【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于建筑材料外加劑，具體來講，涉及一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料及應用。
技術介紹
1、目前，混凝土增韌包括纖維增韌、聚合物增韌及納米材料增韌，從各個尺度來調節混凝土的微結構，從而提升混凝土的拉伸強度和斷裂能。但是這些增韌手段都存在不足之處：纖維增韌中鋼纖維增韌是使用最廣泛的且已有工業應用基礎，但是鋼纖維易團結且不提升混凝土的基體韌性；直接添加聚合物增韌中聚合物本身影響水泥水化且易在混凝土中形成缺陷；納米材料增韌中納米材料易團聚且較難工業化應用。
2、常用的易于操作的水泥-聚合物漿體混合方法包括直接將水泥與作為粘合劑或添加劑的聚合物混合，或將硬化的水泥漿體浸入聚合物溶液中。這種單一的物理添加共混的方法，其存在很多的弊端，使得改性混凝土的性能不能夠得到有效的優化調節。大部分實驗結果表明，材料的抗折強度有明顯改善，但是在聚合物的添加改性后，抗壓強度降低。因此，當添加聚合物溶液，摻量較高時會導致緩凝，水化程度較低，抗折強度增強效果不明顯；添加聚合物乳液，有機聚合物相尺寸范圍在10～500μm，在水泥基體中形成了“宏觀缺陷”，且聚合物相尺寸越大，其機械強度削弱效應越明顯。因此，目前聚合物的添加法增韌混凝土的同時均犧牲了混凝土的抗壓強度。這些缺點都極大限制了其在現代混凝土中的廣泛應用。實現混凝土韌性的提升，是目前國內外的研究熱點及難點。
3、為了解決這一難題，原位聚合是目前研究者們一致認為可行性較高的方式。小分子單體在未聚合的情況下添加至混凝土中，在水泥水化的同時引發聚合物聚合，實現水泥基材料中的原
技術實現思路
1、為解決現有技術中增強混凝土韌性同時不影響混凝土抗壓強度的技術問題，本專利技術提供了一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，該緩釋材料中含有的緩釋膠囊采用堿激發膠囊緩釋材料作為載體，在緩釋材料中引入活性引發組分，使其能夠在水泥基材料水化過程中破碎，從而在水泥基材料中原位引發聚合，達到控制聚合時間的目的，使得單體在水泥水化前不發生聚合，不影響水泥水化，同時避免聚合物顆粒過大，在水泥基體中形成相分離而影響水泥基材料力學性能，且能有效增水泥基材料韌性。
2、另一方面，本專利技術還提供了一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料的應用。
3、為解決上述技術問題，本專利技術采用了如下技術方案：
4、一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，包括a溶液和b溶液；所述a溶液由堿激發緩釋膠囊和單體溶液混合而成；所述單體溶液為丙烯酰胺溶液或丙烯酸鈉溶液，所述b溶液為氧化性引發劑溶液；
5、所述堿激發緩釋膠囊包括內核、中間包覆層和外層包覆層；所述內核為納米二氧化硅，中間包覆層為帶有叔胺基團修飾的納米二氧化硅，外層包覆層為納米二氧化硅；
6、所述單體溶液中有效成分與堿激發緩釋膠囊質量比為30：1-30；
7、所述單體溶液中有效成分與溶液b中有效成分的質量比為30：0.03-0.3。
8、進一步地，所述內核直徑為70-120nm，中間包覆層的厚度為6-14nm，外層包覆層的厚度為8-20nm。
9、所述帶有叔胺基團修飾的納米二氧化硅由二乙基氨甲基三乙氧基硅烷(nd-22)發生硅氧烷水解而成。
10、進一步地，所述氧化性引發劑可選自于過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種。
11、另方面本專利技術還提供了所述堿激發緩釋膠囊的制備方法，具體包括如下步驟：
12、(1)將堿性溶液添加至有機溶劑中，調節溶液體系ph值至11-13；再向其中加入原硅酸四乙酯，獲得前驅體溶液；將前驅體溶液機械攪拌，獲得懸濁液；
13、(2)向懸濁液中加入原硅酸四乙酯的醇溶液，發生硅氧烷水解反應；待反應結束，即制得內核納米二氧化硅；
14、(3)繼續升高反應體系溫度至50-60℃，同時添加二乙基氨甲基三乙氧基硅烷，發生硅氧烷水解反應，待反應結束，即將中間包覆層包覆至內核納米二氧化硅表面；
15、(4)將反應體系降至室溫，繼續向反應體系中滴加原硅酸四乙酯的醇溶液，發生硅氧烷水解反應，待反應結束，反應產物經后處理得到固體樣品即為堿激發緩釋膠囊。
16、進一步地，所述步驟(1)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氨水中的一種或者兩種組合；所述步驟(1)中有機溶劑為乙醇或異丙醇。
17、進一步地，所述步驟(1)機械攪拌的速度為300-500rpm，攪拌時間為2-3小時。
18、所述堿激發緩釋膠囊的制備方法中各原料投入質量份數如下：所述步驟(1)中原硅酸四乙酯2-5份，所述步驟(2)中原硅酸四乙酯1-3份，所述步驟(3)中二乙基氨甲基三乙氧基硅烷1-3份，所述步驟(4)中原硅酸四乙酯2-5份。
19、本專利技術還提供了一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料的應用，所述提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料中的溶液a與溶液b分別加入到水泥基材料，其中單體溶液有效成分質量為水泥基材料中膠凝材料總質量的1％-3％。
20、本專利技術相較現有技術，具有以下有益效果：
21、1、本專利技術提供的上述增加抗折性能的方法，其中有效組分為納米二氧化硅。由于納米二氧化硅本身就是很好的增強材料，其特殊的火山灰活性可與水泥基材料反應，優化水化產物結構與組成，增強水泥基材料。
22、2、本專利技術提供的上述增強水泥基材料的方法使用的是小分子單體二乙基氨甲基三乙氧基硅烷，而非聚合物，其對于水泥基材料影響較小，不影響水泥基材料水化的同時可以提高抗折性能。
23、3、該活性成分納米二氧化硅具有緩釋的效果，在水化早強不暴露活性氨基官能團，在水化進行一段時間后，即二氧化硅殼溶解一段時間后，暴露活性氨基成分，引發聚合，使得聚合物對水泥水化的影響降至最小。
24、4、本專利技術提供的制備方法，原料來源廣泛，安全環保，制備工藝簡單易控。
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1.一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，包括A溶液和B溶液；所述A溶液由堿激發緩釋膠囊和單體溶液混合而成；所述單體溶液為丙烯酰胺溶液或丙烯酸鈉溶液，所述B溶液為氧化性引發劑溶液；
2.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述內核直徑為70-120nm，中間包覆層的厚度為6-14nm，外層包覆層的厚度為8-20nm。
3.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述帶有叔胺基團修飾的納米二氧化硅由二乙基氨甲基三乙氧基硅烷發生硅氧烷水解而成。
4.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述氧化性引發劑選自于過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種。
5.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述堿激發緩釋膠囊的制備方法具體包括如下步驟：
6.根據權利要求5所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述步驟(1)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氨水中的一種或者兩種組合。
7.根據權利要求5所述的提升水
8.根據權利要求5所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述堿激發緩釋膠囊的制備方法中各原料投入質量份數如下：所述步驟(1)中原硅酸四乙酯2-5份，所述步驟(2)中原硅酸四乙酯1-3份，所述步驟(3)中二乙基氨甲基三乙氧基硅烷1-3份，所述步驟(4)中原硅酸四乙酯2-5份。
9.權利要求1-8中任一項所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料的應用，其特征在于，所述提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料中的溶液A與溶液B分別加入到水泥基材料，其中單體溶液有效成分質量為水泥基材料中膠凝材料總質量的1％-3％。
...【技術特征摘要】
1.一種提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，包括a溶液和b溶液；所述a溶液由堿激發緩釋膠囊和單體溶液混合而成；所述單體溶液為丙烯酰胺溶液或丙烯酸鈉溶液，所述b溶液為氧化性引發劑溶液；
2.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述內核直徑為70-120nm，中間包覆層的厚度為6-14nm，外層包覆層的厚度為8-20nm。
3.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述帶有叔胺基團修飾的納米二氧化硅由二乙基氨甲基三乙氧基硅烷發生硅氧烷水解而成。
4.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述氧化性引發劑選自于過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種。
5.根據權利要求1所述的提升水泥基材料抗折性能的緩釋材料，其特征在于，所述堿激發緩釋膠囊的制備方法具體包括如下步驟：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：陳磊，舒鑫，冉千平，楊勇，嚴涵，王濤，李長城，董磊，
申請(專利權)人：江蘇蘇博特新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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