[发明专利]一种纳米SiO2增强苯丙乳液改性砂浆

说明书

技术领域

本发明是一种纳米SiO₂增强苯丙乳液改性砂浆制备技术，所制备的砂浆具有良好的和易性、力学性能及耐久性能。主要用于强腐蚀环境，也可作为一种高性能工程修补材料使用。

背景技术

早在我国古代长城修建中，已经开始应用聚合物拌制砌筑砂浆。国内外研究人员受古人的智慧启发，也对聚合物在水泥基材料中的应用开展了大量研究。水泥基材料中应用聚合物可以提高该种复合材料的粘结抗拉强度、抗弯拉强度等力学性能，同时也能提高水泥基材料的工作性能并赋予其优异的耐久性能。但是绝大部分聚合物掺入水泥基材料中后，会不同程度的降低其抗压强度；有部分研究表明聚合物改性水泥基材料的抗压强度发展及其缓慢，有些甚至需要5年后才能达到普通砂浆28d的抗压强度。同时聚合物的掺入会延长水泥的水花硬化过程，而加入调凝剂后也会影响水泥基材料的其他性能。不利于该种高性能材料的应用。而纳米材料小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子遂道效应；可有效提高水泥基材料的早期强度，同时也能改善水泥基材料的耐久性能。然而纳米材料由于其粒径处于纳米级，极高的比表面积会增大水泥基材料拌合物的需水量，而且耐久材料极高的表面能，使得纳米材料在拌合物液相中不易分散。因此纳米材料在聚合物改性水泥基材料中的应用研究鲜有文献报道。

发明内容

本发明提供了一种新型的纳米SiO₂增强苯丙乳液改性砂浆制备技术。

一种纳米SiO₂增强苯丙乳液改性砂浆，本发明加工步骤为，

1）纳米材料的分散：称取1份聚羧酸减水剂，加入200-280份水（含掺入苯丙乳液中的实际含水量）进行稀释，充分搅拌3-7s；称取3-7份纳米SiO₂加入到已经稀释的聚羧酸减水剂中，充分搅拌3-4min，然后静置2-3h；

2）干料的混合：先称取700份水泥，200份矿粉，95份硅灰充分混合为1份胶凝材料；然后将1000份胶凝材料与2000份中砂进行充分混合，干混30s；

3）砂浆的初制备：把步骤1最后得到的掺入纳米SiO₂的减水剂溶液加入到步骤2最后得到的干料中，并充分搅拌2min；

4）改性砂浆的终制备：往步骤3最后得到的拌合物中掺入60份苯丙乳液，然后慢速搅拌2-3min，完成。（60份苯丙乳液为苯丙乳液的有效成分，例如苯丙乳液的含固量为A，其含水率为100-A，则需加入苯丙乳液实际用量为60份/A）。

本发明所涉及的份数全部指重量份数。

本发明步骤1最优为，纳米材料的分散：称取1份聚羧酸减水剂，加入240份水进行稀释，充分搅拌5s；称取5份纳米SiO₂加入到已经稀释的聚羧酸减水剂中，充分搅拌3min，然后静置2h。

本发明步骤2最优为，干料的混合：先称取700份水泥，200份矿粉，95份硅灰充分混合为1份胶凝材料；然后将1000份胶凝材料与2000份中砂进行充分混合，干混30s。

本发明步骤3最优为，砂浆的初制备：把步骤1最后得到的掺入纳米SiO₂的减水剂溶液加入到步骤2最后得到的干料中，并充分搅拌2min。

本发明步骤4最优为，改性砂浆的终制备：往步骤3最后得到的拌合物中掺入60份苯丙乳液（60份苯丙乳液为苯丙乳液的有效成分，例如苯丙乳液的含固量为A，其含水率为100-A，则需加入苯丙乳液实际用量为60份/A），然后慢速搅拌2min，完成。

本发明的有益效果为，利用低引气型聚羧酸系减水剂母液对胶凝材料颗粒进行分散，其中胶凝材料包括水泥、矿粉、硅灰、纳米SiO₂；利用纳米SiO₂的微集料效应进步降低用水量和提高水泥砂浆的早期强度；并利用聚合物对水泥砂浆的增韧作用；通过将聚合物、纳米SiO₂、水泥砂浆进行复合，制备出一种工作性能、力学性能及耐久性能优异的砂浆。另外，本发明加工出来的砂浆具有良好的保水性，且聚合物固化过程中还会提供部分水泥水花所需的水分。

具体实施方式

实施例一

1）纳米材料的分散：称取适量聚羧酸减水剂，加入200份水（含掺入苯丙乳液中的实际含水量）进行稀释，充分搅拌3s；称取3份纳米SiO₂加入到已经稀释的聚羧酸减水剂中，充分搅拌3min，然后静置2h；