一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土及其制备方法技术

本申请涉及一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土及其制备方法，按照质量份数比，包括以下组分：水泥280~360份，细集料700~850份，粗集料950~1150份，有机硅弹性体粉末30~60份，二异氰酸酯15~35份，聚酯多元醇80~100份，扩链剂3~10份，催化剂0.1~0.3份，水150~180份。本申请中通过在组分中加聚氨酯的聚合原料，会在混凝土中发生原位聚合生成具有弹性的聚氨酯，从而起到增韧的作用，其在聚合的过程中也会发生交联，从而可以增大混凝土的交联程度，从而提升其强度；本申请中还加入了有机硅弹性粉体，可以进一步起到增韧作用。本申请中的有机硅弹性粉体进行了改性，接枝了羟基基团，其可以参与到聚氨酯的聚合过程中，因而可以与聚氨酯协同作用，进一步提升对混凝土增韧的效果。进一步提升对混凝土增韧的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及建筑材料
，尤其是涉及一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是世界范围内土木工程领域应用最广、用量最大的建筑材料，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单，抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等优点，被广泛应用于各种土木工程、造船业、机械工业、海洋的开发、地热工程等领域。普通混凝土通常是由水泥、细骨料(砂)、粗骨料(碎石)以及水混合制成，是建筑的最主要组成部分，其性能直接决定建筑工程质量，影响建筑施工安全。
[0003]混凝土根据使用场合的不同，其组分和组分的比例均会存在较大的区别。重荷载的道路和地面因为长期遭受重荷载的磨损和碾压，采用常规的混凝土往往会因为抗疲劳开裂能力不足，因而在重载作用下很容易发生开裂病害，使用寿命远远未达预期。裂缝是影响混凝土质量和耐久性的首要因素，目前控制裂缝的方法主要是减少水泥的用量，使用外加剂和添加纤维，采用添加纤维的方式虽然提高混凝土的延性和韧性，减少裂缝的形成和扩展；但是其起到的增韧和延展作用有限，因而长时间的荷载后，还有会存在开裂的情况。还有一种解决混凝土开裂的方法是在制备好混凝土路面后，混凝土表层制备一层高弹的聚氨酯层，采用这样的方式，聚氨酯层弹性较高，可以起到缓冲和耐磨的作用，减少裂缝的出现；但是聚氨酯与混凝土主要是通过聚氨酯的粘性粘合的，在反复重荷载碾压后，出现脱层，因而引起聚氨酯层部分凸起，导致路面结构不稳。
[0004]针对现有技术的缺陷，申请人认为有必要研发一种重荷载下不易开裂的混凝土。

技术实现思路

[0005]为了解决混凝土在重荷载下引起的开裂问题，本申请提供一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土及其制备方法。
[0006]第一个方面，本申请提供的一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，采用如下技术方案：一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，按照质量份数比，包括以下组分：水泥280～360份，细集料700～850份，粗集料950～1150份，有机硅弹性体粉末30～60份，二异氰酸酯15～35份，聚酯多元醇80～100份，扩链剂3～10份，催化剂0.1～0.3份，水150～180份。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请通过在混凝土的原料中加入了聚酯多元醇和二异氰酸酯，其会在混凝土内部发生原位聚合反应，在混凝土内部形成具有高柔性和高弹性的聚氨酯，可以提高混凝土的韧性；而且聚氨酯对水泥的水化有促进的作用，可以促进水泥的深度水化，加上其自身聚合时起到胶结的作用，从而提升混凝土的强度；更进一步而言，聚氨酯具有较好的耐磨性能，可以进一步提高混凝土的耐磨性。本申请中还加入了有机硅弹性体粉末会嵌入在集料中间，从而可以进一步提高混凝土的弹性和密实性。混凝土的强度
和弹性的增加，可以减少因荷载作用引起的变形，进而增强混凝土的抗变形能力；而且本申请中聚氨酯的原位聚合，也可以起到交联的作用，也会提高混凝土的密实性和抗渗性，从而可以提高抵抗外部侵蚀性介质的破坏作用，提高混凝土的耐久性。
[0008]作为优选，所述大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，按照质量份数比，包括以下组分：水泥330～350份，细集料760～780份，粗集料1030～1050份，有机硅弹性体粉末40～50份，二异氰酸酯20～30份，聚醚多元醇85～95份，扩链剂4～6份，催化剂0.1～0.3份，水160～170份。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请中通过进一步控制原料的比例，可以是在保证混凝土强度的同时，使其具有较好的韧性和密实度，提升混凝土的综合性能。
[0010]作为优选，所述的水泥为普通水泥；细集料为粗砂，其细度模数3.1～3.5；粗集料为石子，其粒径介于5～25mm。
[0011]通过采用上述技术方案，本申请中通过控制粗细集料的尺寸有助于提高混凝土的密实度，从而提升混凝土的强度。
[0012]作为优选，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种；聚醚多元醇为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量Mw为2000～4000；扩链剂为1,4
‑
丁二醇，催化剂为二月桂酸二丁基锡或双二甲氨基乙基醚；有机硅弹性体粉末为DOWSIL
TM
EP
‑
2601、DOWSIL
TM
EP
‑
5500、DOWSIL
TM
EP
‑
5518中的一种或几种混合物。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请中通过选用上述种类的聚氨酯原料，主要是因为其在水性条件下也能很好的发生交联作用，提升聚氨酯的交联强度，从而使得组分之间的胶黏程度更强，保证了混凝土弹性的同时，提升混凝土的强度。
[0014]作为优选，所述的有机硅弹性体粉体为改性后的有机硅弹性体，其改性方法包括以下步骤：将有机硅弹性体粉末加入至有机溶剂进行分散，接着加入5
‑
氨基
‑1‑
戊醇，进行加热反应，反应完毕后，过滤烘干，得到改性后的有机硅弹性体。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请中通过对有机硅弹性粉体进行改性，主要是利用有机硅弹性粉体上的环氧基能够与5
‑
氨基
‑1‑
戊醇上的氨基进行开环反应，将其接枝在有机硅弹性粉体上，从而在其表面接枝大量的
‑
OH，羟基在聚氨酯发生扩链反应过程中，能够残余到期聚合反应过程中，从而将有机硅弹性粉体更好的分散在混凝土中，从而使其具有较好的韧性。
[0016]作为优选，所述的有机硅弹性粉体与5
‑
氨基
‑1‑
戊醇的质量比为100:(10～20)；加热温度为50～90℃，反应时间为1～3h；有机溶剂为乙酸乙酯、甲苯中的一种。
[0017]通过采用上述技术反应，本申请中通过控制有机硅弹性粉体的改性条件，可以是其表面尽可能的多接枝羟基，从而能够使其更好的参与到聚氨酯的聚合过程中，通过与聚氨酯的原位聚合作用，进一步提高混凝土的韧性，减少开裂状况的出现。
[0018]作为优选，所述的用于重荷载地面的混凝土，还包括有2～3份的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为3氨基丙基三乙氧基硅烷、γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和N
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β
‑
(氨乙基)
‑
γ氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0019]通过采用上述技术反应，本申请中进一步加入硅烷偶联剂，主要是利用其活化粗集料和细集料的表面，是聚氨酯在聚合交联过程中能够更好的将集料进行交联，从而进一
步提升混凝土的强度。
[0020]第二个方面，本申请中提供了一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：二异氰酸酯和聚醚多元醇进行按照比例搅拌混合后，接着向其中加入催化剂总量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，其特征在于，按照质量份数比，包括以下组分：水泥280~360份，细集料700~850份，粗集料950~1150份，有机硅弹性体粉末30~60份，二异氰酸酯15~35份，聚酯多元醇80~100份，扩链剂3~10份，催化剂0.1~0.3份，水150~180份。2.根据权利要求1所述的大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，其特征在于，按照质量份数比，包括以下组分：水泥330~350份，细集料760~780份，粗集料1030~1050份，有机硅弹性体粉末40~50份，二异氰酸酯20~30份，聚醚多元醇85~95份，扩链剂4~6份，催化剂0.1~0.3份，水160~170份。3.根据权利要求1所述的大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，其特征在于，所述的水泥为普通水泥；细集料为粗砂，其细度模数3.1~3.5；粗集料为石子，其粒径介于5~25mm。4.根据权利要求1所述的 大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，其特征在于，所述的二异氰酸酯为、、、、中的一种；聚醚多元醇为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量Mw为2000~4000；扩链剂为1,4
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丁二醇，催化剂为二月桂酸二丁基锡或双二甲氨基乙基醚；有机硅弹性体粉末为DOWSIL
TM
EP2601、DOWSIL
TM
EP5500、DOWSIL
TM
EP5518中的一种或几种混合物。5.根据权利要求1所述的大荷载耐磨聚氨酯地坪混凝土，其特征在于，所述的有机硅弹性体粉体为改性后的有机硅弹性体，其改性方法包括以下步骤：将有机硅弹性体粉末加入至有机溶剂进行分散，接着加入5
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【专利技术属性】
技术研发人员：池林雪，曾毅，赵浩，王光耀，徐小峰，胡立业，于佳生，洪钊然，张广建，张楠，刘振鑫，张咏琪，刘国伟，
申请(专利权)人：中国建筑一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：