发明内容
本发明的目的是提供一种渗透性能优异、与混凝土基面粘结能力强、涂刷工序更加简单的环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料及其制备方法。
本发明所采用的技术手段是:
环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料,其特征在于:
由以下重量份的组分制成:
无机纳米二氧化硅溶液 75-85份;
苯丙乳液 2-3份;
纯丙乳液 2-3份;
γ-氨丙基三乙氧基硅烷 4-6份;
异丁基三乙氧基硅烷 3-5份;
硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠、丙烯酸酯、醋酸乙酯中的一种 2-4份;
门偏磷酸钠 1-2份;
磷酸三丁酯 1-2份。
所述的无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%±2%,pH值为8.5±0.2。
所述的苯丙乳液选取B2010,固含量为48%±2%,pH值为8.0±1.0。
所述的纯丙乳液选取TX201,固含量为50%±2%,pH值为8.5±0.5。
环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料的制备方法,其特征在于:
由以下步骤实现:
步骤一:称取75-85重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至60℃±5℃,并保温;
步骤二:称取2-3重量份苯丙乳液和2-3重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入4-6重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-5重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠1-2份和磷酸三丁酯1-2份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠、丙烯酸酯、醋酸乙酯中的一种2-4份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%±2%,pH值为8.5±0.2。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为48%±2%,pH值为8.0±1.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为50%±2%,pH值为8.5±0.5。
本发明具有以下优点:
(1)本发明的底渗层材料渗透能力强,能渗入至混凝土内部5~8mm,且能够与混凝土材料发生化学反应,其反应生成物可封闭混凝土内部微小孔隙,起到很好的渗透锚固作用,而国内同类产品的渗透渗入仅为1~3mm,不能与混凝土发生化学反应;
(2)本发明的底渗层材料与混凝土基面的附着力约为2.3MPa,满足规范要求值(规范要求≥1.0 MPa),国内同类产品无法满足规范要求,甚至时常发生从混凝土基面起皮、脱落等现象;
(3)本发明的底渗层材料与表面防护层配套使用后使混凝土在加速碳化(CO2浓度为20±3%,相对湿度70±5%,温度20±2℃)条件下,28天碳化深度为0,能够起到优异的防护效果,延缓混凝土碳化的发生,而国内同类产品与相同表面防护层配套使用后的碳化深度从13.0mm到20.0mm不等;
(4)本发明的底渗层材料与表面防护层配套使用后抗氯离子侵蚀性能优异,按相关规范(CESS 01-2004附录B2)试验条件下的氯离子扩散系数为0.21×10-12m2/s,满足规范要求(规范要求<0.5×10-12m2/s);而国内同类产品与相同表面防护层配套使用后的氯离子扩散系数为(1.2×10-12~3.5×10-12)m2/s,无法满足规范要求。
(5)本发明的底渗层材料配方以水性材料为主,从生产到施工的所有环节安全环保,不污染环境,符合绿色环保可持续发展的理念。
(6)本发明的底渗层材料与表面防护层配套使用,无需涂刷底漆,可简化涂刷工序,大大节约成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所述的环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料的制备方法,由以下步骤实现:
步骤一:称取75-85重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至60℃±5℃,并保温;
步骤二:称取2-3重量份苯丙乳液和2-3重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入4-6重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-5重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠1-2份和磷酸三丁酯1-2份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠、丙烯酸酯、醋酸乙酯中的一种2-4份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%±2%,pH值为8.5±0.2。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为48%±2%,pH值为8.0±1.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为50%±2%,pH值为8.5±0.5。
实施例1:
步骤一:称取75重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至55℃,并保温;
步骤二:称取2重量份苯丙乳液和2重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入4重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠1份和磷酸三丁酯1份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将硅酸丁酯2份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为28%,pH值为8.3。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为46%,pH值为7.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为48%,pH值为8.0。
实施例2:
步骤一:称取75重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至55℃,并保温;
步骤二:称取2重量份苯丙乳液和2重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入4重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠1份和磷酸三丁酯1份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将醋酸丁酯2份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为28%,pH值为8.3。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为46%,pH值为7.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为48%,pH值为8.0。
实施例3:
步骤一:称取80重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至60℃,并保温;
步骤二:称取2重量份苯丙乳液和2重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入5重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和4重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠1份和磷酸三丁酯1份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将甲基硅酸钠3份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%,pH值为8.5。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为48%,pH值为8.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为50%,pH值为8.5。
实施例4:
步骤一:称取80重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至60℃,并保温;
步骤二:称取3重量份苯丙乳液和3重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入5重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和4重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠2份和磷酸三丁酯2份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将丙烯酸酯3份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%,pH值为8.5。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为48%,pH值为8.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为50%,pH值为8.5。
实施例5:
步骤一:称取85重量份的无机纳米二氧化硅溶液,加热至65℃,并保温;
步骤二:称取3重量份苯丙乳液和3重量份纯丙乳液进行混合,搅拌至均匀,加入步骤一的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌30分钟,边搅拌边加入6重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和5重量份的异丁基三乙氧基硅烷,将所得溶液温度降至室温;
步骤三:将门偏磷酸钠2份和磷酸三丁酯2份加入步骤二所得的溶液中,恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟;
步骤四:将醋酸乙酯4份加入步骤三所得的溶液中,恒温以500r/min的速度搅拌15分钟,静置10分钟后,得到底渗层材料。
步骤一中,无机纳米二氧化硅溶液固含量为32%,pH值为8.7。
步骤二中,苯丙乳液选取B2010,固含量为50%,pH值为9.0。
步骤二中,纯丙乳液选取TX201,固含量为52%,pH值为9.0。
关于本发明所述的环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料的基本性能及与表面防护层配套使用测试结果见表一。
表一 性能测试结果
本发明的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。