[发明专利]硅烷复合乳液作为抗裂增强剂的应用

说明书

本发明提供了硅烷复合乳液作为抗裂增强剂在水泥基材料的应用，属于水泥基材料技术领域。在本发明中，异丁基三乙氧基硅烷分子上的活性基团通过与砂浆表面的羟基反应，形成了层状憎水结构，减缓了水泥基材料砂浆内部水分的散失，避免干燥收缩导致的开裂；丙烯酸丁酯脱水后，形成网状结构，填充在水泥基材料孔隙中，抑制水泥基材料收缩，进而降低收缩引起的开裂；四乙氧基硅烷可在室温下发生水解反应，生成表面具有大量羟基的纳米二氧化硅，能够与水泥中的氢氧化钙发生二次水化反应，形成二次水化产物C‑S‑H凝胶，填充了大部分空隙，使得水泥水化产物结构更致密，从而提升砂浆强度；氧化镁的微膨胀作用则对乳液作用效果进行不断补充。

技术领域

本发明涉及水泥基材料技术领域，特别涉及硅烷复合乳液作为抗裂增强剂在水泥基材料的应用。

背景技术

混凝土是一种典型的水泥基材料，因其原材料易获得、价格相对低廉，被广泛应用于道路、桥梁、水坝等工程。但在混凝土凝固硬化过程中，因混凝土收缩所导致的开裂问题一直无法避免。对于普通混凝土而言，干燥收缩约占总收缩的80％～90％，是引起混凝土开裂的主要因素。干燥收缩是由于混凝土内部相对湿度高于外界环境相对湿度，使得内部水分快速散失，当水分散失时，材料中毛细管内部的水面下降，弯液面曲率变大，导致表面张力增大，对毛细管管壁产生压力，毛细管持续失水，混凝土持续处于不断增强的压力下，会导致混凝土体积发生干燥收缩，从而对建筑物的使用寿命产生不利影响。

硅烷材料(例如异丁基三乙氧基硅烷)是一种优良的混凝土防水材料，能够抑制混凝土的水分散失。丙烯酸丁酯也可在水泥水化过程中脱水形成网状聚合物纤维，填充孔隙，限制砂浆的收缩。但是两种材料成膜后，会影响水泥水化速率，导致水泥基体强度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供硅烷复合乳液作为抗裂增强剂在水泥基材料的应用。本发明使用硅烷复合乳液作为水泥基材料的抗裂增强剂，能够在抑制水泥基材料开裂的同时，提高水泥基材料的强度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了硅烷复合乳液作为抗裂增强剂在水泥基材料的应用。

优选的，所述硅烷复合乳液包括四乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、丙烯酸丁酯、氧化镁、乳化剂、分散剂和水。

优选的，所述乳化剂包括第一乳化剂和第二乳化剂，所述第一乳化剂为Span80、EmcolPL-50和Arlacel60中的一种，第二乳化剂为PPG O、TWEEN20和SDS中的一种。

优选的，以质量百分含量计，所述硅烷复合乳液包括以下质量百分含量的组分：

优选的，所述硅烷复合乳液的制备方法包括以下步骤：

(1)将第一乳化剂、异丁基三乙氧基硅烷、丙烯酸丁酯和分散剂进行第一混合，得到油相；

(2)将第二乳化剂、氧化镁和水进行第二混合，得到水相；

(3)将所述油相、四乙氧基硅烷加到水相中进行乳化反应，得到硅烷复合乳液；

所述步骤(1)和(2)之间没有时间顺序的限制。

优选的，所述应用的方法包括以下步骤：

将硅烷复合乳液与水泥基材料、水混合，得到水泥砂浆；

对所述水泥砂浆进行养护。

优选的，所述硅烷复合乳液的质量为水泥基材料质量的0.1～3％，所述硅烷复合乳液的固含量为70％～85％。

优选的，所述硅烷复合乳液的质量为水泥基材料质量的2％。

优选的，所述水泥砂浆的水灰比为0.3～0.6，灰砂比为1:3。