CN103848643B - 一种混凝土抗裂养护剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶30%～50%，硅酸锂15%～25%，偏硅酸5%～15%，硼酸钠0.5%～2%，水性硅烷偶联剂2%～10%，余量为去离子水。另外，本发明还提供了该养护剂的制备方法。本发明的养护剂为无色透明液体，以纳米硅溶胶为主要原料，加入硅烷偶联剂、硼酸钠、硅酸锂、偏硅酸进行改性，通过反应釜高温反应完成，具有无毒、无异味、阻燃、无污染等特点，对人体皮肤无伤害，易清洗。本发明的养护剂可提高混凝土表面硬化强度、抗渗透性和耐久性，可防止混凝土的收缩和龟裂，解决新浇筑混凝土的保水养护及收缩和龟裂问题，使混凝土的界面强度及耐磨性能明显提高。
Description
技术领域
本发明属于混凝土养护剂技术领域，具体涉及一种混凝土抗裂养护剂及其制备方法。
背景技术
针对水电、水利、铁路、公路等工程中的水泥砼施工，其中的砼养护为工程质量的关键环节之一。
砼的养护目的，一是创造各种条件使水泥充分水化，满足砼的性能技术要求；二是防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝、龟裂及砼强度降低等破损现象。
砼养护工序：洒水覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，普通养护龄期在7-14天，对高性能砼有特殊要求的养护龄期则要大于28天。
基于砼养护技术要求，在野外进行的砼施工，尤其在施工条件较差的地域，洒水覆盖养护较难满足施工技术要求，对于缺水地带更是砼的养护难题。如南水北调工程、铁路工程、公路工程均遇到由于养护不到位，导致砼的收缩和龟裂。采用市面的砼养护剂，均不能满足施工要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种混凝土抗裂养护剂。该养护剂以纳米硅溶胶为主要原料，加入硅烷偶联剂、硼酸钠、硅酸锂和偏硅酸进行改性，通过反应釜高温反应完成，具有无毒、无异味、阻燃、无污染等特点，对人体皮肤无伤害，易清洗。该养护剂可提高混凝土表面硬化强度、抗渗透性和耐久性，可防止混凝土的收缩和龟裂，解决新浇筑混凝土的保水养护及收缩和龟裂问题，使混凝土的界面强度及耐磨性能明显提高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混凝土抗裂养护剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶30%～50%，硅酸锂15%～25%，偏硅酸5%～15%，硼酸钠0.5%～2%，水性硅烷偶联剂2%～10%，余量为去离子水。
上述的一种混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶35%～45%，硅酸锂18%～22%，偏硅酸8%～12%，硼酸钠1%～2%，水性硅烷偶联剂5%～8%，余量为去离子水。
上述的一种混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶40%，硅酸锂20%，偏硅酸10%，硼酸钠1%，水性硅烷偶联剂5%，余量为去离子水。
另外，本发明还提供了一种制备上述混凝土抗裂养护剂的方法，其特征在于，该方法为：将去离子水、偏硅酸、硼酸钠和水性硅烷偶联剂依次投入反应釜中，在60℃～80℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至85℃～100℃，再向反应釜中加入纳米硅溶胶和硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的混凝土抗裂养护剂为无色透明液体，以纳米硅溶胶为主要原料，加入硅烷偶联剂、硼酸钠、硅酸锂、偏硅酸进行改性，通过反应釜高温反应完成，具有无毒、无异味、阻燃、无污染等特点，对人体皮肤无伤害，易清洗。
2、水泥的早期水化，主要是铝酸三钙（3CaO·Al2O3即C3A）水化成水化铝酸钙，硅酸三钙（3CaO·SiO2即C3S）水化成水化硅酸钙及氢氧化钙，将本发明的混凝土抗裂养护剂直接喷涂于新浇筑初凝的混凝土表面，可形成连续的无色不透水的高效养护薄膜，其中渗透剂成分促进胶体成分渗透入界面，同时与混凝土表面浅层的游离氢氧化钙反应，并与混凝土中的部分水和空气发生化学反应生成二氧化硅，形成结晶封闭混凝土的毛细孔，能在凝结硬化的混凝土表面形成一层致密坚实的膜层，阻止水泥中自由水过早过多地蒸发和混凝土表面析水现象的发生，使水泥可依靠自身的拌和水充分水化，达到自养的目的，使混凝土处于长期养护状态，确保28d的养护龄期。
3、本发明的混凝土抗裂养护剂可提高混凝土表面硬化强度、抗渗透性和耐久性，可防止混凝土的收缩和龟裂，解决新浇筑混凝土的保水养护及收缩和龟裂问题，使混凝土的界面强度及耐磨性能明显提高。
4、本发明的混凝土抗裂养护剂施工工艺简单易行，采用农用喷雾器喷涂1～2遍即可完成，可降低新浇筑砼的养护费用，比常规洒水覆盖养护方法节约资金数倍以上。
5、本发明的混凝土抗裂养护剂满足技术标准JC901-2002《水泥混凝土养护剂》的要求。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶40%，硅酸锂20%，偏硅酸10%，硼酸钠1%，水性硅烷偶联剂（KH-550）5%，余量为去离子水。
其制备方法为：将24kg去离子水、10kg偏硅酸、1kg硼酸钠和5kg水性硅烷偶联剂（KH-550）依次投入反应釜中，在60℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至85℃，再向反应釜中加入40kg纳米硅溶胶和20kg硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
实施例2
本实施例的混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶30%，硅酸锂25%，偏硅酸15%，硼酸钠2%，水性硅烷偶联剂（KH-560）2%，余量为去离子水。
其制备方法为：将26kg去离子水、15kg偏硅酸、2kg硼酸钠和2kg水性硅烷偶联剂（KH-560）依次投入反应釜中，在80℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至100℃，再向反应釜中加入30kg纳米硅溶胶和25kg硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
实施例3
本实施例的混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶50%，硅酸锂15%，偏硅酸5%，硼酸钠0.5%，水性硅烷偶联剂（KH-570）10%，余量为去离子水。
其制备方法为：将19.5kg去离子水、5kg偏硅酸、0.5kg硼酸钠和10kg水性硅烷偶联剂（KH-570）依次投入反应釜中，在70℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至90℃，再向反应釜中加入50kg纳米硅溶胶和15kg硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
实施例4
本实施例的混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶35%，硅酸锂22%，偏硅酸8%，硼酸钠1.5%，水性硅烷偶联剂（KH-550）6.5%，余量为去离子水。
其制备方法为：将27kg去离子水、8kg偏硅酸、1.5kg硼酸钠和6.5kg水性硅烷偶联剂（KH-550）依次投入反应釜中，在60℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至90℃，再向反应釜中加入35kg纳米硅溶胶和22kg硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
实施例5
本实施例的混凝土抗裂养护剂，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶45%，硅酸锂18%，偏硅酸12%，硼酸钠2%，水性硅烷偶联剂（KH-560）8%，余量为去离子水。
其制备方法为：将15kg去离子水、12kg偏硅酸、2kg硼酸钠和8kg水性硅烷偶联剂（KH-560）依次投入反应釜中，在60℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至85℃，再向反应釜中加入45kg纳米硅溶胶和18kg硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
对本发明实施例1至实施例5的混凝土抗裂养护剂的性能进行检测，其技术指标满足JC901-2002《水泥混凝土养护剂》要求，成膜后浸水不溶解，置于65℃±2℃烘箱内10min，不溶化、不变色。
表1水泥混凝土养护剂技术标准
表2本发明混凝土抗裂养护剂各项性能检测结果
本发明环保油性乳化脱模剂的各项性能检测结果表明，其技术指标满足JC901-2002《水泥混凝土养护剂》标准要求。
本发明的混凝土抗裂养护剂工程应用实例：
实例1
应用单位：中国水电三局工程南水北调中线禹州工程项目部，南水北调中线禹州工程渠道现浇混凝土表面养护应用。喷涂于现浇混凝土硬化后表面，保水养护龄期≥14d，有效的抑制了混凝土表面龟裂，满足工程技术指标要求，应用效果良好。
实例2
应用单位：中国水电三局工程大西高速铁路一标工程项目部，大西高速铁路四标工程道床现浇混凝土表面养护应用。喷涂于现浇混凝土硬化后表面，保水养护龄期≥14d，有效的抑制了混凝土表面龟裂，满足工程技术指标要求，应用效果良好。
实例3
应用单位：中国水电三局工程大西高速铁路四标工程项目部，大西高速铁路四标工程铁路道床现浇混凝土表面养护应用。喷涂于现浇混凝土硬化后表面，保水养护龄期≥14d，有效的抑制了混凝土表面龟裂，满足工程技术指标要求，应用效果良好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种混凝土抗裂养护剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶30％～50％，硅酸锂15％～25％，偏硅酸5％～15％，硼酸钠0.5％～2％，水性硅烷偶联剂2％～10％，余量为去离子水；
所述混凝土抗裂养护剂的制备方法为：将去离子水、偏硅酸、硼酸钠和水性硅烷偶联剂依次投入反应釜中，在60℃～80℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至85℃～100℃，再向反应釜中加入纳米硅溶胶和硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗裂养护剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶35％～45％，硅酸锂18％～22％，偏硅酸8％～12％，硼酸钠1％～2％，水性硅烷偶联剂5％～8％，余量为去离子水。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土抗裂养护剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：纳米硅溶胶40％，硅酸锂20％，偏硅酸10％，硼酸钠1％，水性硅烷偶联剂5％，余量为去离子水。
4.一种制备如权利要求1，2或3所述混凝土抗裂养护剂的方法，其特征在于，该方法为：将去离子水、偏硅酸、硼酸钠和水性硅烷偶联剂依次投入反应釜中，在60℃～80℃下搅拌反应30min，然后将反应釜温度升至85℃～100℃，再向反应釜中加入纳米硅溶胶和硅酸锂，继续搅拌反应30min，得到混凝土抗裂养护剂。
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