新型高效自愈合混凝土防水劑的合成及其防水性能研究.pdf

1、混凝土是一種非均質(zhì)的多孔材料，其內(nèi)部存在大量的微觀(guān)結(jié)構(gòu)缺陷，這些微觀(guān)缺陷在某些條件下將擴(kuò)展成為后期混凝土的滲水渠道?，F(xiàn)在工程上常用的丙烯酸聚合物乳液，乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液，環(huán)氧聚合物乳液等防水劑，其防水機(jī)理主要是防水劑與混凝土形成聚合物網(wǎng)絡(luò)和聚合物微粒堵塞滲水通道，但這些防水劑存在著單體價(jià)格昂貴，摻量高，合成設(shè)備和工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。聚苯乙烯是油溶性的聚合物，若磺化度和中和度適當(dāng)，在不加乳化劑的情況下，也能把聚苯乙烯磺酸鹽均勻地分散在水

2、溶液中，作為混凝土防水劑來(lái)使用。
　　本文以苯乙烯（St）為主要原料,經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子聚合法和懸浮聚合方法，制備了五種不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚苯乙烯，采用粘度法和凝膠色譜法測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量；采用懸浮磺化法和共沸脫水磺化法，以濃硫酸為磺化試劑，成功地將五種不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚苯乙烯進(jìn)行了磺化，制備了不同磺化度的水溶性聚苯乙烯磺酸鈣（PCSS），并通過(guò)酸堿滴定測(cè)定其磺化度，用FT-IR和1H-NMR對(duì)PCSS進(jìn)行了表征，研究了H2SO4/PS

3、質(zhì)量比（R）、反應(yīng)時(shí)間、溶劑種類(lèi)和溶劑量對(duì)產(chǎn)物磺化度的影響，并對(duì)兩種方法進(jìn)行了比較；最后測(cè)定了五種不同相對(duì)分子質(zhì)量的PCSS對(duì)水泥砂漿和混凝土的防水性能的影響，選擇出了最適合作為混凝土防水劑的PCSS的相對(duì)分子質(zhì)量和摻量。
　　結(jié)果表明：1.采用陽(yáng)離子聚合方法，[AlCl3]/[St]=0.05-4.00的范圍內(nèi)，可以制備相對(duì)分子質(zhì)量 Mw=5000-30000的聚苯乙烯；采用懸浮聚合方法，[BPO]/[St]=0.3-4.0的范

4、圍內(nèi)，可以制備相對(duì)分子質(zhì)量Mw=207500-28600的聚苯乙烯。2.懸浮磺化法和共沸脫水磺化法都能在濃硫酸用量較小的情況下將不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚苯乙烯進(jìn)行磺化，制備出磺化度高于90％的水溶性PCSS；隨著R和反應(yīng)時(shí)間的增加，兩種磺化方法產(chǎn)物的磺化度不斷增加，且磺化度增加趨勢(shì)逐漸變慢；其中共沸脫水法濃硫酸的用量更少，硫酸利用率更高。3.相對(duì)分子質(zhì)量為163800的PCSS最適合作為混凝土防水劑，最佳摻量為0.01%，其防水效果達(dá)到了國(guó)