用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米sr塑性止水材料的製作方法

2023-04-26 12:02:46 2

專利名稱：用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米sr塑性止水材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料。適用於水利水電工程、工業與民用建築工程混凝土接縫防滲止水。
背景技術：
SR塑性止水材料是專門為混凝土面板壩接縫止水而研製的嵌縫、封縫止水材料，是SR防滲體系止水結構(發明專利號98120606.9)中的主要防滲材料。SR塑性止水材料以非硫化丁基橡膠為主要原料，經有機矽等高分子材料改性而成，具有塑性高、抗滲性好、耐老化、耐高低溫性能好、常溫冷施工等特性，是我國已建面板壩周邊縫及垂直縫的的主要止水材料，已先後在我國黑龍江蓮花、湖南白雲、湖北古洞口、浙江珊溪、甘肅龍首二級等七十餘項面板壩工程得到成功應用。SR塑性止水材料還是各種混凝土裂縫修補的常用防滲材料，已先後在三峽大壩上遊面防滲、三峽永久船閘結構縫防滲、新安江大壩防滲處理等多項國家重點工程以及數百項其它水電、工民建工程中成功應用，取得了施工操作簡便、防滲投資省、止水效果好的工程效益。
隨著我國以湖北清江233m高的水布埡為代表的一批兩百米級超高面板壩工程的興建，對混凝土接縫嵌縫封縫止水材料提出了更高的要求。與100m級面板壩工程相比，200m級面板壩工程混凝土接縫承受的水頭更高，接縫的變形量會更大，因此所需要的填縫封縫的塑性填料比一般工程用量要多，這樣所預留塑性填料的鼓包就比較大，為了有效發揮塑性填料的止水作用，就必須保持塑性填料鼓包的尺寸穩定性，這就要求塑性填料在止水性能不變的情況下儘可能地提高產品的耐熱穩定性。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種在保持原SR塑性止水材料抗滲性好、塑性大、施工簡便等特性的同時，又具備耐熱性能好，性價比高之特點的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料。
本發明所採用的技術方案是用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料由以下原料組成(重量百分比)
橡膠 20-50；橡膠防老劑 1-5改性樹脂 20-40；增塑劑 10-30；納米改性劑 5-10；增強劑 10-30。
所述橡膠為丁基橡膠；橡膠防老劑包括烷基萘-縮甲醛或N，N′-二辛基對苯二胺；改性樹脂為石油樹脂增塑劑為烷烴增塑劑；納米改性劑包括矽酮改性納米材料或烷烴改性納米材料；增強劑為礦纖維增強劑。
用於製備混凝土變形接縫的嵌縫防滲納米SR塑性止水材料的方法是1)納米改性劑的製備首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入納米穩定劑5-10(重量百分比)進行表面活性處理，乾燥；2)將橡膠20-50(重量百分比)切塊、溶解，再加入橡膠防老劑1-5(重量百分比)、改性樹脂20-40(重量百分比)和增塑劑10-30(重量百分比)進行熔煉，再加入納米改性劑5-10(重量百分比)和增強劑10-30(重量百分比)進行混煉，製成成品。
所述納米穩定劑為硬脂酸複合鹽，如鋁鹽、鋅鹽等。
橡膠防老劑用於防止橡膠老化，延長使用壽命；加入改性樹脂可使混熔容易，複合物不易分離，起到潤滑劑的作用；增塑劑起到軟化橡膠的作用；納米改性劑的加入可提高基料的耐熱穩定性，從而顯著地改善了SR塑性止水材料的熱穩定性；增強劑也是提高基料的耐熱性。
本發明的有益效果是(1)改進物理性能在SR配方採用的納米材料粒徑小、表面積大、表面活性高，與橡膠漿基料溶合均勻後，相當於增加了橡膠漿基料的比例，降低了配方的顏基比，因此提高了SR配方的抗滲性、延伸性、粘結性等特性。(2)提高耐熱性納米顆粒間的間隙比普通填料顆粒間隙大為減小，因此納米顆粒間對基料高分子的吸附力大大增強，在基料高分子間增加了大量的微觀橋架結構，使基料的耐熱穩定性提高，極大地改善了SR材料的熱穩定性。該材料已在甘肅龍首二級面板壩(壩高146.5m)上應用，並正在世界最高面板壩-233m高的湖北清江水布埡工程上大規模施工，能夠滿足高面板壩工程建設需要。


圖1是SR塑性止水材料改性前的分子結構示意圖。
圖2是納米改性SR塑性止水材料的分子結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽5％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(矽酮改性納米材料)備用；將丁基橡膠20％(重量)切塊、溶解，再加入烷基萘-縮甲醛1％(重量)、石油樹脂20％(重量)和烷烴增塑劑10％(重量)進行混熔，再加入矽酮改性納米材料5％(重量)和礦纖維增強劑10％(重量)進行混煉，製成成品。
實施例2首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽10％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(矽酮改性納米材料)備用；將丁基橡膠50％(重量)切塊、溶解，再加入烷基萘-縮甲醛5％(重量)、石油樹脂40％(重量)和烷烴增塑劑30％(重量)進行混熔，再加入矽酮改性納米材料10％(重量)和礦纖維增強劑30％(重量)進行混煉，製成成品。
實施例3首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽7.5％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(矽酮改性納米材料)備用；將丁基橡膠35％(重量)切塊、溶解，再加入烷基萘-縮甲醛3％(重量)、石油樹脂30％(重量)和烷烴增塑劑20％(重量)進行混熔，再加入矽酮改性納米材料7.5％(重量)和礦纖維增強劑20％(重量)進行混煉，製成成品。
實施例4首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽5％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(烷烴改性納米材料)備用；將丁基橡膠20％(重量)切塊、溶解，再加入N，N′-二辛基對苯二胺1％(重量)、石油樹脂20％(重量)和烷烴增塑劑10％(重量)進行混熔，再加入烷烴改性納米材料5％(重量)和礦纖維增強劑10％(重量)進行混煉，製成成品。
實施例5首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽10％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(烷烴改性納米材料)備用；將丁基橡膠50％(重量)切塊、溶解，再加入N，N′-二辛基對苯二胺5％(重量)、石油樹脂40％(重量)和烷烴增塑劑30％(重量)進行混熔，再加入烷烴改性納米材料10％(重量)和礦纖維增強劑30％(重量)進行混煉，製成成品。
實施例6首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入硬脂酸複合鹽7.5％(重量)進行表面活性處理，乾燥，製成納米改性劑(烷烴改性納米材料)備用；將丁基橡膠35％(重量)切塊、溶解，再加入N，N′-二辛基對苯二胺3％(重量)、石油樹脂30％(重量)和烷烴增塑劑20％(重量)進行混熔，再加入烷烴改性納米材料7.5％(重量)和礦纖維增強劑20％(重量)進行混煉，製成成品。
上述實施例中用到的材料如丁基橡膠、烷基萘-縮甲醛或N，N′-二辛基對苯二胺、石油樹脂、烷烴增塑劑、矽酮改性納米材料或烷烴改性納米材料、礦纖維增強劑及納米穩定劑硬脂酸複合鹽均可以從市場上購得。
納米SR塑性止水材料是採用最新的納米技術對原SR塑性止水材料進行性能優化後的升級換代產品。一納米(nm)等於十億分之一米(10-9m)，納米材料的粒徑通常在10nm至100nm(即10-7～10-8m)之間，而普通滑石粉/碳黑等填料粒徑則在10-5～10-6m之間，比納米材料大2個數量級，表面積則相差4個數量級(見圖2)。因此，在SR配方中添加納米材料後，利用納米顆粒的表面效應，可對SR材料性能進行改性。由於納米材料表面積大、表面活性高，納米顆粒間的間隙比普通填料顆粒間隙大為減小，納米顆粒對基料高分子的吸附力大大增強，這樣，納米材料就在基料高分子間增加了大量的微觀橋架結構，因此基料的耐熱穩定性大幅提高，從而顯著地改善了SR塑性止水材料的熱穩定性。該材料已在甘肅龍首二級面板壩(壩高146.5m)上應用，並正在世界最高面板壩-233m高的湖北清江水布埡工程上大規模施工，能夠滿足高面板壩工程建設需要。
納米SR塑性止水材料主要性能指標見表1
表1

權利要求
1.一種用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述止水材料由以下原料組成(重量百分比)橡膠20-50；橡膠防老劑1-5改性樹脂20-40；增塑劑10-30；納米改性劑5-10；增強劑10-30。
2.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述橡膠為丁基橡膠。
3.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述橡膠防老劑包括烷基萘-縮甲醛或N，N′-二辛基對苯二胺。
4.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述改性樹脂為石油樹脂。
5.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述增塑劑為烷烴增塑劑。
6.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述納米改性劑包括矽酮改性納米材料或烷烴改性納米材料。
7.根據權利要求1所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料，其特徵在於所述增強劑為礦纖維增強劑。
8.一種用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料的製備方法，其特徵在於1)納米改性劑的製備首先將石礦材，諸如花崗巖、雲母粉碎，精煉(溶解、結晶)，再加入納米穩定劑5-10(重量百分比)進行表面活性處理，乾燥；2)將橡膠20-50(重量百分比)切塊、溶解，再加入橡膠防老劑1-5(重量百分比)、改性樹脂20-40(重量百分比)和增塑劑10-30(重量百分比)進行混熔，再加入納米改性劑5-10(重量百分比)和增強劑10-30(重量百分比)進行混煉，製成成品。
9.根據權利要求8所述的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料的製備方法，其特徵在於所述納米穩定劑為硬脂酸複合鹽。
全文摘要
本發明涉及一種用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料。本發明所要解決的技術問題是提供一種在保持原SR塑性止水材料抗滲性好、塑性大、施工簡便等特性的同時，又具備耐熱性能好，性價比高之特點的用於混凝土變形接縫嵌縫防滲的納米SR塑性止水材料。解決該問題的技術方案是該塑性止水材料由以下原料組成(重量百分比)橡膠20－50；橡膠防老劑1－5改性樹脂20－40；增塑劑10－30；納米改性劑5－10；增強劑10－30。本發明可用於水利水電工程、工業與民用建築工程混凝土接縫防滲止水。
文檔編號C09K3/10GK1687289SQ200510049548
公開日2005年10月26日 申請日期2005年3月31日 優先權日2005年3月31日
發明者譚建平 申請人:國家電力公司華東勘測設計研究院