，成为建材之首，由于其用量极大，因而其质量对整个建筑工程质量起决定性作用。混凝土由于其表面亲水，内部存在开孔孔隙以及裂缝的存在，从而成为一种极易渗水的材料。在整个建筑领域，每年由于混凝土的渗水问题引起工程维修成本巨大，严重时通过水带入的有害物质进入混凝土内部会导致工程耐久性下降而引起质量安全事故。在大型地下工程、地下交通轨道工程以及楼顶屋面的混凝土防水抗渗已成为行业难点。
目前混凝土防水抗渗的措施主要有：通过降低混凝土水胶比与增加混凝土密实度，该方法虽在理论上可行，但由于实际施工的不规范导致实际效果不佳，同时该方法无法从根本上改变混凝土表面亲水的属性;其次喷涂聚氨酯类、环氧树脂类防水涂料或铺设沥青类防水卷材，该方法在目前混凝土建筑工程领域应用较广，但该法成本高，工艺繁杂，产品耐候性差，特别是防水卷材施工缝等防水薄弱处等问题难以解决，同时该法虽然可以使混凝土表面具有憎水效果，但无法获得疏水与超疏水效果。
混凝土表面属于亲水表面，易吸水，其多孔的内部结构也导致混凝土极易被水渗透，通过一定的技术手段将混凝土表面制备成超疏水表面可以有效控制混凝土结构的渗漏，因而本发明提出一种应用于混凝土的超疏水表面制备方法。
发明内容
为了实现混凝土表面超疏水而解决易渗问题，本发明的目的在于提出一种对混凝土表面超疏水处理的方法。
本发明提出的对混凝土表面超疏水处理的方法，具体步骤如下：
(1)混凝土表面处理
对混凝土浇筑成型后进行养护，28d验收合格后采用打磨机对混凝土表面打磨，待打磨粗糙化处理后采用异丙醇溶液对打磨后的混凝土表面进行清洗;
所述混凝土表面处理方法在于构造混凝土表面粗糙度，可提高其与涂层之间的附着力;
(2)微纳米材料的表面处理
(2.1)所述微纳米材料由纳米SiO2、纳米CaCO3和微珠按质量比(1-1.3):(1-2):(15-16.5)组成复合材料，其中纳米SiO2平均粒径为20-40nm、纳米CaCO3平均粒径为50-100nm，微珠平均粒径为5-10um;
(2.2)将步骤(2.1)所述复合材料加入到盛有无水乙醇的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声分散30min-60min，增加复合材料的分散度;
(2.3)将硅烷偶联剂加入到的步骤(2.2)所得产物中，硅烷偶联剂的加入量为复合材料质量的1%-1.3%，在高速搅拌速率下搅拌2-3h，期间无水乙醇会蒸发，根据实际情况补加无水乙醇，搅拌完毕后过滤得到表面同极性、分散均匀、无团聚的复合微纳米级材料;
(3)对混凝土表面超疏水处理
(3.1)将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷按质量比1:2倒入到四氢呋喃溶液中，采用玻璃棒搅拌溶解后，倒入到三口瓶中，继续加入适量溶剂四氢呋喃，在中高速搅拌速率下水浴加热至55-60℃，采用冷凝回流，并在55-60℃下继续搅拌30min，使甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷搅拌均匀;将甲基乙烯基二甲氧基硅烷与乙烯基三异丙氧基硅烷总质量的0.5%-1%的过氧化二苯甲酰BPO溶于四氢呋喃中，采用滴加的方式加入三口瓶中，1.5h内滴加完毕，滴加过程中保持温度不变，根据粘度情况补加溶剂四氢呋喃;最后升温至60-65℃继续反应3h-4h得到疏水性硅烷树脂;
(3.2)将十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷加入到步骤(3.1)所得疏水性硅烷树脂中，得到的混合树脂采用四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨30min-60min得到含氟硅烷共混改性的超疏水性树脂;所述十七氟葵基三乙氧基硅烷或十七氟葵基三甲氧基硅烷为步骤(3.1)所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的20%-35%;
(3.3)将经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料加入步骤(3.2)所得到的超水性树脂中，以四氢呋喃为溶剂，于研磨机中高速研磨45min-60min得到超疏水性涂料;经过硅烷偶联剂表面处理后的复合微纳米材料的加入量为步骤(3.2)所得疏水性硅烷树脂不含溶剂质量的1.8%-2.5%;
(3.4)将步骤(3.3)所得的超疏水性涂料采用喷涂或者辊涂的方式均匀涂于经过表面处理的混凝土表面，于室温中放置24h后得到的混凝土表面具有微纳米结构与疏水涂层，与水的接触角达到158°，具有良好的超疏水效果。
本发明中，步骤(2.3)所述表面改性后的微纳米材料与涂料之间的相容性增加。
本发明的有益效果在于：本发明方法制备的混凝土超疏水表面工艺简单，涂层与混凝土之间附着力优异，混凝土超疏水效果明显，混凝土使用过程中无渗水现象。
